1.1.4. Структура систем компьютерной математики

Каждая СКМ может иметь нюансы в своей архитектуре или структуре. Тем не менее можно прийти к выводу, что современные универсальные СКМ имеют следующую типовую структуру:

Библиотеки 

 

Ядро  ИнтерфейсСправочная система

 

Пакеты расширения 

Центральное место занимает ядросистемы. Оно представляет собой множество встроенных функций и процедур, представленных в машинных кодах и обеспечивающих достаточно представительный набор встроенных быстрых команд, функций и операторов системы. Роль ядра особенно велика в системах символьной математики, где в ядре хранятся многие сотни, а то и тысячи правил аналитических преобразований математических выражений.

Интерфейсдает пользователю возможность обращаться к ядру со своими запросами и получать результат решения на экране дисплея. Интерфейс современных систем символьной математики базируется на средствах операционных системWindowsи имеет все их возможности: перемещаемые и масштабируемые окна документов, диалоговые и информационные окна, кнопки управления, общение с периферийными устройствами и так далее. В принципе он мало отличается от интерфейса офисных программ пакетаMicrosoftOffice. Нередко интерфейс СКМ обеспечивает возможность задания и редактирования библиотечных модулей и пакетов расширения систем.

Функции и процедуры, включенные в ядро, выполняются предельно быстро. С этой точки зрения в ядро было бы выгодно включать как можно больше вычислительных средств. Однако это поневоле приводит к замедлению поиска нужных средств из-за возрастания их числа, увеличению времени загрузки ядра и к другим нежелательным последствиям. Поэтому объем ядра ограничивают, но к нему добавляют библиотекиболее редких процедур и функций, к которым обращается пользователь, если в ядре не обнаружена нужная процедура или функция. Некоторые системы допускают модернизацию библиотек и ихрасширениесилами опытных пользователей.

Кардинальное расширение возможностей СКМ и их адаптация к решаемым конкретными пользователями задачам достигается за счет пакетов расширениясистем. Эти пакеты, как правило, пишутся на собственном языке программирования той или иной системы, что делает возможным их подготовку обычными пользователями. Пакеты расширения могут поставляться и в видеэлектронных книг, посвященных тем или иным направлениям применения математики.

Справочная системаобеспечивает получение оперативных справок по любым вопросам работы с системами компьютерной математики с примерами такой работы. Она содержит и многочисленный гипертекстовый справочный материал - математические и физические таблицы, формулы для нахождения производных и интегралов, алгебраические преобразования и т. д. Ядро, библиотеки, пакеты расширения и справочная система современных СКМ аккумулируют знания в области математики, накопленные за многие тысячелетия ее развития, и обеспечивают их быстрое представление пользователю. Это соответствует их назначению в ролиэкспертных систем.