STELLA (programmeringsspråk)
 | |
| Paradigm | Visuell programmering , simuleringsspråk |
|---|---|
| Designad av | Barry Richmond |
| Utvecklare | isee-system (tidigare High Performance Systems) |
| Dök först upp | 1985 |
| Stabil frisättning | 2.0.3 / 25 november 2020
|
| OS | macOS , Windows . |
| Licens | Proprietär |
| Filnamnstillägg | .stm, .stmx, .itm, .itmx |
| Hemsida | |
| Influerad av | |
| DYNAMO | |
STELLA (förkortning för Systems Thinking, Experimental Learning Laboratory with Animation ; även marknadsfört som iThink ) är ett visuellt programmeringsspråk för systemdynamikmodellering som introducerades av Barry Richmond 1985. Programmet, distribuerat av isee systems (tidigare High Performance Systems) tillåter användare att köra modeller skapade som grafiska representationer av ett system med hjälp av fyra grundläggande byggstenar. STELLA har använts inom den akademiska världen som ett läromedel och har använts i en mängd olika forsknings- och affärstillämpningar. Programmet har fått positiva recensioner och prisas särskilt för sin användarvänlighet och låga kostnad.
Historia
Medan han arbetade vid Massachusetts Institute of Technology på 1960-talet utvecklade Jay Wright Forrester den tidigaste förståelsen av systemdynamik som han hävdade endast kunde förstås med hjälp av modeller. Dartmouth College systemvetenskapsprofessor Barry Richmond grundade High Performance Systems 1984. Med ekonomiskt stöd från Analog Devices, Inc. och tekniskt stöd från Apple Computer utvecklade han STELLA (förkortning för Structural Thinking, Experimental Learning Laboratory with Animation) på sitt företag. Han presenterade prototypen för det visuella programmeringsspråket 1985 vid System Dynamics Societys årliga konferens i en artikel med titeln "STELLA: Software for Bringing System Dynamics to the Other 98%".
Inom denna tidning funderade Richmond över studiet av systemdynamik: "Om det här verkligen är så bra, varför har då inte fältet "tagit fart"?" Steve Peterson, en kollega till Richmonds, reflekterade efter sin död 2002 att Richmond hade tron att modellering var ett verktyg som alla borde använda och att den föreställningen återspeglades i Richmonds arbete. Han citerade en artikel från 1994 där Richmond beskrev STELLA som "ganska unik, ganska kraftfull och ganska allmänt användbar som ett sätt att tänka och eller lära sig. Det är också kapabelt att vara ganska transparent – utnyttja sättet vi lär oss biologi, hanterar våra företag, eller sköta våra personliga liv”.
Funktionalitet och egenskaper
STELLAs inställning till modelleringssystem delar vissa likheter med en föregångare, simuleringsspråket DYNAMO . DYNAMO definierade uttryckligen "bestånd" (reservoarer) och "flöden" (ingångar och utgångar) som nyckelvariabler i ett system, en vokabulär som STELLA delar. Inom STELLA presenteras användarna med ett grafiskt användargränssnitt där de kan skapa grafiska modeller av ett system med hjälp av fyra grunder: aktier, flöden, omvandlare och kopplingar. Relationer mellan omvandlare (som förmedlar transformerande variabler) och andra element kan ritas med omvandlare. Användare kan mata in värden för lager, flöden och omvandlare (inklusive en mängd olika inbyggda funktioner). STELLA gör ingen skillnad mellan externa och mellanliggande variabler inom ett system; alla är representerade med omvandlare.
Mjukvaran producerar finita differensekvationer som beskriver den grafiska modellen och låter användare välja en numerisk analysmetod att tillämpa på systemet, antingen Euler-metoden eller olika Runge–Kutta-metoder (antingen andra eller fjärde ordningen). Innan en modell körs kan användare också ange ett tidssteg och körtid för simuleringen. STELLA kan mata ut data i grafisk eller tabellform.
STELLA kör ett fönster i taget, vilket innebär att endast en modell kan köras vid varje given tidpunkt. Programmets ursprungliga filformat betecknas antingen med filnamnstillägget .stm , .stmx , .itm eller .itmx . STELLA använder också den framväxande XML-baserade standarden för lagring av modeller, XMILE. 2012 släppte två forskare StellaR, programvara som kan översätta STELLA-modeller till programmeringsspråket R.
Ansökningar
Utbildning
På grund av dess enkelhet i förhållande till mer komplexa modelleringsspråk, har STELLA citerats som ett användbart verktyg i utbildningsmiljöer. Richmond såg hånfullt den mesta utbildningen som att "assimilera innehåll" och föreslog systemtänkande som ett botemedel mot detta.
1987 släppte High Performance Systems en guide till STELLA som uppmuntrade dess användning i akademiska miljöer och många läroböcker har publicerats som lär ut modellering och systemtänkande med hjälp av programvaran. Exempel på övningar med STELLA inkluderar att återskapa Daisyworld -modellen, simulera befolkningskraschen på Påskön och modellera huvudpersonens motivation genom William Shakespeares Hamlet .
En studie från 2010 av effektiviteten av projektbaserat lärande på ett vattendelare -modelleringsprojekt som genomfördes av 72 mellanstadieelever fann att tillägget av en STELLA-modelleringskomponent i projektet förbättrade den övergripande förståelsen av materialet jämfört med traditionella metoder, särskilt bland kvinnliga elever som presterade bättre. deras manliga motsvarigheter med tillägg av STELLA.
Akademi och handel
Programvaran används också i forskningsmiljöer. Bland andra projekt har forskare använt STELLA för att tillämpa Hubberts toppteori på den kinesiska kolförsörjningen , för att modellera atrazindynamik inom jordbruksmarker och för att simulera interaktioner mellan marina makroinvertebrater.
isee systems marknadsför en identisk mjukvara riktad till företagskunder under namnet iThink (tidigare STELLA for Business). iThink-modeller har tillämpats på en mängd olika system, inklusive tillverkningslinjer, sjukhusavfall i utvecklingsländer, samordning mellan akutmottagning och sjukhussängar och konkurrens på hemmavideomarknaden.
Reception
I en recension av programmet i BioScience 1987 skrev Robert Costanza att "STELLA är ett gediget program - välplanerat och genomfört - som bryter ny mark. " Han berömde dess användarvänlighet som fördelaktig både för nybörjare som är intresserade av att lära sig att bygga modeller och experter som kan använda den för att testa komponenter i mer komplexa modeller. En granskning av programmet 1998 i Bulletin of the Ecological Society of America instämde i att programmet var lätt att använda, särskilt för nybörjarmodellerare, men noterade dess brist på modelloptimeringsverktyg och möjligheten att köra endast ett fönster åt gången som nackdelar .
skrev för komplexitet 1997 och fann att programmets medföljande manual var övernitisk i sin marknadsföring av systemteori men varnade för att "manualen inte behöver förringa vad som annars är ett mycket väl genomtänkt och konstruerat program."
En granskning av iThink från 1991 i Planning Review noterade att programvarans styrka låg i dess låga kostnad (programmet kostade cirka 450 USD (895 USD i 2021 dollar) och det stora antalet möjligheter som dess öppna form tillåter.
Se även
Anteckningar
Citerad
- Bossel, H. (1994). Modellering och simulering . Wellesley, MA: AK Peters. doi : 10.1007/978-3-663-10822-1 . ISBN 978-1-56881-033-1 .
- Hannon, B.; Ruth, M. (1997). Modellering av dynamiska system . New York City: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-94850-8 .
- Richmond, B.; Peterson, S.; Vescuso, P. (1987). En akademisk användarguide till STELLA . Lyme, NH: Högpresterande system.
- Richmond, B. (2013). En introduktion till systemtänkande, STELLA . Libanon, NH: isee system. ISBN 978-0-9704921-1-1 .