基于模型的编程(Model-Based Programming)是一种以抽象模型为核心的系统开发方法,开发者通过构建形式化的计算模型来描述系统行为,而非直接编写传统的过程式代码。这种范式将系统需求、架构设计和实现细节分离,模型作为唯一真实源(SSOT)可自动转换为可执行代码,同时支持仿真验证和形式化验证。典型的模型描述语言包括UML、SysML等可视化建模语言,以及Alloy、TLA+等形式化规约语言,模型转换工具链则负责将高层次描述转化为目标平台的实现代码。
在AI产品开发中,基于模型的方法尤其适用于需要严格验证的嵌入式系统和实时系统,如自动驾驶决策模块或工业机器人控制系统。通过建立概率图模型或有限状态机模型,开发者能在早期阶段发现逻辑缺陷,同时保持模型与代码的同步更新。现代MBSE(Model-Based Systems Engineering)工具如MATLAB/Simulink已实现从建模到嵌入式C代码的自动生成,大幅提升了复杂AI系统的开发效率和可靠性。延伸阅读推荐《Model-Based Software Engineering and Development》系列论文(Springer, 2020)。