基于多個(gè)通道的概率進(jìn)程演算模型.pdf

1、當(dāng)代計(jì)算科學(xué)的發(fā)展非常迅速，而在計(jì)算機(jī)理論方面也有著日新月異的突破。隨著各種交叉學(xué)科的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和其他學(xué)科之間的交互滲透也日益增多。在計(jì)算機(jī)理論中的并行理論、進(jìn)程演算,比如傳統(tǒng)的π演算，CCS,CSP，PETRE網(wǎng)等的出現(xiàn)為現(xiàn)實(shí)中的各種系統(tǒng)提供了非常好的形式化建模工具。以生物過程為例，很多例子都成功地通過各種形式化的工具準(zhǔn)確地描述出了生物系統(tǒng)演化的過程，并且通過這些并行語言本身所具有的性質(zhì)還能夠推導(dǎo)出一些生物系統(tǒng)自身所可能具有的性

2、質(zhì)。后來人們意識(shí)到了單從系統(tǒng)的功能方面來定性分析一個(gè)系統(tǒng)是不夠的，為了能夠更好的分析這些系統(tǒng)，又出現(xiàn)了各種著名的同時(shí)兼顧數(shù)量和功能的定量演算，比如隨機(jī)π演算(Stochastic π Calculus) ，以及概率進(jìn)程演算（PCCS）等，這些語言的語義不僅適合分析一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，同時(shí)它還包括了量的概念。 本文主要分析了概率進(jìn)程演算的3大模型的不足，提出了一個(gè)全新的概率進(jìn)程模型—多通道概率進(jìn)程模型，它主要通過引入多通道的

3、并行操作語義來對(duì)原先的那3個(gè)模型進(jìn)行了功能上的補(bǔ)充，然后使用這種新的多通道概率進(jìn)程演算對(duì)生物中的自組裝系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析，同時(shí)也給出了這個(gè)新的概率進(jìn)程演算模型的語法和操作語義以及概率轉(zhuǎn)移系統(tǒng)等，根據(jù)這種新模型的語法和語義分析了新的演算模型所具有的特點(diǎn)以及證明了它所具有的一些性質(zhì)。同時(shí)也論證出這個(gè)新的模型在描述和分析具有某些特點(diǎn)的一類系統(tǒng)中具有很大的優(yōu)勢。文章通過運(yùn)用該模型對(duì)計(jì)算生物學(xué)中比較著名的自組裝（SELF ASSEMBLE）系統(tǒng)進(jìn)

4、行了建模以及過程分析，說明了這種新的演算具有較好的實(shí)用性質(zhì)。同時(shí)對(duì)同樣基于自組裝的π演算模型也進(jìn)行了建模，比較了這2種演算模型的特點(diǎn)。 文章主要分成6個(gè)部分。 第一，第二部分主要介紹了一下背景和基礎(chǔ)知識(shí)以及目前的形式化方法的發(fā)展程度。 文章的第三部分簡單地介紹了自組裝系統(tǒng)，同時(shí)通過傳統(tǒng)的π演算來對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析以用來和后面的新的模型描述進(jìn)行比較。 第四和第五部分定義了一種全新的概率進(jìn)程演算模型，給