基于膜計算的算術(shù)運算研究.pdf

1、膜系統(tǒng)的基本模型由膜結(jié)構(gòu)組成，膜結(jié)構(gòu)又由一些細胞膜構(gòu)成，它們分層地嵌套在稱為皮膚的主膜里，我們一般用廣義表來表示膜結(jié)構(gòu)。膜劃分區(qū)域，并包含了一些物質(zhì)在里面，每種物質(zhì)通常不只一種。用多重集來表示膜中的物質(zhì)，多重集的表示是無序的。
　　 膜結(jié)構(gòu)由一些類細胞的膜組成，嵌套地分布在稱為“皮膚”的特殊膜里。在由膜劃分的區(qū)域里存在著多種物質(zhì)，這些的物質(zhì)進化包括：一種物質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌囊环N或多種物質(zhì)，它們可以到達某個特定的膜。進化過程中，可

2、以產(chǎn)生新的膜，已存在的膜可以被溶解。生物細胞膜的這些特征被模擬出來，成為一種分布的、并行的基于膜結(jié)構(gòu)中的進化規(guī)則的計算模型，稱為P系統(tǒng)。
　　 對P系統(tǒng)的研究開始于羅馬尼亞Gheorghe Paun教授2000年發(fā)表的著名論文“Computing with membranes”。本文首先對P系統(tǒng)進行了綜述，討論了膜結(jié)構(gòu)的表示方法。其次，介紹了幾種基本的膜結(jié)構(gòu)計算模型，包括轉(zhuǎn)移P系統(tǒng)、重寫P系統(tǒng)和剪接P系統(tǒng)。簡要討論了帶活性膜的P

3、系統(tǒng)。最近的研究指出，帶有活性膜的P系統(tǒng)可以在線性時間內(nèi)解決NP完全問題。第三，給出了用膜計算進行算術(shù)運算的有效方法，討論了相應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)和計算原理。第四，設(shè)計并實現(xiàn)了基于膜計算的算術(shù)運算仿真程序。在模擬的過程中最主要的是表示數(shù)字的物質(zhì)表示，進化規(guī)則的執(zhí)行，以及進化規(guī)則對物質(zhì)改變。第五，總結(jié)了膜計算中進一步研究的問題。
　　 對P系統(tǒng)的研究，目前僅僅是一個開端。已有的研究成果表明：P系統(tǒng)是一種性能良好的并行計算模型，在解決NP類問