基于多個通道的概率進程演算模型.pdf

1、當代計算科學(xué)的發(fā)展非常迅速，而在計算機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)，計算機科學(xué)和其他學(xué)科之間的交互滲透也日益增多。在計算機理論中的并行理論、進程演算,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)。后來人們意識到了單從系統(tǒng)的功能方面來定性分析一個系統(tǒng)是不夠的，為了能夠更好的分析這些系統(tǒng)，又出現(xiàn)了各種著名的同時兼顧數(shù)量和功能的定量演算，比如隨機π演算(Stochastic π Calculus) ，以及概率進程演算（PCCS）等，這些語言的語義不僅適合分析一個系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點，同時它還包括了量的概念。 本文主要分析了概率進程演算的3大模型的不足，提出了一個全新的概率進程模型—多通道概率進程模型，它主要通過引入多通道的

3、并行操作語義來對原先的那3個模型進行了功能上的補充，然后使用這種新的多通道概率進程演算對生物中的自組裝系統(tǒng)進行建模和分析，同時也給出了這個新的概率進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以及證明了它所具有的一些性質(zhì)。同時也論證出這個新的模型在描述和分析具有某些特點的一類系統(tǒng)中具有很大的優(yōu)勢。文章通過運用該模型對計算生物學(xué)中比較著名的自組裝（SELF ASSEMBLE）系統(tǒng)進

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用性質(zhì)。同時對同樣基于自組裝的π演算模型也進行了建模，比較了這2種演算模型的特點。 文章主要分成6個部分。 第一，第二部分主要介紹了一下背景和基礎(chǔ)知識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)，同時通過傳統(tǒng)的π演算來對這個系統(tǒng)進行建模和分析以用來和后面的新的模型描述進行比較。 第四和第五部分定義了一種全新的概率進程演算模型，給