'การเกิดขึ้นพร้อมกันที่แท้จริง' หมายถึงอะไร?

28

ฉันมักจะได้ยินวลีเช่น 'ความหมายที่เห็นพ้องที่แท้จริง' และ 'ความเห็นพ้องที่แท้จริงพร้อมกัน' โดยไม่มีการอ้างอิงใด ๆ คำเหล่านั้นมีความหมายว่าอะไรและทำไมจึงมีความสำคัญ

ตัวอย่างของการเห็นพ้องต้องกันที่แท้จริงคืออะไรและอะไรคือสิ่งที่จำเป็นสำหรับพวกเขา เช่นในกรณีใดบ้างที่สามารถใช้งานได้มากกว่าการเทียบมาตรฐานแบบอื่น (bisimulation, การติดตามเทียบเท่า ฯลฯ )

terminology reference-request concurrency

— Daniil
แหล่งที่มา

23

คำว่า "การเกิดพร้อมกันที่แท้จริง" เกิดขึ้นในการศึกษาเชิงทฤษฎีของการคำนวณพร้อมกันและขนาน ตรงกันข้ามกับการเกิดพร้อมกัน การเกิดพร้อมกันที่แท้จริงคือการเกิดพร้อมกันที่ไม่สามารถลดให้เป็นการแทรก การเกิดขึ้นพร้อมกันนั้นจะเกิดขึ้นหากในแต่ละขั้นตอนของการคำนวณจะมีเพียงการกระทำการคำนวณอะตอมเดียว (เช่นการแลกเปลี่ยนข้อความระหว่างผู้ส่งและผู้รับ) การเกิดขึ้นพร้อมกันนั้นเป็นจริงถ้ามีการกระทำแบบอะตอมมากกว่าหนึ่งครั้งในขั้นตอนเดียว

วิธีที่ง่ายที่สุดในการแยกแยะความแตกต่างทั้งสองอย่างคือดูกฎสำหรับการจัดองค์ประกอบแบบขนาน ในการตั้งค่าแบบสอดแทรกจะมีลักษณะดังนี้:

\frac{P \to P^{'}}{P | Q \to P^{'} | Q}

$\frac{P \rightarrow P'}{P|Q \rightarrow P'|Q}$

กฎนี้บังคับให้มีเพียงหนึ่งกระบวนการในการประกอบแบบขนานเท่านั้นที่สามารถเรียกใช้การกระทำแบบอะตอมมิก สำหรับการทำงานพร้อมกันจริงกฎเช่นนี้จะเหมาะสมกว่า

\frac{P \to P^{'} Q \to Q^{'}}{P | Q \to P^{'} | Q^{'}}

$\frac{P \rightarrow P'\quad Q \rightarrow Q'}{P|Q \rightarrow P'|Q'}$

กฎนี้อนุญาตให้ผู้เข้าร่วมทั้งสองในองค์ประกอบที่ขนานกันเพื่อเรียกใช้การกระทำของอะตอม

ทำไมคนเราถึงสนใจ interleaved concurrency เมื่อทฤษฎี concurrency เป็นการศึกษาระบบที่ใช้ขั้นตอนการคำนวณแบบขนานจริง ๆ ? คำตอบคือและนั่นเป็นความเข้าใจที่ดีว่าสำหรับรูปแบบที่เรียบง่ายของข้อความผ่านการทำงานพร้อมกัน, การเกิดพร้อมกันที่แท้จริงและการทำงานพร้อมกันตาม Interleaving จะไม่แยกตามบริบท กล่าวอีกนัยหนึ่งการทำงานพร้อมกันของ Interleaved จะทำงานเหมือนกับการเกิดพร้อมกันที่แท้จริงเท่าที่ผู้สังเกตการณ์มองเห็น การแทรกสอดเป็นการสลายตัวที่ดีของการเกิดพร้อมกันที่แท้จริง เนื่องจาก interleaving จัดการได้ง่ายกว่าในการพิสูจน์ผู้คนมักศึกษาเฉพาะการใช้ interleaving แบบง่าย ๆ (เช่น CCS และ $\pi$ -calculi) อย่างไรก็ตามความเรียบง่ายนี้จะหายไปสำหรับการคำนวณพร้อมกันด้วยรูปแบบการสังเกตที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น (เช่นการคำนวณแบบกำหนดเวลา): ความแตกต่างระหว่างการเกิดพร้อมกันที่แท้จริง

การเทียบเท่ามาตรฐานเช่น bisimulations และการติดตามมีคำจำกัดความเดียวกันสำหรับการเกิดพร้อมกันตามจริงและการแทรกสอด แต่พวกเขาอาจหรือไม่อาจถือเอากระบวนการที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับแคลคูลัสเป็นต้น

ฉันจะให้คำอธิบายอย่างไม่เป็นทางการว่าทำไม interleaving และการทำงานร่วมกันอย่างแท้จริงพร้อมกันนั้นไม่สามารถจำแนกได้ในขั้นตอนการคำนวณอย่างง่าย การตั้งค่าเป็น CCS หรือเหมือนแคลคูลัส สมมติว่าเรามีโปรแกรม $\pi$

แล้วเรามีดังต่อไปลดลงพร้อมกันอย่างแท้จริง:

P = \bar{x} | \bar{Y} | x . Y . \bar{a} | Y . \bar{ข}

$P \quad=\quad \overline{x} \ |\ \overline{y} \ |\ x.y.\overline{a} \ |\ y.\overline{b}$

ขั้นตอนการลดนี้สามารถจับคู่โดยขั้นตอนอินเตอร์ลีฟต่อไปนี้:

\begin{array}{rcl} P & \to & Y . \bar{a} | \bar{ข} \end{array}

$\begin{eqnarray*} P &\rightarrow& y.\overline{a} \ |\ \overline{b} \end{eqnarray*}$

\begin{array}{rcl} P & \to & \bar{x} | x . Y . \bar{a} | \bar{ข} \\ \to & Y . \bar{a} | \bar{ข} \end{array}

$\begin{eqnarray*} P &\rightarrow & \overline{x} \ |\ x.y.\overline{a} \ |\ \overline{b} \\ &\rightarrow & y.\overline{a} \ |\ \overline{b} \end{eqnarray*}$ ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่างทั้งสองคืออดีตใช้ขั้นตอนเดียวในขณะที่ทั้งสองหลัง แต่แคลคูลัสธรรมดาไม่สามารถตรวจจับจำนวนขั้นตอนที่ใช้ในการเข้าถึงกระบวนการ

ในเวลาเดียวกันมีลำดับการลด interleaved ลำดับที่สองต่อไปนี้: $P$

\begin{array}{rcl} P & \to & \bar{Y} | Y . \bar{a} | Y . \bar{ข} \\ \to & \bar{a} | Y . \bar{ข} \end{array}

$\begin{eqnarray*} P &\rightarrow & \overline{y} \ |\ y.\overline{a} \ |\ y.\overline{b} \\ &\rightarrow & \overline{a} \ |\ y.\overline{b} \end{eqnarray*}$

— มาร์ตินเบอร์เกอร์
แหล่งที่มา

ขอบคุณคำตอบยอดเยี่ยม! คุณช่วยให้ฉันอ้างอิงบางอย่างสำหรับการอ่านเพิ่มเติมได้หรือไม่

— Daniil

π

$\pi$

0

เพื่อพูดความจริงฉันกำลังไปหาคำตอบด้วยตัวเอง ความหมายคืออะไรที่นี่? เรากำหนดความหมาย "ระบบการเปลี่ยนแปลง" ให้กับคำอธิบาย "พีชคณิตกระบวนการ"; ie ความหมายคือระบบการเปลี่ยนแปลงที่สร้างขึ้นจากคำอธิบายระบบเริ่มต้นโดยใช้กฎ SOS ที่กำหนดไว้ ดังนั้นเมื่อใช้ความหมายแบบแทรกซึมเราจะสูญเสียโครงสร้างที่เกิดขึ้นพร้อมกันทั้งหมดในระบบช่วงการเปลี่ยนภาพที่ได้รับ

คำตอบอื่นอาจเป็นได้ว่าไม่ใช่ "ความแตกต่างที่สังเกตได้" แต่ความแตกต่างใน "ความสามารถในการสังเกต" การใช้ซีแมนทิกส์แบบสอดแทรกเราสามารถสังเกตเห็นการวิ่งเชิงเส้น ในขณะที่การใช้งานพร้อมกันจริงเราอาจสังเกตเห็น "การทำงานพร้อมกัน" (cf W.Reisig'13 Petri nets book)

ถึงกระนั้นฉันมีข้อสงสัยในสิ่งที่ฉันพูดข้างต้นและมันจะน่าสนใจที่จะได้ยินข้อมูลเชิงลึก นั่นคือใช้เวกเตอร์แลมพอร์ตนาฬิกาทฤษฎีสัมพัทธภาพสามารถโอนไปยังทฤษฎีการเกิดพร้อมกันได้มากแค่ไหน

— Leonid Dworzanski
แหล่งที่มา

1

ขั้นตอนจากโปรแกรมที่เกิดขึ้นพร้อมกันไปจนถึงระบบช่วงการเปลี่ยนภาพสามารถทำได้ในลักษณะที่สูญเสียไปตั้งแต่แรก John Reynolds กำหนดสิ่งที่เป็นที่รู้จักกันในขณะนี้ว่าเกณฑ์ของ Reynolds เพื่อกำหนดลักษณะเมื่อซีแมนทิกส์ interleaving มีความถูกต้องสำหรับโปรแกรมที่เกิดขึ้นพร้อมกันของตัวแปรที่ใช้ร่วมกัน วอห์นแพรตต์สอบสวนเห็นพ้องที่แท้จริงเป็นแบบP 1986และร่วมกับกอร์ดอน Plotkin แสดงให้เห็นว่าเมื่อความลำเอียงของคำสั่งเกี่ยวกับการกระทำที่เป็นที่สังเกตพีแอนด์พี 1987

— ไก่

@ ไก่อ้างอิงได้รับการชื่นชมมาก! ฉันจะเขียนพวกเขาในกรณีที่ลิงก์จะเสีย: วอฮ์นแพรตต์การสร้างแบบจำลองการทำงานพร้อมกันด้วยคำสั่งบางส่วน; G. Plotkin V. Pratt ทีมสามารถมองเห็น Pomsets ได้ > สามารถทำได้ในลักษณะที่สูญเสียแน่นอนว่าฉันแค่ต้องการแยกแนวคิดที่ชัดเจนใน "คำอธิบายเกี่ยวกับไวยากรณ์ / ความหมาย / ความหมาย"

— Leonid Dworzanski