เมื่อกระบวนการเกิดกระบวนการอื่น

พื้นหลังของฉันอยู่ในความซับซ้อนของทฤษฎี / ตรรกะ (ที่มีเพียงกระบวนการเดียวส่วนใหญ่) และในการคำนวณแบบกระจาย (ที่มีกระบวนการและหนึ่งหรือมากกว่านั้นอาจล้มเหลวในช่วงเวลา) อย่างไรก็ตามตอนนี้ฉันต้องการที่จะสามารถพูดอะไรบางอย่างเกี่ยวกับกระบวนการวางไข่ / สร้าง / หมุนกระบวนการอื่น มีความเข้มงวดในการคำนวณแบบขนานระบบปฏิบัติการและอื่น ๆ หรือไม่? $n$

แรงจูงใจ:

ฉันพยายามสร้างแบบจำลองที่สรุปคุณสมบัติบางประการของการโต้ตอบระดับโมเลกุล ผมอยากจะบอกว่าชุดของปฏิกิริยาเคมีเป็นกระบวนการอิสระและว่าในบางขั้นตอนเวลามัน spawns อีกกระบวนการอิสระS'อย่างสังหรณ์ใจสิ่งเหล่านี้รู้สึกเหมือนกระบวนการที่เป็นอิสระเพราะพวกเขาไม่ได้ติดต่อกันหลังจากเวลาผ่านไป - หรือการติดต่อน้อยมากเพียงแลกเปลี่ยน "ข้อความ" $S$ $t$ $S'$ $t$

เป็นทางการมากขึ้น:

(1) มีคำจำกัดความ CS ที่มีอยู่แล้วที่จับความคิดของกระบวนการหนึ่งที่วางไข่กระบวนการอิสระอื่นหรือไม่? ฉันสนใจเป็นพิเศษในการกำหนดเขตที่หยุดและเริ่มต้นและทำไมจึงเป็น "สมเหตุสมผล" ที่ต้องทำ $S$ $S'$

(2) หากมีคำตอบมากกว่าหนึ่งข้อสำหรับ (1) คุณพิจารณาข้อดีข้อเสียของคำจำกัดความต่าง ๆ อย่างไร?

(หมายเหตุ: ฉันไม่รู้ว่าจะติดแท็กสิ่งนี้อย่างเหมาะสมได้อย่างไรและวางแผนติดแท็กใหม่โดยขึ้นอยู่กับคำตอบ)

dc.parallel-comp process-algebra

— แอรอนสเตอร์ลิง
แหล่งที่มา

ฉันมักจะพบว่าการforkเรียกใช้ระบบในระบบปฏิบัติการ Unix คล้ายกับแนวคิดที่สง่างามมาก คุณสามารถเห็นมันเป็นการดำเนินการปรมาณูที่ทำซ้ำกระบวนการปัจจุบัน ส้อมก่อนที่จะมีเพียงหนึ่งกระบวนการขณะที่หลังจากส้อมมีสองกระบวนการและS'หากเราทำสิ่งต่าง ๆ มากเกินไปและจะเหมือนกันทุกด้านยกเว้นว่ามีตัวบ่งชี้หนึ่งบิตที่ทำให้ทราบว่าเป็นกระบวนการ "ใหม่" ในขณะที่รู้ว่าเป็นกระบวนการ "ดั้งเดิม" หลังจากนั้นและสามารถแยกกันได้และพวกเขาก็สามารถทำได้

S

$S$

S

$S$

S^{'}

$S'$

S

$S$

S^{'}

$S'$

S^{'}

$S'$

S

$S$

S

$S$

S^{'}

$S'$ แก้ไขตัวเอง

— Jukka Suomela

@ Jukka: ขอบคุณ :-) มันจะหวานถ้ามีวิธีที่จะเชื่อมต่อสิ่งที่ฉันทำกับยูนิกซ์ดั้งเดิม

— แอรอนสเตอร์ลิง

คำตอบ:

แน่นอนว่ามีหลายระบบสำหรับกระบวนการสร้างแบบจำลอง เหล่านี้ตกอยู่ภายใต้หมวดหมู่ของalgebras กระบวนการ ตัวอย่างที่สำคัญคือแคลคูลัส , CCS , ACPและซีเอสพี $\pi$

Processi calculi มีกลไกพื้นฐานสำหรับการระบุพฤติกรรมของกระบวนการรวมถึง: การส่งและรับข้อความ (แบบซิงโครนัสหรือแบบอะซิงโครนัส) การสร้างกระบวนการแบบขนาน แม้ว่าแคลคูลัสมีขนาดเล็กในแง่ของจำนวนสิ่งก่อสร้าง แต่ก็มีความชัดเจนและมีงานวิจัยจำนวนมากได้ทำการศึกษาคุณสมบัติของมัน

แตกต่างแคลคูลัสจากคนอื่น ๆ ในการที่จะช่วยให้ในสาระสำคัญกระบวนการที่จะผ่านเป็นค่าชั้นแรก จริง ๆ แล้วอนุญาตให้ชื่อสถานีผ่านไปรอบ ๆ เป็นค่า class, เปิดใช้งานการเปลี่ยนแปลงใน topology แบบไดนามิก นี่อาจเป็นแคลคูลัสที่คุณต้องการเพราะมันให้พลังที่ยิ่งใหญ่ที่สุด $\pi$

CSP (การสื่อสารกระบวนการลำดับ) เป็นเรื่องแปลกเล็กน้อยเมื่อมองจากมุมมองของการสร้างแบบจำลองโมเลกุล มันมีทฤษฎีการสำรองและการสนับสนุนเครื่องมือมากมาย (คิดค้นโดย CAR Hoare)

CCS และ ACP มีไดนามิกน้อยกว่า -calculus แต่จะง่ายกว่าในการวิเคราะห์และจำลอง ชุดเครื่องมือที่เป็นของแข็งที่เรียกว่า CRL (และ CRL2) พร้อมใช้งานสำหรับ ACP เครื่องมือที่คล้ายกันนี้มีอยู่สำหรับ CCS $\pi$ $\mu$ $\mu$

ฉันจะเริ่มตรวจสอบงานที่เกี่ยวข้อง (ดูด้านล่าง) แล้วค้นหาว่าแบบใดที่เหมาะกับสิ่งที่คุณกำลังมองหา

ในความเป็นจริงมีงานจำลองปฏิกิริยาเคมีและกระบวนการทางชีวภาพค่อนข้างมากโดยใช้พีชคณิตกระบวนการ สถานที่ที่เหมาะสมที่สุดในการดูคือรายการสิ่งพิมพ์ของLuca Cardelli งานวิจัยทั้งหมดของเขาเกี่ยวกับBioComputingอาจมี 30 บทความในหัวข้อ การพูดคุยนี้ให้ภาพรวมของงานของเขามากมาย นี้หนึ่งเล็กน้อยเป็นทางการมากขึ้นแม้ว่าการอ่านเอกสารที่เป็นจริงวิธีเดียวที่จะเห็นรายละเอียด

วิธีการหนึ่งที่จำลองกระบวนการทางเคมีโดยตรงคือCHAM (เครื่องนามธรรมทางเคมี) ส่วนผสมที่สำคัญที่นี่คือทางออกของโมเลกุลและเยื่อหุ้มเซลล์ มีกฎการให้ความร้อนและความเย็นสำหรับการจัดเรียงโมเลกุลใหม่และการกำจัดขยะ กฎเหล่านี้สามารถย้อนกลับได้ ในที่สุดก็มีกฎการเกิดปฏิกิริยาซึ่งรูปแบบการเกิดปฏิกิริยา ตรงกันข้ามกับ algebras ของกระบวนการโมเดล CHAM ไม่ได้กังวลเกี่ยวกับไวยากรณ์ของกระบวนการดังนั้นคุณจึงสามารถคิดค้นการเป็นตัวแทนของโมเลกุลเองได้

เขียนซ้ำตรรกะที่เกิดขึ้นในชุดเครื่องมือม้อดเสนอวิธีการโดยตรงมากขึ้นหรือน้อยลงในการระบุปฏิกิริยาดังกล่าว เราต้องการเพียงระบุกฎการเขียนซ้ำการส่ง "ซุป" นั้นเป็นไปโดยอัตโนมัติ ชุดเครื่องมือจะช่วยให้การจำลองและการวิเคราะห์ปฏิกิริยาทางเคมี (เล็ก) ตัวแปรที่น่าจะเป็นของม้อดก็มีอยู่เช่นกัน

— เดฟคลาร์ก
แหล่งที่มา

Petri-net สามารถพิจารณาความเป็นไปได้ด้วยหรือไม่? การสร้างแบบจำลองการตีสามารถทำได้โดยการวางตำแหน่งที่มีการเปลี่ยนขาออกสองครั้ง

— M. Alaggan

โดยทั่วไปแล้วสไตล์ของการโต้ตอบแบบ petri-net นั้นสามารถสร้างแบบจำลองในแบบลอจิกเชิงเส้นได้ (ตัวอย่างเช่นแม้ว่าจะไม่ใช่แบบเดียวก็ตามให้ดูที่ "กรอบงานเชิงตรรกะที่เกิดขึ้นพร้อมกัน: ชิ้นส่วนเชิงประพจน์" โดย Watkins et al, TYPES 2003)

— Rob Simmons

ขอบคุณเดฟ บางทีหนึ่งในโครงการของฉันคือการขยายงาน Cardelli ทำอย่างตลกขบขันในเอกสารสองฉบับในหน้านั้นที่คุณเชื่อมโยง ความรู้เกี่ยวกับพีชคณิตกระบวนการของฉันมี จำกัด ดังนั้นฉันจึงพยายามหลีกเลี่ยงการทำให้เป็นระเบียบแบบนั้นถ้าเป็นไปได้ Cardelli ทำหน้าที่กำหนด bi -calculus เวอร์ชันชีวภาพแต่ฉันไม่เข้าใจพวกมันเป็นอย่างดี แน่นอนช่วยให้คุณคิดว่าอาจเป็นทิศทางที่ดีที่สุด เหตุผลเพิ่มเติมสำหรับฉันที่จะเรียนรู้พิธีการใหม่อย่างน้อยที่สุด

π

$\pi$

— แอรอนสเตอร์ลิง

วิสัย Alaggan: พื้นผิวดูเหมือนว่าตาข่าย Petri สามารถทำงานได้ แต่ละสถานที่อาจถือได้ว่าเป็นแหล่งรวมของสารเคมี การเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้งอาจถูกพิจารณาว่าเป็นปฏิกิริยา ดังนั้นถ้าเรามีสถานที่ที่เรียกว่า H และ O และ H2O การเปลี่ยนแปลงอาจใช้โทเค็นสองอันจาก H หนึ่งจาก O และใส่โทเค็นหนึ่งเข้าไปใน H2O ปัญหาเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองในลักษณะนี้คือมีเพียงหนึ่งในช่วงการเปลี่ยนภาพดังกล่าวเท่านั้นที่สามารถยิงพร้อมกันในทางตรงกันข้ามกับกระบวนการจีบราส์ซึ่งจะช่วยให้ช่วงการเปลี่ยนภาพจำนวนมากที่จะยิงในเวลาเดียวกัน

— Dave Clarke

@Aaron: ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณพยายามทำกระบวนการที่ทันสมัยกว่าอย่างเช่น BioPEPA อาจมีประโยชน์สำหรับคุณ

— András Salamon

งานอีกอย่างที่ฉันเชื่อว่าเกี่ยวข้องกับ แต่ไม่เหมือนกับ BioComputing (น่าเสียดายที่ฉันไม่เชี่ยวชาญในเรื่องนี้มากเกินไป) คือ "การคำนวณด้วยเมมเบรน"

ความเข้าใจของฉันเกี่ยวกับการคำนวณเมมเบรนคือการใช้คำอุปมาอุปมัยที่พัฒนาขึ้นในโลกกระบวนการ caclui (คำตอบของเดฟคลาร์กให้ชุดพอยเตอร์ที่ดี) อย่างชัดเจนเพื่อจำลองการโต้ตอบของเซลล์ คำแนะนำที่ดีสำหรับการคำนวณเมมเบรนน่าจะเป็นชื่อที่เหมาะสำหรับการคำนวณเมมเบรนโดย Paun และ Rozenberg ใน TCS ไม่กี่ปีที่ผ่านมา (และฉันไม่ได้อยู่ใน paywall ในขณะนี้เพื่อตรวจสอบ) แต่ฉันเชื่อว่าเมมเบรนคอมพิวติ้งบางรุ่นมีแนวคิดเกี่ยวกับ "การฟอร์ก" ซึ่งควรจะสะท้อนถึงการเคลื่อนที่ของเซลล์

— Rob Simmons
แหล่งที่มา

ขอบคุณ Rob งานของ Cardelli ไม่ได้สัมผัสกับการคำนวณเมมเบรนเท่าที่ฉันรู้ มันเน้นที่การสร้างทฤษฎีภาษาโปรแกรมสำหรับวงจร DNA ฉันซาบซึ้งกับตัวชี้ แต่ฉันคิดว่าฉันกำลังมองหาบางสิ่งที่ "สำคัญ" มากกว่า (หมายถึงตัวมันเองไม่เกี่ยวข้องกับเรื่องทางชีวภาพ)

— Aaron Sterling

นี่เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง @Aaron: แคลคูลัส Brane ของ Cardelli lucacardelli.name/Papers/Brane%20Calculi.pdfเยื่อหุ้มเซลล์แบบจำลอง

— Dave Clarke

ฮา! พลังของ crowdsourcing! ขอบคุณอีกครั้ง! :-)

— Aaron Sterling