Современные проблемы информатики Лекция 2 Алгебра поведений

Содержание

Слайд 2

Что такое поведение? (инвариант бисимуляционной эквивалентности) 1.Domain theory approach (S.Abramsky 1991)

Что такое поведение?
(инвариант бисимуляционной эквивалентности)

1.Domain theory approach (S.Abramsky 1991)
2.ACP

with recursion (J.A.Bergstra and J.W.Klop, 1984)
3.Coalgebraic approach (P.Aczel, 1988, later B.Jecobs and J.Rutten)
4.Continuous algebras (A.Letichevsky,D.Gilbert,1997)

В теории автоматов:
Автомат есть транзиционная система, размеченная парами вход/выход
Поведение есть автоматное отображение
Или
Автомат есть настроенная транзиционная система, размеченная
входными символами
Поведение есть язык

Слайд 3

Алгебра поведений Два сорта: U – поведения A – действия Сигнатура:

Алгебра поведений

Два сорта:
U – поведения
A – действия
Сигнатура:
префиксинг a.u
недетерминированный выбор

u + v
константы Δ, 0, ⊥
отношение аппроксимации
Аксиомы:
аci для недетерминированного выбора
0 есть нейтральный элемент недетерминированного выбора
есть отношение частичного порядка с наименьшим элементом ⊥
Обе операции монотонны и непрерывны (сохраняют наименьшие верхние грани)

Дополнительные структуры:
Действия: комбинация действий × , невозможное и нейтральное действия
Атрибуты: функции на поведениях

Слайд 4

Монотонность

Монотонность

Слайд 5

Непрерывность Направленное множество Наименьшая верхняя грань Непрерывность

Непрерывность

Направленное множество

Наименьшая верхняя грань

Непрерывность

Слайд 6

Монотонность следует из непрерывности

Монотонность следует из непрерывности

Слайд 7

Поведение есть элемент алгебры поведений ⊥ Δ Δ Δ a a

Поведение есть элемент алгебры поведений


Δ

Δ

Δ

a

a

b

a

b

a

a

a.(a+b+⊥)+b.a.(a+a.0)
a. Δ = a

Слайд 8

Как построить алгебру всех поведений произвольных систем над множеством действий А?

Как построить алгебру всех поведений произвольных систем над множеством действий А?

Алгебра

конечных поведений
Алгебра поведений конечной высоты
Алгебра бесконечных поведений
Слайд 9

Алгебра конечных поведений Ffin(A) Порождается терминальными константами 0, Состоит из выражений

Алгебра конечных поведений Ffin(A)

Порождается терминальными константами 0,

Состоит из выражений в

сигнатуре +, (().())

Отношение аппроксимации:

Слайд 10

Каноническая форма I – конечное множество индексов, Если все ai. ui

Каноническая форма

I – конечное множество индексов,

Если все ai. ui различны и

ui представлены в такой же
форме, то представление u единственно с точностью до
коммутативности недетерминированного выбора.

Индукция по высоте терма h(u)

u сходится, если

и расходится в противном случае

Слайд 11

Критерий аппроксимации Индукция по высоте u

Критерий аппроксимации

Индукция по высоте u

Слайд 12

Ffin(A) есть инициальная алгебра поведений Антисимметричность (индукция) Свободные алгебры поведений Ffin(A,X)

Ffin(A) есть инициальная алгебра поведений

Антисимметричность
(индукция)
Свободные алгебры поведений Ffin(A,X)

Слайд 13

Алгебра поведений конечной высоты I произвольное множество (может быть пустое) Критерий аппроксимации – определение. Операции:

Алгебра поведений конечной высоты

I произвольное множество (может быть пустое)

Критерий аппроксимации

– определение. Операции:
Слайд 14

Полная алгебра поведений F(A) Элементы: классы эквивалентности направленных множеств поведений конечной

Полная алгебра поведений F(A)

Элементы: классы эквивалентности направленных
множеств поведений конечной высоты

От

классов к представителям.
Предел направленного множества направленных множеств = их объединение.
Бесконечные суммы:
Слайд 15

Каноническая форма в алгебре F(A) Такое представление единственно, если все различны

Каноническая форма в алгебре F(A)

Такое представление единственно, если все различны

Слайд 16

Теорема о неподвижной точке Добавление переменных:

Теорема о неподвижной точке

Добавление переменных: