- •Введение
- •Предмет теории процессов
- •Верификация процессов
- •Спецификация процессов
- •Понятие процесса
- •Представление поведения динамических систем в виде процессов
- •Неформальное понятие процесса и примеры процессов
- •Неформальное понятие процесса
- •Пример процесса
- •Другой пример процесса
- •Действия
- •Определение понятия процесса
- •Понятие трассы
- •Достижимые и недостижимые состояния
- •Замена состояний
- •Операции на процессах
- •Префиксное действие
- •Пустой процесс
- •Альтернативная композиция
- •Параллельная композиция
- •Ограничение
- •Переименование
- •Свойства операций на процессах
- •Эквивалентность процессов
- •Понятие эквивалентности процессов и связанные с ним задачи
- •Трассовая эквивалентность процессов
- •Сильная эквивалентность
- •Критерии сильной эквивалентности
- •Логический критерий сильной эквивалентности
- •Критерий сильной эквивалентности, основанный на понятии бимоделирования
- •Алгебраические свойства сильной эквивалентности
- •Распознавание сильной эквивалентности
- •Полиномиальный алгоритм распознавания сильной эквивалентности
- •Минимизация процессов
- •Минимальные процессы относительно
- •Алгоритм минимизации процессов
- •Наблюдаемая эквивалентность
- •Определение наблюдаемой эквивалентности
- •Логический критерий наблюдаемой эквивалентности
- •Критерий наблюдаемой эквивалентности, основанный на понятии наблюдаемого БМ
- •Алгебраические свойства наблюдаемой эквивалентности
- •Другие критерии эквивалентности процессов
- •Наблюдаемая конгруэнция
- •Мотивировка понятия наблюдаемой конгруэнции
- •Определение понятия наблюдаемой конгруэнции
- •Логический критерий наблюдаемой конгруэнтности
- •Критерий наблюдаемой конгруэнтности, основанный на понятии НБМ
- •Алгебраические свойства наблюдаемой конгруэнции
- •Распознавание наблюдаемой конгруэнтности
- •Минимизация процессов относительно наблюдаемой конгруэнции
- •Рекурсивные определения процессов
- •Процессные выражения
- •Понятие рекурсивного определения процессов
- •Вложение процессов
- •Предел последовательности вложенных процессов
- •Процессы, определяемые процессными выражениями
- •Эквивалентность РО
- •Доказательство эквивалентности процессов при помощи РО
- •Проблемы, связанные с понятием РО
- •Примеры доказательства свойств процессов
- •Потоковые графы
- •Мастерская
- •Неконфликтное использование ресурса
- •Планировщик
- •Семафор
- •Процессы с передачей сообщений
- •Действия с передачей сообщений
- •Вспомогательные понятия
- •Типы, переменные, значения и константы
- •Функциональные символы
- •Выражения
- •Понятие процесса с передачей сообщений
- •Множество переменных процесса
- •Начальное условие
- •Операторы
- •Определение процесса
- •Функционирование процесса
- •Пример процесса с передачей сообщений
- •Понятие буфера
- •Представление поведения буфера в виде процесса
- •Операции на процессах с передачей сообщений
- •Префиксное действие
- •Альтернативная композиция
- •Параллельная композиция
- •Ограничение
- •Переименование
- •Эквивалентность процессов
- •Понятие конкретизации процесса
- •Понятие эквивалентности процессов
- •Процессы с составными операторами
- •Мотивировка понятия процесса с составными операторами
- •Понятие составного оператора
- •Понятие процесса с СО
- •Функционирование процесса с СО
- •Операции на процессах с СО
- •Преобразование процессов с передачей сообщений в процессы с СО
- •Конкатенация СО
- •Редукция процессов с СО
- •Пример редукции
- •Понятие конкретизации процесса с СО
- •Отношения эквивалентности на процессах с СО
- •Метод доказательства наблюдаемой эквивалентности процессов с СО
- •Пример доказательства наблюдаемой эквивалентности процессов с СО
- •Дополнительные замечания
- •Другой пример доказательства наблюдаемой эквивалентности процессов с СО
- •Рекурсивные определения процессов
- •Примеры процессов с передачей сообщений
- •Разделение множеств
- •Задача разделения множеств
- •Распределённый алгоритм решения задачи разделения множеств
- •Процессы Small и Large
- •Анализ алгоритма разделения множеств
- •Вычисление квадрата
- •Сети Петри
- •Протоколы передачи данных в компьютерных сетях
- •Понятие протокола
- •Методы исправления искажений в кадрах
- •Методы обнаружения искажений в кадрах
- •Пример протокола
- •Протокол с чередующимися битами
- •Двунаправленная передача
- •Дуплексный протокол с чередующимися битами
- •Двунаправленная конвейерная передача
- •Протокол скользящего окна с возвратом
- •Протокол скользящего окна с выборочным повтором
- •Криптографические протоколы
- •Понятие криптографического протокола
- •Шифрование сообщений
- •Формальное описание КП
- •Примеры КП
- •Представление структур данных в виде процессов
- •Понятие структуры данных
- •Семантика языка параллельного программирования
- •Описание языка параллельного программирования
- •Конструкции языка L
- •Программы на языке L
- •Семантика языка L
- •Семантика выражений
- •Семантика деклараций
- •Семантика операторов
- •Исторический обзор и современное состояние дел
- •Робин Милнер
- •Исчисление взаимодействующих систем (CCS)
- •Теория взаимодействующих последовательных процессов (CSP)
- •Алгебра взаимодействующих процессов (ACP)
- •Процессные алгебры
- •Мобильные процессы
- •Гибридные системы
- •Другие математические теории и программные средства, связанные с моделированием процессов
- •Бизнес-процессы
–транзитивность ≈ следует из того, что если µ1 Mτ и µ2 Mτ , то µ1 ◦ µ2 Mτ .
Если процессы P1 и P2 наблюдаемо эквивалентны, то этот факт обозначается знакосочетанием
P1 ≈ P2
Нетрудно доказать, что если процессы P1 и P2 сильно эквивалентны, то они наблюдаемо эквивалентны.
4.8.2Логический критерий наблюдаемой эквивалентности
Логический критерий наблюдаемой эквивалентности аналогичен критерию из параграфа 4.4.1. В данном критерии используется то же самое множество формул. Понятие значения формулы на процессе отличается от аналогичного понятия в параграфе 4.4.1 лишь для формул вида haiϕ:
• значение формулы hτiϕ на процессе P равно
|
1, |
P |
τ - P 0 , P 0(ϕ) = 1 |
|
|
|
|
0, в противном случае
•значение формулы haiϕ (где a 6= τ) в P равно
1, если существует процесс P 0 :
P aτ - P 0 , P 0(ϕ) = 1
0, в противном случае
Для каждого процесса P мы будем обозначать знакосочетанием T hτ (P ) совокупность всех формул, которые имеют на этом процессе значение 1 (относительно модифицированного определения понятия значения формулы на процессе).
Теорема 13.
100
Пусть процессы P1 и P2 конечны. Тогда
P1 ≈ P2 T hτ (P1) = T hτ (P2)
Как и в случае , представляет интерес задача нахождения по двум заданным процессам P1 и P2 списка формул
ϕ1, . . . , ϕn
как можно меньшего размера, таких, что P1 ≈ P2 тогда и только тогда, когда
i = 1, . . . , n |
P1(ϕi) = P2(ϕi) |
Используя теорему 13, можно легко доказать, что
для каждого процесса P |
P ≈ τ.P |
(4.57) |
Заметим, что, согласно (4.57), имеет место соотношение
0 ≈ τ. 0
однако соотношение
0 + a.0 ≈ τ. 0 + a.0 (где a 6= τ) |
(4.58) |
неверно, в чём нетрудно убедиться при рассмотрении графового представления левой и правой частей в (4.58):
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
C |
||
a |
τ |
C a |
|
|
|
C |
|
||
? |
|
|||
CW |
||||
|
|
C |
|
|
|
|
Формула, которая принимает разные значения на этих процессах, может иметь, например, такой вид:
¬hτi¬hai>
101
Таким образом, отношение ≈ не является конгруэнцией, т.к. оно не сохраняет операцию +.
Другой пример: если a, b Act \ {τ} и a 6= b, то
a.0 + b.0 6≈τ.a.0 + τ.b.0
хотя a.0 ≈ τ.a.0 и b.0 ≈ τ.b.0.
Графовое представление этих процессов имеет вид
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
A b |
τ |
A τ |
|
|
A |
|
A |
||
|
UA UA |
||||
|
a |
|
|||
|
|
|
? ? |
||
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
Отсутствие наблюдаемой эквивалентности между этими процессами обосновывается формулой
hτi¬hai>
4.8.3Критерий наблюдаемой эквивалентности, основанный на понятии наблюдаемого БМ
Для отношения ≈ также имеет место аналог критерия, основанного на понятии БМ (теорема 2 из параграфа 4.4.2). Для его формулировки мы введём вспомогательные обозначения.
Пусть P = (S, s0, R) – некоторый процесс, и s1, s2 – пара его состояний. Тогда
• знакосочетание
s τ - s0
означает, что
– или s = s0,
102
– или существует последовательность состояний
s1, . . . , sn (n ≥ 2)
такая, что s1 = s, sn = s0, и i = 1, . . . , n − 1
|
( si |
|
τ |
- |
si+1 ) |
|
R |
||
• знакосочетание |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
aτ - s0 |
|
(где |
a = τ |
) |
||||
|
|
|
|
|
|
6 |
|
означает, |
что существуют состояния s1 и s2, такие, что |
|||||||
s |
|
τ - |
s1 , s1 |
|
a - |
s2 , s2 |
τ - |
s0 . |
|
|
|
|
|
||||
Теорема 14. |
|
|
|
|
||||
Пусть заданы два процесса |
|
|
|
|
||||
|
|
Pi = (Si, si0, Ri) |
|
(i = 1, 2) |
|
|
P1 ≈ P2 тогда и только тогда, когда существует отношение
µ S1 × S2
удовлетворяющее следующим условиям.
0.(s01, s02) µ.
1.Для каждой пары (s1, s2) µ и каждого перехода из R1 вида
s1 τ - s01
существует состояние s20 S2, такое, что |
|
||
s2 |
τ - |
s0 |
|
|
|
||
|
2 |
|
|
и |
|
|
(4.59) |
(s10 , s20 ) µ |
103