膜計(jì)算中的邏輯運(yùn)算及其應(yīng)用研究.pdf

1、膜計(jì)算是生物計(jì)算中一個(gè)新的分支,它是從生物體活細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能中抽象出來的計(jì)算模型。膜計(jì)算也被稱為膜系統(tǒng)或 P系統(tǒng)。這個(gè)研究方向由羅馬尼亞科學(xué)家Gheorghe.P?un于1998年創(chuàng)立后,就迅速發(fā)展為擁有巨大潛力的研究領(lǐng)域,它給很多領(lǐng)域的重點(diǎn)難點(diǎn)問題帶來了新的求解思路。由于細(xì)胞膜數(shù)量極其龐大,以及生物驅(qū)動(dòng)所需能源非常小,因此此類計(jì)算系統(tǒng)最大的優(yōu)勢就是可以以極大的并行度來實(shí)現(xiàn)計(jì)算,從而獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。已經(jīng)有研究證明

2、,該模型可以在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)解決NP-完全問題。
　　如何實(shí)現(xiàn)算術(shù)、布爾和關(guān)系運(yùn)算都是計(jì)算模型中最基本的問題。目前,算術(shù)運(yùn)算在類細(xì)胞P系統(tǒng)中已有了一定的研究成果。但是布爾運(yùn)算和關(guān)系運(yùn)算在膜計(jì)算領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)還相對(duì)匱乏。因此本論文通過對(duì)邏輯運(yùn)算、邏輯表達(dá)式求值以及對(duì)邏輯運(yùn)算應(yīng)用P系統(tǒng)的研究,來擴(kuò)展邏輯P系統(tǒng)的使用范圍,為生物計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)奠定一定的基礎(chǔ)。下面就簡單介紹一下本論文所完成的研究工作。本文研究的主要工作包括以下幾點(diǎn):
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3、根據(jù)膜計(jì)算的基礎(chǔ)思想及執(zhí)行特點(diǎn),設(shè)計(jì)基于規(guī)則優(yōu)先級(jí)的邏輯運(yùn)算P系統(tǒng),為邏輯表達(dá)式求值的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。
　?、谕ㄟ^邏輯運(yùn)算進(jìn)化規(guī)則,設(shè)計(jì)了基于邏輯表達(dá)式膜結(jié)構(gòu)的構(gòu)造算法,根據(jù)該算法構(gòu)造了邏輯表達(dá)式求值P系統(tǒng)。
　　③由于邏輯命題的可滿足性問題是理論計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能中的著名問題,特別是關(guān)于命題中合取范式的可滿足性(SAT)問題的研究。因此在以上研究的基礎(chǔ)上,本文選擇NP難問題中的可滿足性問題作為其應(yīng)用進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)并構(gòu)造了兩