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化学反应网络的句法马尔可夫互模拟。 (英语) Zbl 1431.68072号

Aceto,Luca(编辑)等人,《模型、算法、逻辑和工具》。纪念金·古德斯特兰·拉森60岁生日的文章。查姆:斯普林格。莱克特。注释计算。科学。10460, 466-483 (2017).
摘要:在具有基于连续时间马尔可夫链(CTMC)的随机语义的化学反应网络(CRN)中,典型的大种群物种导致组合大的状态空间。这使得分析在实践中非常困难,并且是基于集总率的最小化技术适用性的主要瓶颈。在本文中,我们提出了句法马尔科夫互模拟(SMB),这是一个在拉森-斯科(Larsen-Skou)概率互模拟风格中发展起来的互模拟概念,定义在CRN的结构上,而不是其底层CTMC上。SMB先验地确定了CTMC状态空间的一个集总划分,在这个意义上,它是物种上的一个等价关系,这意味着当两个CTMC状态相对于同一等价类中物种的总种群不变时,它们是集总的。我们开发了一种高效的分区重新定义算法,该算法可以计算多项式时间内CRN在物种和反应数量方面的最大SMB。我们还提供了一种从SMB获得商网络的算法,该SMB直接诱导集总CTMC,从而避免了原始CRN的状态空间的生成。在实践中,我们表明SMB允许大量减少文献中的模型。最后,我们根据基于常微分方程(ODE)的CRN确定性语义来研究SMB,其中每个方程都给出了物种浓度的时间进程演化。SMB意味着前向CRN互模拟,这是最近开发的ODE语义等价的行为概念,在类似的意义上:它产生一个较小的ODE系统,用于跟踪等价物种的解的总和。
关于整个系列,请参见[Zbl 1368.68004号].

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68问题85 并发和分布式计算的模型和方法(进程代数、互模拟、转换网等)
87年第68季度 计算机科学中的概率(算法分析、随机结构、相变等)
第92页第42页 系统生物学、网络
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