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交互式马尔可夫链。以及对量化质量的追求。 (英语) Zbl 1012.68142号

计算机科学课堂讲稿. 2428. 柏林:斯普林格。xii,217页(2002年)。
给出构建高质量信息处理系统的方法是计算机科学的主要挑战。质量可以用两种不同的方式来解释:正确性和性能。第一种解释是形式上的,第二种解释是连续的。在第一种情况下,只接受完整的解决方案,而第二种情况则不那么严格,但它不能很好地处理与可重复事件没有直接关系的系统属性,例如无死锁、系统状态的可达性等。为了处理这些问题,有必要将这两种方法结合起来。这方面的第一步是使用随机Petri网,20世纪90年代出现了随机过程代数。
随机过程代数提出了一个问题:如何最好地添加随机特征,将随机表达性与现有过程代数理论相结合。这本书是作者对这个问题的回答。
早些时候,一位作者将延迟视为系统动作的属性,作者使用了另一种方法:延迟本身就是无声地消耗呈指数分布的时间量的动作,系统动作是瞬时的,因此完全避免了同步作为同步动作的副产品。系统动作和延迟解耦的另一个优点是,在动作之前可以有多个延迟,这将动作延迟的类别扩展到了相位类型分布的类别。
基于过程代数的原理,本书发展了交互式马尔可夫链(IMC)的代数,它们是非随机代数和连续时间马尔可夫链条的适当扩展。为了表示这种微积分的基本思想,可以方便地使用类似于Petri网的图形符号。通过使用强相似性和弱相似性、弱同余的概念,有一些定律允许将IMC转换为等价的IMC。通过用单个状态表示每个类,可以构造一个商,即与原始状态等价的聚合IMC。这一事实具有很大的现实意义,因为聚合是保持双相似性的,所以可以将层次系统简化为较小的系统。
第一章是导论,第二章直观地介绍了进程代数的基本概念:交互式进程的演算和强、弱双相似性。第三章着重于马尔可夫链,涉及集总性的概念。第四章介绍IMC,第五章发展了IMC的代数。第6章通过小案例研究讨论了前几章的成果。第7章考虑了组成性能和可靠性评估的挑战。
本书是信息处理系统功能和性能特性集成建模和分析的重要一步。

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