roma-dxunvrs
82 lines
5.6 KiB
Markdown
82 lines
5.6 KiB
Markdown
MoC - Model of Computation
|
|
1. MoC предоставляет язык для описания моделей процессов/программ/структур
|
|
2. MoC определяет возможности вычислительной машины
|
|
3. MoC характеризует, как исполняется модель (программа): возможные состояния вычислителя, их последовательность, правила переходов (детерменированные или нет)
|
|
4. MoC, обычно, минималистичны относительно реальных вычислителей
|
|
## Последовательные модели
|
|
Sequential models
|
|
Относительно просто реализуются в виде аппаратных схем
|
|
### Конечные автоматы
|
|
|
|
|
|
|
|
Несколько наборов состояний системы и условия переходов между ними
|
|
#### Автомат с магазинной памятью
|
|
|
|
|
|
|
|
Например, парсеры
|
|
#### Достоинства
|
|
- Таблица состояний
|
|
- Верифицируемость переходов
|
|
- Простая реализация в схемотехнике и ПО
|
|
### Машина Тьюринга
|
|
Включает:
|
|
- Неограниченную двустороннюю ленту, разделенную на ячейки
|
|
- Устройство управления (головка записи-чтения), которое может находиться в конечном числе состояний
|
|
Управляющее устройство может:
|
|
- Перемещаться по ленте влево и вправо
|
|
- Читать и записывать в ячейки символы конечного алфавита
|
|
Машина Тьюринга
|
|
1. Не может быть реализована на практике (нет бесконечной ленты)
|
|
2. Обладает полнотой по Тьюрингу (можно реализовать любой известный алгоритм)
|
|
3. Проблема остановки
|
|
4. Данные и управление отделены
|
|
5. Ориентирована на реализацию
|
|
### Random Access Machine
|
|
|
|
|
|
## Функциональные модели
|
|
Functional models
|
|
Представление вычислительного процесса как совокупности символов и правил их преобразований
|
|
1. Арифметика
|
|
2. Лямбда исчисление (полнота по Тьюрингу)
|
|
3. Combinatory logic
|
|
4. General recursive functions
|
|
5. Abstract rewriting systems
|
|
Программа/данные - математический объект
|
|
Возможна Тьюринг неполнота
|
|
### Лямбда исчисление
|
|
#### 4 вида выражений
|
|
1. Переменная: $x, y\ \text{и} \ z$
|
|
2. Константа: $a,b,c$
|
|
3. Коминация (вызов): $s\ t$
|
|
4. Абстракция: $\lambda x.s$
|
|
#### 3 вида редукций/подстановки
|
|
1. Переименование переменных: $\lambda u.u\ v \xrightarrow{\alpha} \lambda w.w\ v$
|
|
2. Применение функции (подстановка аргумента): $(\lambda x.s)\ t \xrightarrow{\beta} s[t/x]$
|
|
3. Сокращение аргумента: $\lambda u.v\ u \xrightarrow{\eta} v$
|
|
## Параллельные модели
|
|
Системы, включающие несколько взаимодействующих процессов
|
|
- Kahn process networks - однонаправленные каналы с неограниченными буферами (+- как в гошке)
|
|
- Actor model - отправка сообщений в "почтовые ящики" (как в Erlang)
|
|
- Discrete Event - события в заданные моменты времени (цифровые схемы)
|
|
- Multi-Thread Model - общая память (как в джаве)
|
|
- Synchronous Data Flow - синхронизированные потоки данных
|
|
## Близкие понятия
|
|
### Парадигмы программирования
|
|
Способ классификации языков программирования на основе их функций. Языки могут относиться к нескольким парадигмам
|
|
### Стиль программирования
|
|
Это набор правил или рекомендации, используемых при написании исходного кода компьютерной программы
|
|
## Применение на практике
|
|
1. Computer Science. Формальные модели
|
|
2. Дизайн ЯПов
|
|
3. Ограничение творческого порыва, контроль сложности
|
|
4. Модель-ориентированная инженерия
|
|
## Model-Driven Engineering
|
|
1. Разработка через моделирование предметной области
|
|
2. Автоматическая генерация кода из моделей
|
|
3. Повышение уровня абстракции при разработке
|
|
4. Сокращение разрыва между требованиями и реализацией
|
|
5. Улучшение коммуникации между заинтересованными сторонами
|
|
6. Снижение сложности разработки масштабных систем |