P系统论文研读第二期

1. 基于膜计算模型的多目标优化算法研究

[1]李俊. 基于膜计算模型的多目标优化算法研究[D]. 安徽大学, 2016.

• 膜计算作为自然计算的一个分支，其目的是从生物活细胞、器官和组织中获得新的计算思想，设计出新的计算模型。膜计算模型主要有类细胞P系统、类组织P系统和类神经P系统。作为类细胞P系统是第一个被提出来的P系统。类细胞P系统将生物膜内的化学反应与膜间的物质流动抽象为计算过程：生物膜内的化学反应就是通常理解的计算过程，而物质在不同膜之间的流动则对应于通常意义计算系统中的消息传递，细胞或细胞器成为计算单元【14]。图1．2是类细胞P系统结构的示意图，该结构是膜的一种层次排列，最外边的膜称为皮肤膜(skin membrane)，它将本系统与外在环境分开。如果一个膜的内部不存在其他膜，就称这个膜为基本膜(elemental membrane)，否则称为非基本膜(non-elementalmembrane)。如图1．2中，2，5，8是基本膜，而4，6是非基本膜。每一个膜定义了一个区域：对于基本膜，这个区域就是它所包含的空间；对于非基本膜，区域是指这个膜和它直接包含的其他膜之间的空间。

2.膜计算优化方法研究

[1]黄亮. 膜计算优化方法研究[D]. 浙江大学, 2007.

• 如图2．1所示，生物膜的基本功能之一就是将自身与外在环境区分开，如细胞核膜将细胞核和细胞质区分开。细胞膜吸收营养分子到细胞的内部，阻止有害物质进入细胞，并排泄废物，这种划分区域的思想是建立膜计算的基础。膜计算从生物功能、结构中抽象出一种如图2．2所示的抽象结构图。它是多个膜的一种层次排列。最外层的膜称为表层膜，它将P系统与外在环境分开。如果一个膜的里面不存在其它的膜，我们就称这个膜为基本膜。每一个膜定义了一个区域。对于基本膜而言，这个区域就是它所包含的空间；对于非基本膜而言，区域是指这个膜自身和它直接包含的膜之间的空间。
• 区域中存存对象的多重集，也就是说对象具有多重性，这是膜计算的基本特征之一。可以用一个字符串来表示一个区域中的对象。这些对象通过“反应规则”来进化，而规则的选取具有并行性和非确定性．这些对象还能够穿越膜，进入到系统中的另一个区域。膜能够改变其自身的渗透性，甚至可以溶解和分裂。用这些特征来定义系统的一个格局。在每一个时间步内，每个膜及其中的对象根据相应的规则进化，从而使系统产生一个新的格局．这样，一系列格局的转换就称为计算。当所有区域中，没有任何规则可以发生作用了，即不再发生任何事件了，我们称这种格局为停机格局。如果计算能达到一个停机的格局，称为停机的计算或成功的计算。计算的结果是指那些被送到环境或指定膜中的对象．