plakhov: (Default)
[personal profile] plakhov
Внезапно (для меня) оказывается, что CS-совместимый формальный аппарат, идеально применимый к задачам моделирования биологических систем, давно существует. Это старая добрая Сonservative logic.

Это модель вычислений, обладающая универсальной мощностью, и в то же время позволяющая выражать "законы сохранения" (и вообще концепцию "ресурсов") на самом базовом уровне.

Есть большие подозрения, что автоматы, построенные в такой модели, гораздо более естественным образом объединяются в иерархические системы, чем, например, классические конечные (DFA). И над ними проще запускать, я прошу прощения, эволюционные алгоритмы, т.к. консервативные автоматы (как это по-русски?) гораздо лучше выдерживают "малые изменения" без потери функциональности, и вообще маппинг внутренней структуры в вычислительную функцию у них более естественный и предсказуемый.

Очень надеюсь, что когда-нибудь найду время продемонстрировать это "на пальцах".

Date: 2011-02-04 09:12 am (UTC)
From: [identity profile] yantayga.livejournal.com
Ждем объяснения на пальцах, интересно :)

Date: 2011-02-04 09:32 am (UTC)
From: (Anonymous)
Уважаю.

// капча The Mattaned как бы на что-то намекает

Date: 2011-02-04 10:17 am (UTC)
From: [identity profile] ushastyi.livejournal.com
А разве модели биологических систем обладают обратимостью, которая требуется в conservative logic?

Date: 2011-02-04 10:24 am (UTC)
From: [identity profile] plakhov.livejournal.com
Обратимость ничему не мешает, моделируемая система не обязана быть закрытой (более того, открытые системы намного интереснее и намного больше похожи на живых существ).

Date: 2011-02-04 10:58 am (UTC)
From: [identity profile] ushastyi.livejournal.com
Открытые системы -- конечно. Но как сюда прицепить conservative логику... (кстати, как бы ее на русский перевести, сохраняющая? или консервативная по аналогии с термином разностных схемах?).

Спасибо за ссылку статью, почитаю на досуге.

Date: 2011-02-04 11:26 am (UTC)
From: [identity profile] plakhov.livejournal.com
Ну в смысле, как прицепить?
Если по-простому, без извращений, то моделируем клетку при помощи некоторого количества Fredkin gates и unit wires. Мембрана - это набор Fredkin gate'ов с одним открытым входом и одним открытым выходом, остальные закрытые. Рецептор - это Fredkin gate с двумя открытыми входами и одним открытым выходом. Всякие внутренние механизмы клетки - это консервативные логические элементы со всеми закрытыми входами и выходами.

Date: 2011-02-04 11:30 am (UTC)
From: [identity profile] ushastyi.livejournal.com
А, так вы о клетках говорите? Тогда может быть. Я как-то больше встречался с макро-моделями, типа хищник-жертва, пищевой баланс и т.п.

Date: 2011-02-04 11:33 am (UTC)
From: [identity profile] plakhov.livejournal.com
Да, конечно, я говорю о моделях в смысле [livejournal.com profile] sys_bio

Date: 2011-02-04 04:09 pm (UTC)
From: [identity profile] clayrat.livejournal.com
может, перепостите туда? :)

Date: 2011-02-04 04:14 pm (UTC)
From: [identity profile] plakhov.livejournal.com
я думал, но как-то постеснялся, а вдруг это давно всем известная вещь

Date: 2011-02-04 04:26 pm (UTC)
From: [identity profile] clayrat.livejournal.com
навскидку напоминает linear logic
но вообще говоря, я про такую не слыхал, так что дерзайте! :)

Date: 2011-02-04 11:30 am (UTC)
From: [identity profile] plakhov.livejournal.com
не дописал, соответственно, Fredkin gate без открытых входов и с одним открытым выходом - это эффектор (не в биохимическом смысле, а в общеупотребительном)

Date: 2011-02-04 01:43 pm (UTC)
From: [identity profile] kray-zemli.livejournal.com
Это напонимает оптическую систему: там тоже есть входной свет, есть выходной свет, есть паразитный свет, который надо выводить из системы (поглащать), и ещё нужно избавиться от засветки внешним "паразитным" светом, т.е., опять же, экранировать систему. Если с оптической системы поснимать все поглощающие элементы, тоже получится теоретически обратимая операция со светом.

Математически это всё красиво, но вот что прикладного с этим сделать -- я, честно говоря, не понимаю.

Наверное, этот матаппарат можно неплохо приспособить как-то к конструированию поточных шифров в криптографии.

А насчёт моделирования клетки тут вот что можно ответить: покуда клетка -- физическая система, и физические системы у нас обратимы -- то да, её можно моделировать обратимой логикой. Ну и что?

Date: 2011-02-04 03:43 pm (UTC)
From: [identity profile] kray-zemli.livejournal.com
Но это если моделировать на уровне молекул. А так-то, уравнения химкинетики необратимы.

Date: 2011-02-08 07:35 am (UTC)
From: [identity profile] leo-dvoryansky.livejournal.com
P5. Reversibility. At a microscopic, deterministic level, dynamical laws are reversible, i.e., distinct initial states always lead to distinct final states (this is true in both the classical and the quantum mechanical formulations of these laws). Therefore, we shall seek abstract primitives in the form of invertible functions.

It should be noted that reversibility does not imply invariance under time reversal; the latter is a more specialized notion. Intuitively, a reversible system is one that is retrodictable or "backward deterministic."

1) Интересно, что пропадет из CL если выкинуть эту аксиому?
2) Та ли это "обратимость", которая "необратимость" в уравнениях химкинетики?

Date: 2011-02-08 08:10 am (UTC)
From: [identity profile] kray-zemli.livejournal.com
Вы про обратимость времени? Если выкинуть, то, наверное, будет сложнее делать обратные операции. Сейчас гейт Фредкина является обратным сам себе. И для того, чтобы из логической схемы получить ей обратную, нужно поменять лишь выходы с входами (и направление распространения сигнала через буферные элементы), и всё. Соединив одно с другим, получаем элемент, производящий единичную (никакую) операцию -- вернее, задерживающий сигнал на некоторое число временных шагов.

Если условие обратимости времени выкинуть, то, возможно, станет нельзя так просто построить обратную схему. Хотя, если всё же reversible, то, наверное, обратную схему всегда можно построить. Только задерживать сигнал она будет уже на другое число временных шагов. Фиг его знает -- я не математик. Вообще, всегда можно ввести ещё один гейт, зеркальный, и тогда обратную функцию можно построить, только обычные гейты с зеркальными придётся менять местами.

В физике (и химкинетике) необратимость времени берётся из-за того, что система со временем забывает свою предысторию, так как число степеней свободы в уравнениях мало по сравнению с числом физически имеющихся степеней свободы. В то время как вся эта conservative logic нужна именно для того, чтобы вынести рождение/забывание информации вовне логической системы, т.е. консервативная логика полезна тогда, когда рождений/забываний при вычислениях мало.

Date: 2011-02-04 03:52 pm (UTC)
From: [identity profile] gouriev.livejournal.com
дьявольски интересно.
вмемориз.
для светлого будущего наших мечт

Реквестирую обзор!

Date: 2011-02-08 06:51 am (UTC)
From: [identity profile] kray-zemli.livejournal.com
Вообще, идея conservative logic меня заинтересовала. Не могли бы вы привести обзор по этой теме, ну или хотя бы ссылок на десяток статей, которые вы считаете ключевыми в этой области?

Особенно меня интересует обобщение на случай более 2-х логических состояний. В бинарном случае, логический элемент делает перестановку двух входов. Количество возможных перестановок -- две, количество возможных сигналов на управляющем входе -- тоже два. Подобный элемент легко обобщается на случай N входов при N! возможных логических состояниях. Но вот как построить консервативную логику для произвольного количества состояний? Таких, например, как: 3, 4, 5, 7, 8.

Profile

plakhov: (Default)
plakhov

2017

S M T W T F S

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jul. 25th, 2017 06:53 pm
Powered by Dreamwidth Studios