最小并行使用規(guī)則的SN P系統(tǒng)的研究.pdf

1、膜計(jì)算是自然計(jì)算的一個(gè)分支，它是從生物活細(xì)胞的功能與結(jié)構(gòu)中抽象出來的一種計(jì)算模型，該模型具有嵌套式的分布結(jié)構(gòu)。神經(jīng)元是一類特殊的細(xì)胞，神經(jīng)元相互連接成網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能與細(xì)胞有很大的區(qū)別。近年來，在膜計(jì)算模型的框架基礎(chǔ)上，根據(jù)生物神經(jīng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和電信號傳遞的特性，M.Ionescu等人建立了神經(jīng)膜計(jì)算模型(SN P系統(tǒng))。SNP系統(tǒng)被提出以后，受到眾多學(xué)者的關(guān)注。本文對SN P系統(tǒng)的計(jì)算模式以及在相應(yīng)計(jì)算模式下的計(jì)算能力進(jìn)行

2、了研究。主要內(nèi)容如下： ㈠在SN P系統(tǒng)中，如果神經(jīng)元中存在若干條可以同時(shí)被使用的計(jì)算規(guī)則，那么計(jì)算規(guī)則的選擇是非確定性的。因此，對于一個(gè)非確定性的系統(tǒng)，神經(jīng)元中需要存在許多條可以同時(shí)被使用的計(jì)算規(guī)則。如何使神經(jīng)元中計(jì)算規(guī)則的數(shù)目達(dá)到最少？針對這個(gè)問題，本文考慮一種新的規(guī)則使用方式：系統(tǒng)中的規(guī)則不發(fā)生改變（包括激發(fā)規(guī)則、遺忘規(guī)則），但是采用最小并行使用規(guī)則的方式。例如，如果神經(jīng)元中的一個(gè)規(guī)則在一步中可以同時(shí)被激發(fā)許多次，那么，至

3、少將該規(guī)則使用一次。這樣，在神經(jīng)元中每一步中使用一個(gè)規(guī)則的次數(shù)可以是任意的，產(chǎn)生的全部的神經(jīng)脈沖會(huì)傳遞給與該神經(jīng)元相連的所有的神經(jīng)元。以這種方式，神經(jīng)元只需要一條計(jì)算規(guī)則就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的非確定性，減少了神經(jīng)元中計(jì)算規(guī)則數(shù)目。在該新計(jì)算模式下，證明了SNP系統(tǒng)仍然具有計(jì)算通用性，也就是說，具有不比圖靈機(jī)差的計(jì)算能力。 ㈡SNP系統(tǒng)中有幾種計(jì)算規(guī)則，這些計(jì)算規(guī)則并不是總是必要的，考慮對模型計(jì)算規(guī)則增加限制條件，通過消除延時(shí)或遺忘規(guī)則等