Кіріспе
Математикалық объектінің стандартты бейнеленуі "каноникалық форма" лингвистикада "каноникалық форма" католик некелік құқықта математика және компьютерлік ғылымда математикалық объектінің каноникалық, қалыпты немесе стандартты формасы – бұл объектіні математикалық өрнек ретінде ұсынудың стандартты тәсілі. Көбінесе ол объектіні ең қарапайым түрде бейнелейді және оны бірегей түрде анықтауға мүмкіндік береді. "Каноникалық" және "нормальды" формалар арасындағы айырмашылық салалар бойынша өзгеше болуы мүмкін. Көптеген салаларда каноникалық форма әрбір объект үшін бірегей бейнелеуді анықтайды, ал қалыпты форма бірегейлік талабысыз оның нысанын анықтайды. Ондық санаудағы оң бүтін санның каноникалық түрі – нөлден басталмайтын цифрлардың шекті тізбегі болып табылады. Жалпы алғанда, эквиваленттік қатынас анықталған объектілер класы үшін каноникалық форма әр кластағы нақты бір объектіні таңдаудан тұрады. Мысалы: Жорданның қалыпты формасы – матрицалардың ұқсастығы үшін каноникалық форма. Қатарлық эшелон формасы – матрицаны сол жағынан инвертирленетін матрицаға көбейту арқылы теңестіргенде қолданылатын каноникалық форма. Компьютерлік ғылымда, әсіресе компьютерлік алгебрада математикалық объектілерді компьютерде бейнелеу кезінде бірдей объектіні бейнелеудің көптеген әртүрлі тәсілдері болады. Осы жағдайда каноникалық форма – әрбір объектінің бірегей бейнеленуі (каноникаландыру – бейнеленуді каноникалық формаға келтіру процесі). Осылайша, екі объектінің теңдігін олардың каноникалық формаларының теңдігін тексеру арқылы оңай анықтауға болады. Бұл артықшылыққа қарамастан, каноникалық формалар жиі кездейсоқ таңдауларға (мысалы, айнымалыларды реттеуге) байланысты болады, бұл екі объектінің теңдігін тексеруде қиындықтар тудырады және тәуелсіз есептеулерді қажет етеді. Сондықтан компьютерлік алгебрада қалыпты форма – бұл әлсіз ұғым: қалыпты форма – нөлді бірегей түрде көрсететін бейнелеу. Бұл екі объектінің айырмасын қалыпты формаға келтіру арқылы теңдікті тексеруге мүмкіндік береді. Каноникалық форма табиғи (каноникалық) түрде анықталған дифференциалдық форманы да білдіре алады.
"canonical form" in linguistics
"canonical form" in Catholic matrimonial law
In mathematics and computer science, a canonical, normal, or standard form of a mathematical object is a standard way of presenting that object as a mathematical expression. Often, it is one which provides the simplest representation of an object and allows it to be identified in a unique way. The distinction between "canonical" and "normal" forms varies from subfield to subfield. In most fields, a canonical form specifies a unique representation for every object, while a normal form simply specifies its form, without the requirement of uniqueness. The canonical form of a positive integer in decimal representation is a finite sequence of digits that does not begin with zero. More generally, for a class of objects on which an equivalence relation is defined, a canonical form consists in the choice of a specific object in each class. For example:
Jordan normal form is a canonical form for matrix similarity. The row echelon form is a canonical form, when one considers as equivalent a matrix and its left product by an invertible matrix. In computer science, and more specifically in computer algebra, when representing mathematical objects in a computer, there are usually many different ways to represent the same object. In this context, a canonical form is a representation such that every object has a unique representation (with canonicalization being the process through which a representation is put into its canonical form). Thus, the equality of two objects can easily be tested by testing the equality of their canonical forms. Despite this advantage, canonical forms frequently depend on arbitrary choices (like ordering the variables), which introduce difficulties for testing the equality of two objects resulting on independent computations. Therefore, in computer algebra, normal form is a weaker notion: A normal form is a representation such that zero is uniquely represented. This allows testing for equality by putting the difference of two objects in normal form. Canonical form can also mean a differential form that is defined in a natural (canonical) way.
Мысалдар
Ескерту: Осы бөлімде "шегіне дейін" дегені, белгілі бір эквиваленттік қатынас E бойынша каноникалық форма әдетте бірегей емес, бірақ егер бір объектінің екі түрлі каноникалық формасы болса, олар E эквивалентті болады.
Үлкен сандарды жазу
Стандартты түрді көптеген математиктер мен ғалымдар өте үлкен сандарды ықшамдап, түсінікті жазу үшін пайдаланады, олардың ішіндегі ең танымал түрі – ғылыми жазу тәсілі.
Біріктірілетін жүйелер
Әрбір дифференциалданатын көпқырлының котангенттік шоғыры болады. Бұл шоғыр әрқашан белгілі бір дифференциалдық формамен жабдылуы мүмкін, ол каноникалық бір форма деп аталады. Бұл форма котангенттік шоғырға симплектикалық көпқырлы құрылымын береді және көпқырлыдағы векторлық өрістерді Эйлер-Лагранж теңдеулері арқылы немесе Гамильтон механикасы арқылы интегралдауға мүмкіндік береді. Мұндай интегралданатын дифференциалдық теңдеулер жүйесі интегралдық жүйелер деп аталады.
Динамикалық жүйелер
Динамикалық жүйелерді зерттеу интегралданатын жүйелерді зерттеумен байланысты; онда динамикалық жүйелер үшін қалыпты түр туралы ұғым бар.
Үш өлшемді геометрия
Үш өлшемді кеңістіктерді зерттеуде бірінші түбіртек пішін, екінші түбіртек пішін және үшінші түбіртек пішін болады.
Функционалдық талдау
A объектісі B-ге эквивалентті, егер: Нормалық пішіндегі Гильберт кеңістіктері Егер A және B екеуі де шексіз өлшемді Гильберт кеңістіктері болса, онда A және B изометриялық түрде изоморфты. Реттік кеңістіктер (I индекстік жиынын бірдей кардиналдықтағы басқа индекстік жиынмен алмастыруға дейін). Бірліктері бар коммутативті C* алгебралары A және B, C* алгебралары ретінде изоморфты. Компактты Хаусдорф кеңістігіндегі үздіксіз функциялар алгебрасы, негізгі кеңістіктің гомеоморфизміне дейін.
Қайта жазу жүйелері
Формуланың бір түрінен екінші түріне символдық түрлендірілуі сол формуланың "қайта жазылуы" деп аталады. Формулаларды заңды түрде өңдеуге болатын ережелер жинағын зерттеу арқылы жалпы формулаларды қайта жазудың абстрактілік қасиеттерін зерттеуге болады. Бұл – "қайта жазу ережелері" – абстрактілі қайта жазу жүйесінің ажырамас бөлігі. Көтерілетін сұрақ – кейбір жалпы өрнекті бір ғана, ортақ формаға, яғни нормалды формаға келтіруге бола ма? Егер қайта жазудың әртүрлі тізбектері бірдей формаға әкелсе, онда ол форма нормалды форма деп аталады, ал қайта жазу конфлюентті деп аталады. Нормалды форманы алу әрқашан мүмкін болмайды.
Ламбдалық есептеу
Ламбда термі бета-редукция жасау мүмкін болмаса, бета-нормальды формада болады; Ламбда есептеуі – абстрактілі қайта жазу жүйесінің нақты бір түрі. Мысалы, типтелмеген Ламбда есептеуінде, кейбір терминдер нормальды формаға келтірілмейді. Ал типтелген Ламбда есептеуінде, әрбір дұрыс құрылған термин нормальды формаға келтіріле алады.
Граф теориясы
Графтар теориясында, математиканың бір саласы, графты канонизациялау – берілген граф G үшін каноникалық түрді табу мәселесі. Каноникалық түр – G-ге изоморфты граф Canon(G), және G-ге изоморфты кез келген графтың каноникалық түрі бірдей болады. Осылайша, графты канонизациялау мәселесін шешу арқылы граф изоморфизмі мәселесін де шешуге болады: екі граф G және H изоморфты екенін тексеру үшін, олардың каноникалық түрлерін Canon(G) және Canon(H) есептеп, осы екі каноникалық түрдің сәйкес келетінін анықтау керек.
Есептеу
Компьютерлік есептеулерде деректерді кез келген канондық формаға келтіруді әдетте деректерді нормалдау деп атайды. Мысалы, деректер базасын нормалдау – бұл реляциялық деректер базасының өрістері мен кестелерін артық ақпаратты және тәуелділікті азайту үшін ұйымдастыру процесі. Бағдарламалық қамтамасыз ету қауіпсіздігі саласында жиі кездесетін осалдық – тексерілмеген қауіпті кіріс (код инъекциясын қараңыз). Осы мәселені шешу үшін дұрыс кіріс деректерін тексеру қажет. Кіріс деректерін тексеруден бұрын, олар әдетте кодтауды (мысалы, HTML кодтау) жою арқылы нормалданады және кіріс деректері бір жалпы символдар жиынтығына дейін азайтылады. Сигналды өңдеу (аудио және бейнелеуді қоса алғанда) немесе машиналық оқыту салаларында қолданылатын басқа деректерді де шектеулі мәндер диапазонына келтіру үшін нормалдауға болады. Контентті басқаруда, деректер базасын нормалдау және бағдарламалық жасақтамадағыдай, шындықтың бірыңғай көзі (SSOT) тұжырымы қолданылады. Кәсіби контентті басқару жүйелері оны алудың логикалық тәсілдерін ұсынады, мысалы, трансклюзия.