Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Автоматтар теориясында гибрид автомат (көпше: гибрид автоматтар немесе гибрид автоматтары) — гибридті жүйелерді нақты сипаттауға арналған математикалық модель, мысалы, цифрлық есептеу процестері мен аналогты физикалық процестердің өзара әрекеттесетін жүйелері. Гибрид автомат — мәндері обыкновенды дифференциалдық теңдеулер жиынтығымен сипатталатын үздіксіз айнымалылардың шекті жиынтығына ие шекті күйдегі машина. Дискреттік және үздіксіз мінез-құлықтардың осы біріктірілген сипаттамасы цифрлық және аналогты компоненттерден құралған динамикалық жүйелерді модельдеуге және талдауға мүмкіндік береді.
In automata theory, a hybrid automaton (plural: hybrid automata or hybrid automatons) is a mathematical model for precisely describing hybrid systems, for instance systems in which digital computational processes interact with analog physical processes. A hybrid automaton is a finite state machine with a finite set of continuous variables whose values are described by a set of ordinary differential equations. This combined specification of discrete and continuous behaviors enables dynamic systems that comprise both digital and analog components to be modeled and analyzed.
Мысалдар
Қарапайым мысал - бөлме термостатымен жылыту жүйесі, онда бөлме температурасы термодинамика заңдары мен жылытқыштың күйіне (қосулы/өшірулі) сәйкес өзгереді; термостат температураны сезінеді, белгілі бір есептеулер жасайды және жылытқышты қосып, өшіреді. Жалпы алғанда, гибридтік автоматтар көлік басқару жүйелері, әуе трафигін басқару жүйелері, мобильді роботтар және жүйелік биология процестері сияқты әртүрлі кіріктірілген жүйелерді модельдеу және талдау үшін қолданылған.
A simple example is a room thermostat heater system where the temperature of the room evolves according to laws of thermodynamics and the state of the heater (on/off); the thermostat senses the temperature, performs certain computations and turns the heater on and off. In general, hybrid automata have been used to model and analyze a variety of embedded systems including vehicle control systems, air traffic control systems, mobile robots, and processes from systems biology.
Байланысты үлгілер
Гибридті автоматтар бірнеше түрге бөлінеді: Alur–Henzinger гибридті автоматы – кең таралған модель; ол негізінен гибридті жүйелердің модельдерін тексерудің алгоритмдік талдауы үшін әзірленген. HyTech модельді тексеру құралы осы модельге негізделген. Гибридті кіріс/шығыс автоматының моделі соңғы кезде әзірленді. Бұл модель гибридті жүйелерді құрастырып модельдеуге және талдауға мүмкіндік береді. Гибридті автоматтарды іске асыруды модельдеу үшін пайдалы тағы бір формализм – жалқау сызықтық гибридті автомат.
Hybrid automata come in several flavors: The Alur–Henzinger hybrid automaton is a popular model; it was developed primarily for algorithmic analysis of hybrid systems model checking. The HyTech model checking tool is based on this model. The Hybrid Input/Output Automaton model has been developed more recently. This model enables compositional modeling and analysis of hybrid systems. Another formalism, which is useful to model implementations of hybrid automaton, is the lazy linear hybrid automaton.
Гибридті автоматтардың шешілетін кіші класы
Гибридтік автоматтардың экспрессивтілігін ескере отырып, жалпы гибридтік автоматтар үшін қарапайым қолжетімділік сұрақтары шешілмейтіндігі таңқаларлық емес. Шындығында, санау машиналарынан үш айнымалы гибридтік автоматтарға (екеуі санаушы мәндерін сақтау үшін, ал біреуі орналасқан жерде бірлік уақытты жұмсауды шектеу үшін) тікелей келтіру арқылы гибридтік автоматтар үшін қолжетімділік мәселесінің шешілмейтіндігі дәлелденеді. Гибридтік автоматтардың кіші классы – уақытталған автоматтар, онда барлық айнымалылар бірдей жылдамдықпен өседі (яғни, барлық үздіксіз айнымалылардың туындысы 1-ге тең). Мұндай шектелген айнымалылар таймерлік айнымалылар ретінде, яғни сағаттар ретінде қолданылуы мүмкін және нақты уақыт жүйелерін модельдеуге мүмкіндік береді. Басқа да маңызды шешімді кіші кластарға инициализацияланған тіктөртбұрышты гибридтік автоматтар, бір өлшемді бөлшекті тұрақты туындылар (PCD) жүйелері, бағаланған уақытталған автоматтар және тұрақты жылдамдықты көп режимді жүйелер жатады.
Given the expressiveness of hybrid automata it is not surprising that simple reachability questions are undecidable for general hybrid automata. In fact, a straightforward reduction from counter machines to three variables hybrid automata (two variables for storing counter values and one to restrict spending a unit time per location) proves the undecidability of the reachability problem for hybrid automata. A sub class of hybrid automata are timed automata where all of the variables grow with uniform rate (i. e., all continuous variables have derivative 1). Such restricted variables can act as timer variables, called clocks, and permit modeling of real time systems. Other notable decidable subclasses include initialized rectangular hybrid automata, one dimensional piecewise constant derivatives (PCD) systems, priced timed automata, and constant rate multi mode systems.