Membrane computing (original) (raw)
حوسبة الغشاء عبارة عن مجال في علم الحاسوب يسعى لاكتشاف نماذج حوسبة جديدة عن طريق دراسة الخلايا وخاصةً الأغشية الخلوية. وتؤدي حوسبة الغشاء مهمة فرعية في تكوين النموذج الخلوي. تتعامل حوسبة الغشاء أو MC مع نماذج حوسبة مُوزّعة ومتماثلة ومعالجة لمجموعات متعددة من أجسامٍ رمزيةٍ في شكلٍ مُترجَم. وبهذا تتيح قواعد التطور تغليف الأجسام المتطورة في غرفٍ صغيرةٍ محددة بالأغشية. وتلعب وسائل الاتصال بين الأغشية والبيئة دورًا أساسيًا في سير العمليات. وتُعرف الأنواع المختلفة لأنظمة الغشاء باسم نُظُم بي نسبة إلى جورج بون الذي وضع أول تصور للنموذج في عام 1998.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | حوسبة الغشاء عبارة عن مجال في علم الحاسوب يسعى لاكتشاف نماذج حوسبة جديدة عن طريق دراسة الخلايا وخاصةً الأغشية الخلوية. وتؤدي حوسبة الغشاء مهمة فرعية في تكوين النموذج الخلوي. تتعامل حوسبة الغشاء أو MC مع نماذج حوسبة مُوزّعة ومتماثلة ومعالجة لمجموعات متعددة من أجسامٍ رمزيةٍ في شكلٍ مُترجَم. وبهذا تتيح قواعد التطور تغليف الأجسام المتطورة في غرفٍ صغيرةٍ محددة بالأغشية. وتلعب وسائل الاتصال بين الأغشية والبيئة دورًا أساسيًا في سير العمليات. وتُعرف الأنواع المختلفة لأنظمة الغشاء باسم نُظُم بي نسبة إلى جورج بون الذي وضع أول تصور للنموذج في عام 1998. من أهم مقومات نُظُم بي بنية الغشاء التي تتميز بأغشية ذات ترتيب هرمي كما في الخلية، أو على هيئة شبكة من الأغشية (موجودة في عُقَد الرسم البياني) كما في النسيج أو الشبكة العصبية. وغالبًا ما توصف نُظُم بي برسوماتٍ بيانية. المفهوم البديهي للغشاء هو حويصلة بيولوجية ثلاثية الأبعاد. لكن المفهوم في حد ذاته أكثر عمومية، ويعتبر الغشاء فاصلاً بين منطقتين. ويوفر الغشاء اتصالاً اختياريًا بين المنطقتين. ووفقًا لما ذكره جورج بون، فإن الانفصال هو انفصال فضاء إقليدي إلى جزءٍ «داخلي» محدود وجزءٍ «خارجي» غير محدود. ويأتي دور الحوسبة عند الاتصال الاختياري. يمكن أن تحتوي الرسومات البيانية على العديد من العناصر تبعًا لاختلاف النماذج محل الدراسة. فعلى سبيل المثال، قد ينتج الرمز الخاص δ عن قاعدة ما والذي يعني أن الغشاء المحتوي على هذه العلامة قد تحلل وانتقلت جميع محتوياته إلى أعلى في المنطقة بشكل هرمي. ولا يمكن من الناحية العملية حصر تنوع الاقتراحات البيولوجية ونطاق احتمالات تحديد بنية ووظيفة جهاز معالجة مجموعة متعددة من الأغشية. وفي الحقيقة، فإن مجال حوسبة الغشاء يحتوي على أعدادٍ هائلة من النماذج. ومن ثم؛ فإن حوسبة الغشاء ليست مجرد نظرية تتعلق بنموذج معين فقط، بل هي إطار عمل لابتكار نماذج مُجزّأة. يُشار إلى المواد الكيميائية في النموذج باستخدام الرموز أو سلسلة من الرموز. وقد تحتوي المنطقة، المحددة بالغشاء، على رموزٍ أو سلاسل أخرى (والتي يشار إليها إجمالاً بالأجسام) أو أغشية أخرى بحيث يحتوي نظام بي بدقة على غشاء خارجي ويعرف هذا الغشاء بغشاء الجلد وعلاقة هرمية تحكم جميع الأغشية تحت غشاء الجلد. إذا كانت الأجسام تمثل رموزًا، فتعددها في المنطقة يكون ذا أهمية وبالرغم من ذلك، تُستخدم المجموعات المتعددة أيضًا في بعض نماذج السلاسل. تحتوي المناطق على قواعد تحدد كيفية إنتاج الأجسام واستخدامها وانتقالها إلى مناطق أخرى وبالتالي تفاعلها مع بعضها البعض. يُعرف التطبيق الحتمي المماثل للقواعد لأقصى حد في النظام بالانتقال بين حالات النظام، وتُعرف السلسلة المتتابعة من الانتقالات بالحوسبة. يمكن تحديد أهداف معينة بالإشارة إلى حالة توقف؛ حيث تكون نتيجة الحوسبة الأجسام الموجودة في منطقةٍ معينة. وبدلاً من ذلك، يمكن حساب النتيجة من خلال معرفة الأجسام التي تركت غشاء الجلد إلى البيئة. أُجريت دراساتٌ على العديد من النماذج وكان محور الاهتمام هو التركيز على تقديم حوسبة شاملة في النظم ذات الأغشية القليلة، وذلك بهدف حلّ مشاكل NP المعقدة مثل مشاكل قابلية الإرضاء (SAT) ومشكلة التاجر الرحّالة (TSP). يمكن أن تقلل نُظُم بي من تعقيدات المساحة والوقت وبذلك تقلل من استخدام النماذج لشرح العمليات الطبيعية داخل الخلايا الحية. وتبتكر الدراسات نماذج يمكن على الأقل تنفيذها نظريًا على الأجهزة. وحتى الآن، تعتبر نُظُم بي كلها تقريبًا نماذج نظريةً لم تخضع للتجربة العملية قط، بالرغم من أن هناك نظامًا عمليًا تم تقديمه للعمل به. (ar) Membrane computing (or MC) is an area within computer science that seeks to discover new computational models from the study of biological cells, particularly of the cellular membranes. It is a sub-task of creating a cellular model. Membrane computing deals with distributed and parallel computing models, processing multisets of symbol objects in a localized manner. Thus, evolution rules allow for evolving objects to be encapsulated into compartments defined by membranes. The communications between compartments and with the environment play an essential role in the processes. The various types of membrane systems are known as P systems after Gheorghe Păun who first conceived the model in 1998. An essential ingredient of a P system is its membrane structure, which can be a hierarchical arrangement of membranes, as in a cell, or a net of membranes (placed in the nodes of a graph), as in a tissue or a neural net. P systems are often depicted graphically with drawings. The intuition behind the notion of a membrane is a three-dimensional vesicle from biology. However the concept itself is more general, and a membrane is seen as a separator of two regions. The membrane provides for selective communication between the two regions. As per Gheorghe Păun, the separation is of the Euclidean space into a finite “inside” and an infinite “outside”. The selective communication is where the computing comes in. Graphical representations may have numerous elements, according to the variation of the model that is being studied. For example, a rule may produce the special symbol δ, in which case the membrane that contains it is dissolved and all its contents move up in the region hierarchy. The variety of suggestions from biology and the range of possibilities to define the architecture and the functioning of a membrane-based multiset processing device are practically endless. Indeed, the membrane computing literature contains a very large number of models. Thus, MC is not merely a theory related to a specific model, it is a framework for devising compartmentalized models. Chemicals are modeled by symbols, or alternatively by strings of symbols. The region, which is defined by a membrane, can contain other symbols or strings (collectively referred to as objects) or other membranes, so that a P system has exactly one outer membrane, called the skin membrane, and a hierarchical relationship governing all its membranes under the skin membrane. If objects are symbols, then their multiplicity within a region matters; however multi-sets are also used in some string models. Regions have associated rules that define how objects are produced, consumed, passed to other regions and otherwise interact with one another. The nondeterministic maximally parallel application of rules throughout the system is a transition between system states, and a sequence of transitions is called a computation. Particular goals can be defined to signify a halting state, at which point the result of the computation would be the objects contained in a particular region. Alternatively the result may be made up of objects sent out of the skin membrane to the environment. Many variant models have been studied, and interest has focused on proving computational universality for systems with a small number of membranes, for the purpose of solving NP-complete problems such as Boolean satisfiability (SAT) problems and the traveling salesman problem (TSP). The P systems may trade space and time complexities and less often use models to explain natural processes in living cells. The studies devise models that may at least theoretically be implemented on hardware. To date, the P systems are nearly all theoretical models that have never been reduced to practice, although a practical system is given in. (en) |
| dbo:wikiPageID | 13799863 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 4383 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1040825244 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Computational_model dbr:Computer_science dbr:Cell_(biology) dbr:Travelling_salesman_problem dbr:Euclidean_space dbr:Cellular_model dbc:Classes_of_computers dbc:Models_of_computation dbr:Boolean_satisfiability_problem dbr:Gheorghe_Păun dbr:P_system dbr:P_systems dbr:Cellular_membrane dbr:Modeling_biological_systems dbr:File:P-System_Membrane_Format.pdf |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Reflist |
| dcterms:subject | dbc:Classes_of_computers dbc:Models_of_computation |
| gold:hypernym | dbr:Area |
| rdf:type | dbo:Place yago:WikicatModelsOfComputation yago:Assistant109815790 yago:CausalAgent100007347 yago:LivingThing100004258 yago:Model110324560 yago:Object100002684 yago:Organism100004475 yago:Person100007846 yago:PhysicalEntity100001930 yago:Worker109632518 yago:YagoLegalActor yago:YagoLegalActorGeo yago:Whole100003553 |
| rdfs:comment | حوسبة الغشاء عبارة عن مجال في علم الحاسوب يسعى لاكتشاف نماذج حوسبة جديدة عن طريق دراسة الخلايا وخاصةً الأغشية الخلوية. وتؤدي حوسبة الغشاء مهمة فرعية في تكوين النموذج الخلوي. تتعامل حوسبة الغشاء أو MC مع نماذج حوسبة مُوزّعة ومتماثلة ومعالجة لمجموعات متعددة من أجسامٍ رمزيةٍ في شكلٍ مُترجَم. وبهذا تتيح قواعد التطور تغليف الأجسام المتطورة في غرفٍ صغيرةٍ محددة بالأغشية. وتلعب وسائل الاتصال بين الأغشية والبيئة دورًا أساسيًا في سير العمليات. وتُعرف الأنواع المختلفة لأنظمة الغشاء باسم نُظُم بي نسبة إلى جورج بون الذي وضع أول تصور للنموذج في عام 1998. (ar) Membrane computing (or MC) is an area within computer science that seeks to discover new computational models from the study of biological cells, particularly of the cellular membranes. It is a sub-task of creating a cellular model. An essential ingredient of a P system is its membrane structure, which can be a hierarchical arrangement of membranes, as in a cell, or a net of membranes (placed in the nodes of a graph), as in a tissue or a neural net. P systems are often depicted graphically with drawings. (en) |
| rdfs:label | حوسبة الغشاء (ar) Membrane computing (en) |
| owl:sameAs | freebase:Membrane computing yago-res:Membrane computing wikidata:Membrane computing dbpedia-ar:Membrane computing https://global.dbpedia.org/id/4rjbU |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Membrane_computing?oldid=1040825244&ns=0 |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Membrane_computing |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:DNA_computing dbr:Interactive_computation dbr:Computational_model dbr:Cellular_model dbr:List_of_Romanian_inventors_and_discoverers dbr:Modelling_biological_systems dbr:IMCS dbr:Gheorghe_Păun dbr:Natural_computing dbr:P_system |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Membrane_computing |