Paralēlu automātu veidi un iespējas

Abstract

Datorzinātnē labi ir pazīstami galīgie automāti – tie lasa vārdus noteiktā alfabētā un nosaka, vai nolasītais vārds pieder kādai konkrētai valodai. Daudz ir izpētīts par to, ko šādi automāti spēj izdarīt un kādu valodu atpazīšanai automāti vispār var eksistēt. Daudz mazāk ir pētīti paralēli automāti – sistēmas, kas sastāv no vairākiem automātiem, kas visi darbojas reizē uz vienu un to pašu ieejas vārdu un visi kopā nosaka nolasītā vārda piederību valodai. Ir daudz variantu, kā realizēt šādas paralēlu automātu sistēmas – piemēram, automātiem var atļaut darba laikā savā starpā komunicēt vai nē, tie var lasīt vārdu visi reizē vai katrs no savas vietas, tiem var būt vai nebūt kontrolējošā komponente, kas vada pārējo automātu darbību, kā arī daudz citu iespēju. Šajā darbā autors aplūko vairākus paralēlisma modeļus automātiem – daudzprocesoru automātus, ziņojošos automātus, šūnu automātus – un arī piedāvā savus modeļus.

Finite automata are a well known topic in computer science. Automata read words in a given alphabet and determine if those words belong to a specific formal language. They have been the subjects of lots of research, and much is known about their capabilities. Parallelism in automata – systems consisting of multiple automata that read the same word – is far less researched. There are many ways to implement parallelism in automata – for example, communication between the automata can be allowed or prohibited, they can read the input word all at the same time or at their own pace, they can be centralized or decentralized, and many other options. In this paper, the author examines several models of parallel automata and introduces some new models.