¿Cuáles son las aplicaciones en tiempo real de la teoría de la computación (teorías de autómatas)?

En lingüística :

La formalidad de la teoría de autómatas se puede aplicar al análisis y la manipulación del lenguaje humano real , así como al desarrollo de la interacción humano-computadora (HCI) y la inteligencia artificial (IA).


En biología:

La biología es básicamente ciencia teórica. Pero es complejo cuando agregamos algunos cálculos y los mezclamos con biotecnología. La ciencia de la vida o la ciencia genética se basa en la computación. Tradicionalmente, la complejidad y la variación que se encuentran en las ciencias de la vida se han atribuido a la noción de selección natural . Las especies se vuelven “intencionalmente” complejas porque aumentan sus posibilidades de supervivencia.

Por ejemplo, un sapo con diseño de camuflaje tendrá un riesgo mucho menor de ser comido por una pitón que una rana de color completamente naranja. Esta idea tiene sentido, pero la teoría de los autómatas ofrece una explicación más simple y lógica, que no se basa en mutaciones aleatorias y optimizadoras, sino en un conjunto simple de reglas .

En resumen, las teorías de autómatas pueden brindar una solución más simple a cualquier problema biológico.


En otros campos :

Cualquier campo que tenga complejidad puede resolverse mediante teorías de autómatas, que proporcionan una solución fácil y comprensible.

El pionero moderno de las aplicaciones de autómatas celulares es Stephen Wolfram , quien argumenta que todo el universo podría describirse como una máquina con conjuntos finitos de estados y reglas y una sola condición inicial. Relaciona la teoría de los autómatas con una amplia variedad de actividades científicas, que incluyen:

  • Fluido Fluido
  • Copo de nieve y formación de cristales.
  • Teoría del caos
  • Cosmología
  • Análisis financiero

Para más información sobre la aplicación biológica, vea este enlace: Aplicaciones de la teoría de autómatas

No recibí tu pregunta, pero déjame tomar la interpretación más estricta. Aplicaciones del mundo real de la teoría de la computación en tiempo real. Hay muchos sistemas en tiempo real que son críticos para la seguridad y, por lo tanto, no solo podemos confiar en las pruebas para la corrección de dichos sistemas. Tenemos que tener la certeza matemática (hasta cierto punto) de que una determinada pieza de sistema operativo en tiempo real o sistema integrado funciona de acuerdo con una especificación dada. Aquí es donde la teoría de la computación entra en escena. Una de esas técnicas para estar seguro es la verificación de modelos.

Hay muchos formalismos que pueden modelar tales programas en tiempo real o hardware en tiempo real. Por ejemplo, un autómata de tiempo o un sistema temporizado push down o un dharam de temporización, etc. Informalmente, este autómata le permite capturar el comportamiento del sistema que desea verificar.

En el otro lado hay especificación. Lo que queremos ahora es un lenguaje sistemático para expresar nuestros requisitos de modo que no haya ambigüedad. De nuevo, hay muchas lógicas como la lógica temporal métrica o la lógica temporal proposicional temporizada, DC, etc., etc., lo que le brinda un mecanismo para especificar tales propiedades con restricciones de tiempo.

La verificación del modelo significa verificar automáticamente que el comportamiento que exhibe el modelo está restringido a los comportamientos permitidos que su requisito permite.

Hay muchas otras aplicaciones. Te animo a que también verifiques la síntesis, la verificación y los juegos en esta donación.

Comencemos con una aplicación muy simple de ToC: una aplicación que funciona en “tiempo real”. Se llama computadora, las computadoras funcionan con un algoritmo en tiempo real. Si el hardware no puede procesar los datos en una asignación de tiempo conocida, no se puede procesar nada en tiempo real “duro”. Hay otros usos generales de ToC, como la computación en la nube. El concepto de VM se inventó en ToC y luego se desarrolló en el mundo real.

Si entiendo correctamente su pregunta, el siguiente modelo podría ser una respuesta.

Un autómata temporizado es un autómata finito que también puede tener en cuenta el tiempo . Esto se hace equipando el modelo con relojes que se pueden reiniciar y probar. Por ejemplo, un autómata cronometrado puede capturar idiomas como los siguientes: cada vez que se envía un mensaje, la respuesta vuelve en 5 segundos.

Este modelo tiene buenas propiedades decidibles (la accesibilidad decidible es la más importante) y se ha utilizado para razonar sobre sistemas en tiempo real, controladores, protocolos y, en general, cualquier sistema que tenga un componente en tiempo real.

Algunos de los ejemplos en tiempo real son:

1.máquinas expendedoras

2 elevadores

Luces 3.traffic