并发理论是指计算机科学中并行和分布式系统理论,进程代数是并发理论中的一个研究领域。进程代数的研究最早要追溯到20世纪70年代早期,主要目的是描述时间。进程代数是泛代数中的一种结构,它满足特殊的公理集。自1984年起,进程代数就被视为一个科学研究领域。目前,进程代数是一种形式化地描述复杂并发系统的建模工具,是一种高层的描述语言,是支持并发分布系统的组合描述及其形式化证明的代数语言。它以代数形式来描述模型,并为模型化系统定义了一套完整的语法和语义。
进程代数有很多种,其中主要有ACP(Algebra of Communicating Processes,通信进程代数)、CSP、CCS和LOTOS(Language of Temporal Ordering Specifications,时态次序语言)等。这些进程代数可以通过附加时间或概率信息等指标加以扩展,时期表达力更强,可用于并发系统性能评价。
Pi演算是以进程间的移动通信为研究重点的并发理论,它是对CCS的发展[3]。Pi演算是一种移动进程代数,可对并发和动态变化的系统进行建模。Jeannette M.Wing也把Pi演算定义为一种关于并发系统的计算模型。(www.xing528.com)
一个Pi演算系统通过进程(Processes)、通道(Channels)和名字(Names)来描述。进程彼此间相互独立,并且使用通道连接彼此、互相交流。通道是连接两个进程间相互通信的抽象体。进程与其他进程之间是通过通道来发送和接收信息的,而一个名字则是寻址的最基本单元。
由于Pi演算不但可以传递CCS中的变量和值,还可以传递通道名,并将这些实体统称为名字而不作区分,因此它具有建立新通道的能力,可以用来描述结构不断变化的并发系统[3]。
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