Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tổng hợp Suy diễn của các Chương trình Mô phỏng Số từ các Mạng của Phương trình Đại số và Phương trình Vi phân Thông thường
Tóm tắt
Các nhà khoa học và kỹ sư thường gặp phải những vấn đề lặp đi lặp lại trong việc xây dựng, thử nghiệm và sửa đổi các chương trình mô phỏng số. Quá trình mã hóa và chỉnh sửa các trình mô phỏng như vậy tốn rất nhiều thời gian, vì chúng gần như luôn được viết bằng các ngôn ngữ lập trình thông thường. Do đó, các nhà khoa học và kỹ sư có thể hưởng lợi từ phần mềm giúp thuận tiện trong việc xây dựng các chương trình mô phỏng các hệ thống vật lý. Nghiên cứu của chúng tôi điều chỉnh phương pháp tổng hợp chương trình suy diễn cho vấn đề xây dựng mã mô phỏng số. Chúng tôi đã tập trung vào các trình mô phỏng có thể được đại diện như các chương trình chức năng bậc hai được tạo thành từ các thủ tục tích phân số và rút gọn căn bậc hai. Chúng tôi đã phát triển một hệ thống sử dụng logic Horn bậc nhất để tổng hợp các mô phỏng số được xây dựng từ những thành phần này. Phương pháp của chúng tôi dựa trên hai ý tưởng: đầu tiên, chúng tôi chỉ định nghĩa hóa mối quan hệ giữa tích phân và đạo hàm. Chúng tôi không cố gắng cũng như không yêu cầu một định nghĩa hóa hoàn chỉnh về phân tích toán học. Thứ hai, hệ thống của chúng tôi sử dụng một cách diễn đạt mà trong đó các hàm được thể hiện như các đối tượng. Các đối tượng hàm được mã hóa dưới dạng các biểu thức lambda. Cơ sở tri thức của chúng tôi bao gồm một định nghĩa về sự tương đương của thuật ngữ trong phép toán lambda. Nó cũng bao gồm các định lý xác định ngữ nghĩa của các thủ tục tích phân số và rút gọn căn bậc hai. Chúng tôi sử dụng hệ thống giải quyết SLD có độ sâu bị giới hạn để xây dựng các chứng minh và tổng hợp các chương trình. Hệ thống của chúng tôi đã thành công trong việc xây dựng các mô phỏng số cho thiết kế tính toán của các ống phun động cơ phản lực và thuyền buồm, giữa những cái khác. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng các kỹ thuật tổng hợp suy diễn có thể được sử dụng để xây dựng các chương trình mô phỏng số cho các ứng dụng thực tế.
Từ khóa
#Mô phỏng số #tổng hợp suy diễn #phương trình vi phân #tích phân số #logic Horn #đối tượng hàmTài liệu tham khảo
Buchberger, B. 1987. History and basic features of the critical-pair/completion procedure. Journal of Symbolic Computation, 3(1):3-38.
Ellman, T., Keane, J., and Schwabacher, M. 1993. Intelligent model selection for hillclimbing search in computer-aided design. Proceedings of the Eleventh National Conference on Artificial Intelligence, Washington, DC.
Ellman, T., Keane, J., Banerjee, A., and Armhold, G. 1998. A transformation system for interactive reformulation of design optimization strategies. Research in Engineering Design, 10(1):30-61.
Ellman, T. and Murata, T. 1996. Deductive synthesis of numerical simulation programs from networks of algebraic and ordinary differential equations. Proceedings of the Eleventh Knowledge-Based Software Engineering Conference, Syracuse, NY.
Gelsey, A., Smith, D., Schwabacher, M., Rasheed, K., and Miyake, K. 1996. A search space toolkit. Decision Support Systems, special issue on Unification of Artificial Intelligence with Optimization.
Gunter, C. 1992. Semantics of Programming Languages: Structures and Techniques, Cambridge, Massachusetts, MIT Press.
Kant, E. 1993. Synthesis of mathematical modeling software. IEEE Software, 10(3):30-41.
Keane, J. 1996. Extensions to Franz, Inc.'s Allegro Common Lisp foreign function interface. Technical Report HPCD-TR-41, Department of Computer Science, Rutgers University.
Keller, R., Rimon, M., and Das, A. 1994.Aknowledge-based prototyping environment for construction of scientific modeling software. Automated Software Engineering, 1(1):79-128.
Kowalski, A. and Peskin, R. 1990. Anatomy of Agnes: An automatic generator of numerical equation solutions. In E.N. Houstis, ed., Intelligent Mathematical Software Systems, New York: Elsevier Science Publishers, pp. 33-42.
Lloyd, J. 1987. Foundations of Logic Programming. New York: Springer-Verlag.
Lowry, M., Philpot, A., Pressberger, T., and Underwood, I. 1994. A formal approach to domain-oriented software design environments. Proceedings of the Ninth Knowledge-Based Software Engineering Conference, Monterey, CA.
Manna, Z. and Waldinger, R. 1992. Fundamentals of deductive program synthesis. IEEE Transactions on Software Engineering, 18(8):674-705.
Matlab. 1992. MATLAB: High Performance Numerical Computation and Visualization Software. Natick, MA: The Math Works, Inc.
Nadathar, G. and Miller, D. 1990. Higher-order horn clauses. JACM, 37(4):777-814.
Press, W., Flannery, B., Teukolsky, S., and Vetterling, W. 1986. Numerical Recipes. New York, NY: Cambridge University Press.
Pressburger, T. and Lowry, M. 1995. Automatic domain oriented software design using formal methods. In Software Systems in Engineering, Energy-Sources Technology Conference and Exhibition, Houston, TX.
Shapiro, E. and Sterling, L. 1986. The Art of Prolog. Cambridge, Massachusetts: MIT Press.