Estructuras y biolenguajes para simular computación con membranas

Abstract

En esta tesis doctoral se ha desarrollado un estudio formal de los sistemas de membranas para la implantación de simulaciones software de este modelo computacional. Para ello, se han caracterizado formalmente los diversos componentes del sistema y sobre todo, la dinamica de evolución de los P sistemas de transición. El desarrollo de esta tesis se puede dividir en varios apartados: 1.- Los relativos a la obtención de un modelo formal para la descripción del indeterminismo y del paralelismo intrínseco del modelo. Para ello se considero la variante mas simple del P sistema - los P sistemas de transición - y se procedió a describir formalmente los procesos desarrollados en las regiones del P sistema hasta obtener la caracterización algebraica de dichos procesos. 2.- Los relativos a la descripción del modelo algebraico en términos de estructuras de datos abstractas. Se determinaron las estructuras de datos y las operaciones sobre ellas, que representan de forma mas eficiente y fiel la formalización algebraica obtenida para los P sistemas de transición. 3.- Se ha definido un lenguaje para la representación de P sistemas de transición. Este lenguaje se ha denominado biolenguajes porque sus sentencias describen componentes muy cercanos a la biología, ya que estamos describiendo membranas y regiones que contienen objetos (sustancias químicas y enzimas) que son transformados o enviados a otras regiones por regias de evolución (reacciones químicas). El biolenguaje, es una herramienta de descripción de las configuraciones de los P sistemas de transición. Una vez descrito un P sistema de transición en el biolenguaje, se tiene un programa susceptible de ser compilado y ejecutado sobre un computador digital. 4.- Se han definido las estructuras de datos y los procesos necesarios para implantar P sistemas de transición en dispositivos hardware específicamente diseñados. En este sentido, se han identificado: los modos de operación de estos dispositivos, los procesos que realizan en cada uno de estos modos operativos, las estructuras de datos para representar: la estructura de membranas, los objetos y las instrucciones; y finalmente la representación interna de todos estos elementos en dichos dispositivos. Esta tesis muestra la factibilidad de simular la ejecución de P sistemas de transición en computadores digitales. Con este tipo de simulaciones, bien formalizadas y bien construidas, esperamos que estos modelos computacionales empiecen a ser considerados algo mas que meros modelos formales.