3、分布式自适应系统：理论、规范与推理

分布式自适应系统：理论、规范与推理

1. 引言

分布式系统由自主运行的代理组成，每个代理执行自己的程序，使用共享资源并与其他代理通信，但对其他代理的行为全然不知。因此，代理程序的异步并发执行是其最重要的特征。在相关文献或当前的软硬件系统及底层分布式算法、规范和编程语言中，存在众多并发模型，如分布式算法、进程代数、参与者模型、轨迹理论、Petri 网等。

抽象状态机（ASMs）自引入以来就被用于对顺序和并发系统进行建模。最近，并发 ASM 理论为并发提供了公理化特征描述，它基于对多个自主代理计算的直观理解，表明并发算法可由并发抽象状态机捕获，这构成了一个行为理论，为并发顺序算法及其严格规范、细化和验证提供了基础。

自适应系统在研究中备受关注，特别是与（网络物理）系统、生物启发系统或观察者/控制器架构相关的系统。适应性指系统改变自身行为的能力。无界并行性、反射和并发理论的整合为分布式自适应系统提供了统一的行为理论。

除了严格的设计和基于逐步细化的开发，验证也是严格系统开发的关键问题。所有严格方法都由适当的逻辑支持，如 Event - B 的逻辑、ASMs 的逻辑和 TLA + 的逻辑。为了对分布式自适应系统进行推理，我们研究了 ASMs 单步逻辑的扩展，以捕获并发和反射。

2. 分布式自适应系统的公理化定义

分布式自适应系统的公理化定义整合了并行、反射和并发算法的公设。

2.1 分布公设

一个分布式自适应系统（DAS）由一组代理 $A$ 组成，每个代理 $a$ 配备一个并行、反射算法 $alg(a)$。此外，还有一组局部性 $L$ 和一个分配函数 $loc : A → L$。我