进程代数：从过去到未来的30年概述

"进程代数ppt介绍（英语）——由Jos Baeten (TU/e)编写的外文资料，探讨了进程代数的历史、定义、主要差异以及早期在IBM维也纳的发展情况，特别强调了进程的组合方式，如并行组合和准并行组合的法则。" 进程代数是一种用于描述并发系统行为的数学理论，它起源于20世纪70年代初期对进程和计算过程的深入研究。这个领域的创始人之一是Hans Bekič，他在1971年IBM维也纳的研究中提出了构建进程代数的思想，旨在通过组合简单进程来创建复杂的并发系统模型。 该PPT的核心概念是，进程代数借鉴了 universal algebra 的思想，就像一个群具有特定的签名（如乘法*、单位元u和逆元素-1），并遵循特定的定律。但在进程代数中，这些定律被用来定义进程的交互和并行行为。一个进程是进程代数中的一个元素，允许对它们进行计算和操作。 进程代数的主要关注点在于操作语义，即如何理解和表达进程的行为。在1970年左右，有三种主要的语义方法：denotational semantics（Scott-Strachey）、operational semantics（McCarthy）和axiomatic semantics（Floyd-Hoare）。然而，当时的焦点尚未明确地转向并发系统的并行组合。 进程代数的一个关键特性是其并行组合的概念。在1971年的IBM维也纳工作中，Hans Bekič引入了一种准并行组合的法则，表示为(A//B)。这种组合方式允许两个进程A和B在一定的条件下并行运行，根据进程A或B的状态选择不同的行为路径。例如，如果A没有发生任何动作（cases A: nullB），那么B可以继续执行；反之亦然。 此外，进程代数还包括其他基本构造，如空进程（Null）、动作（Action）和选择（Or）等。空进程代表不执行任何操作，动作表示系统中的一个基本步骤，而选择则允许进程在多个可能的行为之间进行决策。 进程代数的理论发展至今已有超过30年的历史，其应用广泛，包括但不限于操作系统设计、并发编程语言的规范、分布式系统的分析和验证等。通过使用进程代数，可以形式化地描述并发系统的行为，进行正确性证明，以及比较不同设计的优劣。这一理论为理解和建模复杂并发环境提供了有力的工具。