并行性挖掘的图文法方法

并行性分析技术一般通过对程序的控制与数据流图或相关依赖图的分析来实现,因而需要从程序中抽取出相应依赖图的算法的支持.本文基于上下文相关图文法RGG形式框架,定义了一种任务级的并行编程图语言GPPL来直接描述顺序或并行程序的控制与数据流图,而且设计了相应的并行性分析算法以挖掘GPPL图程序的并行性特征.GPPL图语言可视为并行程序设计与程序代码生成之间的协同语言,从而使并行性挖掘避免了从程序中抽取出相应依赖图的过程.与已有的描述顺序或并行程序的图语言及其分析算法相比,GPPL图程序形式更为简洁和直观,易于设计,描述能力也更强;基于GPPL图的并行性分析算法的分析能力更强,而且具有可扩展性.     

图文法EGG在设计模式中的应用

对图变换和可视化语言的研究激发并促进了图文法的研究和发展。作为一维字符文法的扩展,图文法可以形式化描述二维空间中的对象,如图像、图形和表格等,为它们的定义、生成、变换及分析提供理论和技术上的支持。设计模式是可复用面向对象软件的基础,通常以二维图的形式来表示。为了与用户多样化的需求相适应,设计模式经常需要在不改变系统基本结构的情况下进行演化。本文讨论了图文法EGG及其形式化方法在设计模式的演化中的应用,聚焦在图变换和图解析两方面。前者用EGG格式的产生式作为图重写式来指导图的每一次变换,以确保相应设计模式演化每一步的正确性;后者用EGG文法机制来对图进行归约,以检查随意演化后的设计模式是否合法。     

上下文相关图文法分析及其应用初探

图文法是一种对可视化语言进行形式化定义的元语言，具有表达自然、能力强大的特点.随着使用可视化语言的最终用户编程技术的广泛应用，图文法分析尤其是上下文相关图文法分析在工程应用中的重要性日益突出.国内外相关文献或着重于纯理论探讨，或局限于特定语法类的特定应用，不利于工程应用人员参考.本文选取简洁明了的符号体系，介绍上下文相关图文法分析的一般性过程，并将其中规则选取关键步骤描述为CSP问题，利用已有的针对CSP问题的优化方法来优化算法，介绍了现有的优化方法并给出实现算法;同时，结合自身实践，讨论其在一个面向体系结构的Web服务集成系统中的应用.     

关系图文法及其应用

字符串文法不适于描述二维以上事物的特征，无法定义事物之间的复杂关系．本文提出了关系图的概念，对关系图的性质进行了研究．在此基础上提出了一种新的文法——关系图文法．该文法能够方便地抽象和概括二维以上复杂对象的特征，为分析和识别这些对象提供工具和方法，可以广泛应用于模式识别、高维文本分析和描述图示语言的语法等领域．为了使关系图文法实用化，本文还提出了相应的识别和匹配算法.     

上下文相关图文法的表达能力分析

上下文相关图文法是描述可视化语言的形式化工具.为了直观地刻画并高效地分析可视化语言,已有图文法形式框架均着重于文法形式和分析算法的研究,而忽略了对它们之间表达能力的分析.在对已有上下文相关图文法形式框架的关键特征进行分析和归纳的基础上,通过构造不同形式框架之间的转换算法,揭示并形式化证明了它们表达能力之间的关系.而且,转换算法在不同形式框架之间建立了关联,使图文法的应用不必再局限于一个框架,而是可以选择不同框架分别进行图的描述和分析,从而提高了上下文相关图文法的易用性.     

基于图文法的动态软件体系结构支撑环境

使用类型化的属性图及其图文法来直观而形式地刻画软件体系结构和体系结构风格,用图转换来刻画动态体系结构的重配置行为.基于这种刻画,构建了一个动态软件体系结构支撑环境.该环境一方面,通过一个基于图文法的编辑器来支持体系结构图模型的可视化构造和操纵;另一方面,基于内置运行时体系结构技术实现了体系结构图模型在具体系统中的物理实施,并使得图模型上的图转换操作可以自动映射到实际系统的动态重配置上.再加上一系列的辅助设施,形成了一个较为完整的基于图文法的动态软件体系结构支撑环境.     

数据流图的形式规范

本文提出了属性图，以描述数据流图的拓扑结构和性质，并提出了边（流）组成关系以给出父子数据流图平衡的形式定义，由此得到的数据流图的形式规范强于文献中现有的规范．本文提出的形式规范方法适用于不同类型的数据流图，包括ＤｅＭａｒｃｏ型数据流图、实时系统数据流图等．     

数据流图图形编辑工具的设计与实现

本文研究了数据流图图形编辑工具的基本功能和数据结构，提出了一个设计和实现方案，并探讨了数据流图的局部语法问题，给出了相应的局部语法规则集。     

EGG图文法语法分析算法的研究

EGG是一种基于边的上下文相关图文法形式化框架,其语法分析(归约操作)算法是该文法重要的组成部分。在简要介绍EGG的基础上,给出了EGG语法分析算法的设计,其中包括子图匹配算法、子图替换算法和算法计算复杂性的分析。为了展示如何用EGG来定义图语言,特别是如何用所设计的归约算法来分析图,文中以程序流程图为例,给出了相关的EGG形式定义以及对一个具体流程图的归约过程,并探讨了可能降低分析算法复杂性的一些途径。     

数据流分析的图文法途径

数据流分析是计算机科学的重要研究领域，本文通过分析可归纳流图和半结构图文法的特点，提出了使用半结构流图文法进行数据流分析的方法。     

Representing graph families with edge grammars

An edge grammar is a formal mechanism for representing families of related graphs (binary trees, hypercubes, meshes, etc.). Given an edge grammar, larger graphs in the family are derived from simple basis graphs using edge rewriting rules. A drawback to many graph grammars is that they cannot represent some important, highly regular graph families such as the family of shuffle-exchange graphs. Edge grammars, however, exist for all “computable” graph families, and simple edge grammars exist for most regular graph families. In this paper, we define and illustrate edge grammars and analyze them in the context of formal language theory. Our results include hierarchy and decidability properties. Because this work originally was motivated by a need to represent graph families found in parallel computation, the application of edge grammars in this context is also discussed.     

ParaGraph: Graph editor support for parallel programming environments

We report here on a graph editor, ParaGraph, that supports massively parallel programming. It provides a flexible mechanism for the concise specification of families of annotated graphs, addressing the problems of user annotation and scale independent graph manipulation. ParaGraph currently serves as the basis for tools supporting communication abstractions in program specification and debugging. Its foundation in an extended form of aggregate rewriting graph grammars makes its adaptation to other parallel programming environments straightforward.The Parallel Programming Environments Project at the University of Massachusetts is supported by the Office of Naval Research under Contract N000014-84-K-0647 and by the National Science Foundation under Grants DCR-8500332 and CCR-8712410.     

软件图语言的形式描述

本文从语言学和形式化角度对软件领域中广泛使用的软件图进行了研究，提出了软件图语言这一概念。本文首先提出了关于软件图语言的一组基本概念，其次研究软件图语言的同态和同构，以构成软件图形式描述的基础；最后讨论了软件图语言的形式表示法，并提出了基于图符网的文法，使图文法更适合于表示软件图语言。本文工作可以作为设计面向软件图语言的软件工具的基础。     

String and graph grammar characterizations of bounded regular languages

Two grammatical characterizations of the bounded regular languages are presented: one in terms of graph grammars, the other using string grammars. First it is shown that a class of state graphs recognizing the bounded regular languages can be generated by a particular second-order contextfree graph grammar. Next we call uniquely recursive a right-linear (string) grammar having at most one right-recursive production for each of its nonterminals. It is then established that the class of languages generated by uniquely recursive, sequential right-linear grammars is exactly the bounded regular languages. Some comments on the relationship between string and graph grammars are made.     

Categorical approach to the construction of fuzzy graph grammars

The categorical approach is proposed to the formalization of fuzzy graph grammars obtained as a result of generalization of sequential graph grammars. This approach takes into consideration the basic types of fuzziness that arise in constructing categories of fuzzy objects and describing transformations of fuzzy graphs generated by fuzzy sets. All the problems of undecidability that are well known for Chomsky grammars are proved to hold true for fuzzy graph grammars. __________ Translated from Kibernetika i Sistemnyi Analiz, No. 4, pp. 130–144, July–August 2006.     

Context-free graph grammars and concatenation of graphs

An operation of concatenation is defined for graphs. This allows strings to be viewed as expressions denoting graphs, and string languages to be interpreted as graph languages. For a class of string languages, is the class of all graph languages that are interpretations of languages from . For the classes REG and LIN of regular and linear context-free languages, respectively, . is the smallest class of graph languages containing all singletons and closed under union, concatenation and star (of graph languages). equals the class of graph languages generated by linear HR (= Hyperedge Replacement) grammars, and is generated by the corresponding -controlled grammars. Two characterizations are given of the largest class such that . For the class CF of context-free languages, lies properly inbetween and the class of graph languages generated by HR grammars. The concatenation operation on graphs combines nicely with the sum operation on graphs. The class of context-free (or equational) graph languages, with respect to these two operations, is the class of graph languages generated by HR grammars. Received 16 October 1995 / 18 September 1996     

含假结RNA二级结构类的图语法

用最小自由能法预测RNA二级结构是NP困难问题,其根本原因是假结的存在。近几年的预测算法都针具有一定结构特征的假结寻找多项式时间算法进行预测。论文针对RNA二级结构图提出一种图语法,该语法由初始结构图集和重写规则集构成,用重写规则在初始结构图上的不断重写得到的结构图都是该语法的语言。分析了5个主流RNA二级结构预测算法的目标集,给出它们的图语法,使得目标集的结构特征一目了然,目标集间的真包含关系也通过图语法直观地体现出来。     

vCGG:一种基于虚结点的空间图文法形式框架

作为一种二维的形式化方法,图文法为可视化语言提供了直观而规范的描述手段.然而,大多数图文法形式框架在空间语义处理能力方面有所不足,影响了图文法的表达能力及其实际应用范围.针对现存的问题,构建了一种新型空间图文法形式框架vCGG （virtual-node based coordinate graph grammar）.区别于其他空间图文法,vCGG在产生式中通过定义虚结点的概念描述产生式与主图之间的语法结构与空间语义关系,在保留抽象能力的同时,提高了其空间语义配置性能.通过与几种典型空间图文法框架比较,vCGG形式框架在直观性、规范性、表达能力以及分析效率方面均有着较好的表现.