【摘要】：當(dāng)前,免疫系統(tǒng)是生命科學(xué)研究領(lǐng)域的難點(diǎn),也是熱點(diǎn)。免疫系統(tǒng)是我們生命個(gè)體的保護(hù)系統(tǒng),如果人體沒有它的存在,我們將飽受外來異物的困擾,甚至付出生命的代價(jià)。論文根據(jù)對免疫系統(tǒng)的需求分析,對其進(jìn)行設(shè)計(jì),系統(tǒng)主要包括以下參與者:抗原Ag(antigen)、T細(xì)胞(T Cell)和抗原呈遞細(xì)胞(APC)。它們是免疫系統(tǒng)中細(xì)胞免疫過程的重要工作細(xì)胞。仿照這些細(xì)胞的運(yùn)作方式和過程,以元胞自動機(jī)和軟件工程方法構(gòu)建模型。通過免疫系統(tǒng)模型可觀察不同免疫元素之間的相互作用,期望發(fā)現(xiàn)對生命科學(xué)有用的規(guī)律。UUML不僅從不同角度來考慮系統(tǒng),而且還從不同側(cè)面對系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。它定義了用例圖、類圖、對象圖、狀態(tài)圖、活動圖、序列圖、協(xié)作圖、構(gòu)件圖、部署圖等。本文從中選取了用例圖、狀態(tài)圖和類圖來描述免疫系統(tǒng)。從系統(tǒng)的各個(gè)角度描述,最后將各個(gè)角度描述的系統(tǒng)模型進(jìn)行分析,并將其融合在一起,組成系統(tǒng)的UML模型。UML之所以能受到軟件研發(fā)領(lǐng)域相關(guān)人員的喜愛,是因?yàn)樗哂袌D形化描述的特性,與此同時(shí),利用UML做到對項(xiàng)目需求進(jìn)行完全規(guī)范性與標(biāo)準(zhǔn)性的分析與設(shè)計(jì),還有一定困難,UML的發(fā)展也受制于此。論文結(jié)合UML和形式化B方法的優(yōu)勢,將免疫系統(tǒng)中的用例圖、狀態(tài)圖和類圖進(jìn)行從UML到B方法的轉(zhuǎn)換,用B語言表達(dá)建模�？偟膩碚f,用B方法結(jié)合UML圖形描述,不但能夠確保項(xiàng)目需求分析與設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,而且在一定程度上可以避免了 UML本身存在的二義性、不完整性以及不一致性等缺點(diǎn)。通過ProB的自動模型檢測后,我們可以得到準(zhǔn)確的規(guī)約,還能發(fā)現(xiàn)一些目前的工具無法發(fā)現(xiàn)或者無法輕易發(fā)現(xiàn)的漏洞。目前,硬件不能決定智能設(shè)備的未來。安卓具有開放性、跨平臺、并行運(yùn)行模式、非壟斷性和趣味性等優(yōu)勢。利用安卓進(jìn)行仿真工作十分簡單,且設(shè)置的仿真參數(shù)可以視具體情況更改,得到的不同仿真結(jié)果對比分析起來更加準(zhǔn)確。首先定義細(xì)胞基類,用來管理各種不同細(xì)胞的共同屬性和共同方法。屬性即為所有細(xì)胞的共性的集合;方法即為所有細(xì)胞共同具備的一系列方法,比如自我生長,自我修復(fù),碰撞檢測,碰撞處理等方法。然后在細(xì)胞基類的基礎(chǔ)上,派生出不同的細(xì)胞(目前是三種細(xì)胞,后續(xù)可以擴(kuò)充完善),如T細(xì)胞,Ag細(xì)胞,APC細(xì)胞。并豐富其各自的特有屬性和方法,或者重寫父類的方法。定義Draw類,該類主要負(fù)責(zé)管理細(xì)胞,以及將細(xì)胞顯示在屏幕上。管理細(xì)胞包括添加細(xì)胞、刪除細(xì)胞、更新細(xì)胞狀態(tài)、細(xì)胞碰撞檢測(主要用于細(xì)胞相互之間的作用)。程序開始界面中可以通過輸入框設(shè)置各個(gè)細(xì)胞的參數(shù)和全局設(shè)置,進(jìn)入到第二個(gè)模擬activity中,可以通過菜單鍵來顯示包括細(xì)胞數(shù)量曲線圖,來反映細(xì)胞的數(shù)量特性。在論文文中,我們通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí),對免疫系統(tǒng)的整體流程進(jìn)行了解,然后運(yùn)用形式化B方法對其進(jìn)行建模分析,而后進(jìn)行詳細(xì)分析;使用免疫算法進(jìn)行程序優(yōu)化,最后運(yùn)用Android平臺進(jìn)行模擬仿真。模擬運(yùn)行后得到細(xì)胞碰撞圖和相應(yīng)的數(shù)據(jù),最后在特定的平臺條件下對圖及數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)對比分析,可以發(fā)現(xiàn)本文模擬結(jié)果與免疫系統(tǒng)的應(yīng)答機(jī)制結(jié)果是一致的,并且所仿真出來的感冒病毒數(shù)據(jù)曲線同樣符合免疫系統(tǒng)之作用規(guī)律。
[Abstract]:At present, immune system is a difficult and hot spot in the field of life science research. Immune system is the protection system of our life. If the human body does not exist, we will suffer from foreign bodies, even pay the cost of life. The following participants: antigen Ag (antigen), T cell (T cell) and antigen presenting cell (APC). They are important working cells in the cellular immune process of the immune system. UUML defines use case diagrams, class diagrams, object diagrams, state diagrams, activity diagrams, sequence diagrams, collaboration diagrams, component diagrams, deployment diagrams, etc. Immune system is described by graph. At last, the system model described by each angle is analyzed and fused to form the UML model of the system. UML is loved by the people concerned in the field of software development because it has the characteristics of graphical description. At the same time, it makes use of UML to do the right thing. It is difficult to analyze and design the requirement of the project completely normalized and standardized, and the development of UML is also restricted by this. Combining the advantages of UML and formalized B method, this paper transforms the use case diagram, state diagram and class diagram of immune system from UML to B method, and expresses the modeling with B language. It not only ensures the accuracy of project requirement analysis and design, but also avoids the disadvantage of ambiguity, incompleteness and inconsistency in UML to a certain extent. After the automatic model checking of ProB, we can get the accurate specification, and find that some current tools can not be found or can not be lightened. At present, hardware can not decide the future of intelligent devices. Android has the advantages of openness, cross-platform, parallel operation mode, non-monopoly and interesting. It is very simple to use Android to simulate, and the simulation parameters can be changed according to the specific situation. The different simulation results are more comparatively analyzed. Precision. First, we define cell-based classes to manage the common attributes and common methods of different cells. Attributes are a collection of common attributes of all cells; methods are a series of methods common to all cells, such as self-growth, self-repair, collision detection, collision processing, etc. Then, we derive from the cell-based classes. Define the Draw class, which is responsible for managing cells and displaying cells on the screen. Management cells include adding cells, deleting cells, and updating. Cell state, cell collision detection (mainly for the interaction between cells). Program start interface can set the parameters of each cell and global settings through the input box, enter the second simulation activity, through the menu key to display including cell number curve, to reflect the number of cells characteristics. Through the study of the system, we understand the whole process of the immune system, then use the formal B method to model and analyze it, and then do a detailed analysis; use the immune algorithm to optimize the program, and finally use the Android platform to simulate. After the simulation run, we get the cell collision diagram and the corresponding data, and finally in the special case. By comparing and analyzing the graph and data in detail under the given platform conditions, it is found that the simulation results are consistent with the response mechanism of the immune system, and the simulated cold virus data curve also conforms to the immune system's action law.
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q81;TP316

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本文編號：2186631