專利名稱：：用于化學(xué)反應(yīng)和生化過程的建模，模擬和分析的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及模擬工具，具體地說，涉及用于建模、模擬和分析化學(xué)反應(yīng)和生化過程的整體環(huán)境，所述整體環(huán)境方便與模擬環(huán)境通信。
背景技術(shù)：
：新的化學(xué)和生物化學(xué)物質(zhì)的開發(fā)是很費時的，因為在獲得具有所需特性的物質(zhì)的組成以前，傳統(tǒng)上要加工許多中間物質(zhì)，而每一種中間物質(zhì)的組成可能要花費幾小時或幾天時間。化學(xué)組成包括制造傳統(tǒng)的有機(jī)或聚合物質(zhì)，以及開發(fā)小分子機(jī)構(gòu)，有時稱作納米機(jī)構(gòu)。生物化學(xué)配方設(shè)計包括影響個人生活品質(zhì)的藥物的開發(fā)和分析。除化學(xué)和生物化學(xué)配方設(shè)計的冗長乏味和往往容易出錯的屬性以外，這兩個領(lǐng)域都面臨額外的困難?；瘜W(xué)物質(zhì)和納米機(jī)構(gòu)的開發(fā)，除費時以外，還可能產(chǎn)生潛在危險的中間物質(zhì)。例如，試圖形成消耗原油并使其斷裂為一個或多個對環(huán)境友好的物質(zhì)的細(xì)菌時，研究者可能會形成使原油斷裂為若干對環(huán)境友好的物質(zhì)和致命的毒素的細(xì)菌。另外，化學(xué)研究者面對處理他們的研究產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的問題。納米機(jī)構(gòu)的設(shè)計者要面對的其它問題是目標(biāo)物質(zhì)可能在響應(yīng)環(huán)境因素而形成的過程中變異。除上述以外，生物化學(xué)研究(它一般把注意力集中在識別和選擇具有影響一個或多個機(jī)制的潛力的化合物上，這些機(jī)制在改變疾病過程的特定的臨床方面據(jù)認(rèn)為是關(guān)鍵性)面臨挑戰(zhàn)。盡管一般通過研究關(guān)于細(xì)胞和亞細(xì)胞現(xiàn)象的數(shù)據(jù)來推動藥物開發(fā)，但是這些數(shù)據(jù)往往只考慮對整個系統(tǒng)孤立的和相當(dāng)狹窄的看法。這樣的數(shù)據(jù)不可能提供整個生物學(xué)系統(tǒng)的綜合看法。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)化為整個身體的水平時，所報告的狹窄的發(fā)現(xiàn)不總是完全準(zhǔn)確的。另外，當(dāng)前獲得生物過程數(shù)據(jù)的方法比那些與化學(xué)過程相聯(lián)系的更費時，因為后者對于生物化學(xué)物質(zhì)一般要求實驗室試驗，這導(dǎo)致動物試驗和臨床試驗。從這些試用和試驗，所獲得的數(shù)據(jù)一般也把注意力集中在生物學(xué)系統(tǒng)非常狹窄的一部分。只有在成本高昂的試驗-失敗-再試驗的臨床試驗，并且不斷地重新設(shè)計藥物的臨床使用以便考慮從最近的臨床試驗學(xué)到的經(jīng)驗教訓(xùn)之后，才最后實現(xiàn)具有適當(dāng)安全性和功效的藥物。臨床試驗設(shè)計和重新設(shè)計、多次臨床試驗和在某些情況下的多種藥物重新設(shè)計的這個過程要求巨大時間和金錢代價。即使那時，努力也可能不能產(chǎn)生銷路好的藥物。盡管通過吸收試驗數(shù)據(jù)和公布的信息可以得出結(jié)論，但是即使不是不可能，也很難綜合處理所有可用數(shù)據(jù)和知識當(dāng)中的關(guān)系?；瘜W(xué)和生物化學(xué)研究者所面對的不同的挑戰(zhàn)使人們希望有一些在計算機(jī)上，而不是在活體上或在試管內(nèi)的建模、模擬和分析生物過程的系統(tǒng)和方法。發(fā)明概要在一個方面，本發(fā)明涉及用于響應(yīng)通過在試驗平臺上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗產(chǎn)生的試驗結(jié)果修改生物過程模型的系統(tǒng)。模擬引擎從生物過程模型產(chǎn)生預(yù)計的結(jié)果。分析環(huán)境與模擬引擎通信，從試驗平臺采集數(shù)據(jù)并把所述預(yù)計結(jié)果與從所述平臺采集的數(shù)據(jù)加以比較。在某些實施例中，分析環(huán)境顯示由模擬引擎所產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和從所述平臺采集的試驗數(shù)據(jù)。在其他實施例中，當(dāng)由模擬引擎產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和從所述平臺采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過預(yù)定的閾值時便產(chǎn)生一個事件(諸如報警器)。在再一個實施例中，所述系統(tǒng)包括用于構(gòu)造生物過程模型的建模部件，所述建模部件可以包括圖形用戶接口，用于接受用戶命令和數(shù)據(jù)來構(gòu)造所述生物過程模型。在這些實施例中的一些實施例中，分析環(huán)境與建模部件和分析引擎通信，向建模部件發(fā)送從平臺采集的數(shù)據(jù)。在所述一些實施例中的特定實施例中，建模部件利用所述發(fā)送的數(shù)據(jù)來改善所述產(chǎn)生的生物過程模型。在再一些其他實施例中，所述分析環(huán)境從微點陣或基因芯片采集數(shù)據(jù)。在其他方面，本發(fā)明涉及用于響應(yīng)通過在試驗平臺上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗所產(chǎn)生的試驗結(jié)果修改生物過程模型的方法。進(jìn)行試驗。所述試驗可以例如在基因芯片或微點陣上進(jìn)行。本專業(yè)的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，本方法不限于基因芯片或微點陣。模擬引擎接收生物過程模型并根據(jù)生物過程模型產(chǎn)生預(yù)計結(jié)果。采集從所述進(jìn)行的試驗得出的數(shù)據(jù)并將其和所述預(yù)計結(jié)果對比。在某些實施例中，顯示由模擬引擎產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和從平臺采集的試驗數(shù)據(jù)。在再一個實施例中，當(dāng)所述產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和所述采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過預(yù)定的閾值時，觸發(fā)報警器。在另一個實施例中，接收用戶命令和數(shù)據(jù)以便構(gòu)造生物過程模型。可以通過圖形用戶接口接收用戶命令和數(shù)據(jù)。在再一些其他實施例中，將所述采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到建模環(huán)境，在所述建模環(huán)境中，所述采集的數(shù)據(jù)用來產(chǎn)生改善的生物過程模型。在再一個方面，本發(fā)明涉及具有收錄在其上的計算機(jī)可讀程序工具的制品，所述計算機(jī)可讀程序工具用于響應(yīng)由在試驗平臺上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗產(chǎn)生的試驗結(jié)果而修改生物過程模型。所述制品包括用于訪問所述生物過程模型的計算機(jī)可讀程序工具；用于根據(jù)所述生物過程模型產(chǎn)生預(yù)計結(jié)果的計算機(jī)可讀程序工具；用于采集與所述化學(xué)試驗有關(guān)的數(shù)據(jù)的計算機(jī)可讀程序工具；以及用于把所述產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和從所述平臺采集的數(shù)據(jù)加以比較的計算機(jī)可讀程序工具。附圖的簡短說明在后附的權(quán)利要求書中詳細(xì)地闡明本發(fā)明。參照以下結(jié)合附圖的描述，可以更好地理解本發(fā)明的上述優(yōu)點和本發(fā)明的其他優(yōu)點，附圖中圖1是整體建模、模擬和分析環(huán)境的一個實施例的框圖；圖2A是可用于結(jié)合本發(fā)明的個人計算機(jī)的一個實施例的框圖；圖2B是可用于結(jié)合本發(fā)明的個人計算機(jī)的另一個實施例的框圖；圖3A和3B是描述可用于結(jié)合本發(fā)明的表格建模環(huán)境的實施例的畫面；圖4是方便構(gòu)成化學(xué)反應(yīng)或生物過程的框圖表示的圖形用戶接口的一個實施例的畫面；圖5A是描述利用常微分方程的動態(tài)系統(tǒng)模型的框圖；圖5B是描述利用差分方程的動態(tài)系統(tǒng)模型的框圖；圖5C是描述利用代數(shù)方程的動態(tài)系統(tǒng)模型的框圖；圖6是描述模擬建模后的生物過程或化學(xué)反應(yīng)而采取的步驟的一個實施例的流程圖；圖7描述為求解程序分配的存儲器的框圖；圖8A描述為求解程序分配的存儲器的框圖，圖中示出既保存數(shù)值又保存參考值的存儲器的一部分。圖8B描述為求解程序分配的存儲器的框圖，圖中示出既保存數(shù)值又保存參考值和只有參考值的平行下標(biāo)的存儲器的一部分；圖9是步驟序列的流程圖，后跟本發(fā)明的實現(xiàn)執(zhí)行前的恢復(fù)機(jī)制的說明性實施例。發(fā)明的詳細(xì)說明現(xiàn)參見圖1，圖中示出用于建模、模擬和分析包括生物過程100的化學(xué)反應(yīng)和生物學(xué)系統(tǒng)的整體系統(tǒng)的一個實施例的高層框圖。如圖1所示，系統(tǒng)100包括建模部件，在圖1的示范性描述中被指定為建模環(huán)境110；模擬引擎120；以及分析環(huán)境130。模擬引擎120與建模環(huán)境110通信。模擬引擎120接收利用建模環(huán)境110產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)或生物過程模型。模擬引擎120把精心的改進(jìn)傳送到在建模環(huán)境110中建立的模型。分析環(huán)境130與建模環(huán)境110和模擬引擎120通信。分析環(huán)境130可以用于直接對建模環(huán)境110中建立的模型進(jìn)行不同類型的分析。另外，分析環(huán)境130可以接收和處理來自模擬引擎120的結(jié)果，所述結(jié)果代表模擬引擎120對在建模環(huán)境中產(chǎn)生的模型的執(zhí)行結(jié)果。換句話說，模擬引擎120產(chǎn)生模型的行為動態(tài)特性并把所述行為動態(tài)特性中的至少一些特性傳送到分析環(huán)境。分析環(huán)境130可以提供對建模環(huán)境110中的模型的精心的改進(jìn)，并可以提供執(zhí)行模型時模擬引擎120使用的參數(shù)。下面將更詳細(xì)地討論建模環(huán)境110、模擬引擎120和分析環(huán)境130之間的相互作用。圖1中描繪的整體系統(tǒng)可以在若干不同的計算平臺上執(zhí)行，諸如超級計算機(jī)、主機(jī)計算機(jī)、小型計算機(jī)、群集計算平臺、工作站、通用臺式計算機(jī)、膝上計算機(jī)和個人數(shù)字助理。圖2A和2B描繪在本發(fā)明中有用的典型的通用臺式計算機(jī)200的框圖。如圖2A和2B所示，每一個計算機(jī)200包括中央處理單元202和主存儲單元204。每一個計算機(jī)200還可以包括其它任選的要素，諸如一個或多個輸入/輸出裝置230a-230b(總體利用標(biāo)號230指稱)和與中央處理單元202通信的高速緩存存儲器240。中央處理單元202是響應(yīng)和處理從主存儲單元204取出的指令的任何邏輯電路。在許多實施例中，中央處理單元由微處理單元提供，諸如8088、80286、80386、80486、Pentium、PentiumPro、PentiumII、Celeron、或Xeon處理器，它們?nèi)加擅绹永锔Ｄ醽喼軲ountainView的IntelCorporation(公司)制造；68000、68010、68020、68030、68040、PowerPC601、PowerPC604、PowerPC604e、MPC603e、MPC603ei、MPC603ev、MPC603r、MPC603p、MPC500、MPC740、MPC745、MPC750、MPC755、MPC5500、MPC7400、MPC7410、MPC7441、MPC7445，theMPC7447、MPC7450、MPC7451、MPC7455、MPC7457處理器，它們?nèi)加擅绹晾Z州Schaumburg的MotorolaCorporation制造；CrusoeTM5800、CrusoeTM5600、CrusoeTM5500、CrusoeTM5400、EfficeonTM8600、EfficeonTM8300或EfficeonTM8620處理器，它們?nèi)加擅绹永Ｄ醽喼軸antaClara的TransmetaCorporation制造；RS/6000處理器、RS64、RS64II、P2SC、POWER3、RS64III、POWER3-II、RS64IV、POWER4、POWER4+、POWER5或POWER6處理器，它們?nèi)加擅绹~約州的WhitePlains的InternationalBusinessMachines制造；AMDOpteron、AMDAthalon64FX、AMDAthalon，或AMDDuron處理器，它們?nèi)加擅绹永Ｄ醽喼軸unnyvale的AdvancedMicroDevices制造。主存儲單元204可以是一個或多個存儲器芯片，能夠存儲數(shù)據(jù)，并允許微處理器202直接訪問任何存儲器位置，諸如靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲器(SRAM)、脈沖串SRAM或SynchBurstSRAM(BSRAM)、動態(tài)隨機(jī)訪問存儲器(DRAM)、快速頁面模式DRAM(FPMDRAM)、增強(qiáng)型DRAM(EDRAM)、擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出隨機(jī)存取存儲器(EDORAM)、擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出DRAM(EDODRAM)、脈沖串?dāng)U展數(shù)據(jù)輸出DRAM(BEDODRAM)、增強(qiáng)DRAM(EDRAM)、同步DRAM(SDRAM)、JEDECSRAM、PC100SDRAM、雙數(shù)據(jù)速率SDRAM(DDRSDRAM)、增強(qiáng)SDRAM(DRAM)、同步鏈接DRAM(SLDRAM)、DirectRambusDRAM(DRDRAM)或鐵電隨機(jī)存取存儲器(FRAM)。在圖2A所示實施例中，處理器202通過系統(tǒng)總線220(下面更詳細(xì)描述的)與主存儲器204通信。圖2B描述計算機(jī)系統(tǒng)200的一個實施例，其中處理器通過存儲器端口直接與主存儲器204通信。例如，在圖2B中主存儲器204可以是DRDRAM。圖2A和2B描繪一些實施例，其中主處理器202通過二次總線(有時稱作″背面″總線)直接與高速緩存存儲器240通信。在其他實施例中，主處理器202利用系統(tǒng)總線220與高速緩存存儲器240通信。高速緩存存儲器240一般比主存儲器204具有較快的響應(yīng)時間，而且一般由SRAM、BSRAM或EDRAM提供。在圖2A所示實施例中，處理器202通過本機(jī)系統(tǒng)總線220與不同的I/O裝置230通信?？梢杂貌煌目偩€來把中央處理單元202連接到I/O裝置230，包括VESAVL總線、ISA總線、EISA總線、微通道體系結(jié)構(gòu)(MCA)總線、PCI總線、PCI-X總線、PCI-Express總線或NuBus。對于一些其中I/O裝置是視頻顯示器的實施例，處理器202可以使用先進(jìn)的圖形端口(AGP)與顯示器通信。圖2B描述計算機(jī)系統(tǒng)200的實施例，其中主處理器202通過HyperTransport、RapidI/O或InfiniBand直接與I/O裝置230b通信。圖2B還描述一個實施例，其中局部總線和直接通信混合處理器202利用局部互聯(lián)總線與I/O裝置230a通信，而同時直接與I/O裝置230b通信。在計算機(jī)系統(tǒng)200中可以存在種類繁多的I/O裝置230。輸入裝置包括鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡板、軌跡球、微音器和畫圖平板輸入器。輸出裝置包括視頻顯示器、揚聲器、噴墨印刷機(jī)、激光打印機(jī)和染料升華打印機(jī)。I/O裝置還可以為計算機(jī)系統(tǒng)200提供海量存儲器，諸如硬盤驅(qū)動器、用于接收軟盤(諸如3.5英寸、5.25英寸或ZIP盤)的軟盤驅(qū)動器、CD-ROM驅(qū)動器、CD-R/RW驅(qū)動器、DVD-ROM驅(qū)動器、不同格式的磁帶驅(qū)動器和USB存儲裝置，諸如美國加里福尼亞州LosAlamitos的TwintechIndustry，Inc.(公司)制造的裝置的USB閃存驅(qū)動器線路。在另一個實施例中，I/O裝置230可以是系統(tǒng)總線220和外部通信總線之間的橋，諸如USB總線、Apple臺式機(jī)總線、RS-232串行連接、SCSI總線、FireWire總線、FireWire800總線、以太網(wǎng)總線、AppleTalk總線、Gigabit以太網(wǎng)總線、異步轉(zhuǎn)換模式總線、HIPPI總線、SuperHIPPI總線、SerialPlus總線、SCI/LAMP總線、FibreChannel總線或串行連接依附小型計算機(jī)系統(tǒng)接口總線。圖2A和2B中所描繪的類型的通用臺式計算機(jī)一般在操作系統(tǒng)的控制下運行，所述操作系統(tǒng)控制任務(wù)和對系統(tǒng)資源的訪問的調(diào)度。典型的操作系統(tǒng)包括由美國華盛頓州Redmond的微軟公司制造的MICROSOFTWINDOWS；美國加里福尼亞州Cupertino的AppleComputer制造的MacOS；美國紐約州Armonk的InternationalBusinessMachines制造的OS/2；以及由美國猶他州鹽湖城CalderaCorp.分發(fā)的可免費獲得的操作系統(tǒng)Linux等等。在再一個實施例中，計算機(jī)可以在實時操作系統(tǒng)的控制下運行，諸如AMX、KwikNet、KwikPeg(全都由KADAKProductsLtd制造)、CEXECUTIVE(由byJMISoftware，制造)、CMX-RTX(由CMXSystems，Inc.制造)、DeltaOS(由byCoreTek，Inc.制造)、eCos(由RedHat，Inc.制造)、embOS(由byMicrocontrollerSystemeGmbH制造)、eRTOS(由JKMicrosystems，Inc.制造)、ETS(由by制造)、EYRX(由byEyring制造)、INTEGRITY(由GreenHillsSoftware，Inc.制造)、INtime到Windows的實時擴(kuò)展(由TenAsysCorporation制造)、IRIX(由SGI制造)、iRMX(由TenAsysCorporation制造)、Jbed(由esmertec，inc.制造)、LynxOS(由LynuxWorks制造)、MQX(由PreciseSoftwareTechnologiesInc制造)、NucleusPLUS(AcceleratedTechnology，ESDMentorGraphics)、OnTimeRTOS-32(由OnTimeInformatikGmbH制造)、OS-9(由MicrowareSystemsCorporation制造)、OSE(由OSESystems制造)、PDOS(由lRyringCorporation制造)、PSX(由JMISoftwareSystems，Inc.制造)、QNXNeutrino(由QNXSoftwareSystemsLtd.制造)、QNX4(由QNXSoftwareSystemsLtd.制造)、REDICE-Linux(由REDSonic，Inc.制造)、RTLinux(由FinitestatemachineLabs，Inc.制造)、RTX5.0(由VenturCom制造)、Portos(由RabihChrabieh制造)、smx(由MicroDigital，Inc.制造)、SuperTask！(由USSoftware制造)、ThreadX(由ExpressLogicInc.制造)、TreckAMX(由ElmicSystemsUSA，Inc.制造)、TreckMicroC/OS-II(由ElmicSystemsUSA，Inc.制造)、TronTask！(由USSoftware制造)、TTPos(由TTTechComputertechnikAG制造)、Virtuoso(由EonicSystems制造)、VxWorks5.4(由WindRiver制造)、SCORE、DACS和TADS(全都由DDC-I制造)、Nimble-theSoCRTOS(由EddySolutions制造)、Nucleus(由AcceleratedTechnology制造)或FusionRTOS(由DSPOS，Inc.制造)。在這些實施例中，中央處理單元202可以用嵌入式處理器代替，諸如日本東京的KabushikiKaishaHitachiSeisakusho制造的HitachiSH7000或日本東京NEC公司制造的NECV800?；仡^參見圖1，更詳細(xì)地說，建模環(huán)境110接收輸入以便為待模擬的化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)建立模型。在某些實施例中，建模環(huán)境110接收包含在文件中的輸入，諸如采用系統(tǒng)生物學(xué)標(biāo)記語言(SBML)的文件。在這些實施例中的其他一些實施例中，文件可以是超文本標(biāo)記語言(HTML)格式、可擴(kuò)展的標(biāo)記語言(XML)格式、專有的標(biāo)記語言或正文文件，其中字段是用制表符或逗號隔開的?；蛘?，建模環(huán)境110可以接受由用戶或者通過命令行接口或者通過圖形用戶接口產(chǎn)生的輸入。圖3A和3B描述表格圖形用戶接口300的實施例，表格圖形用戶接口300可以用來接收由用戶制造的用于建立模型的輸入。如圖3A和3B所示，所述用戶接口可以包括模型顯示窗口302。在圖3A和3B所示實施例中，在美國華盛頓Redmond的微軟公司制造的WINDOWS操作系統(tǒng)的控制下，模型顯示窗口302以計算機(jī)用戶熟悉的樹形結(jié)構(gòu)列出一個或多個模型。在圖3A所描繪的特定實施例中，單一化學(xué)反應(yīng)模型被包含在由標(biāo)記為″FieldKorosNoyesModel″的文件夾表示的模型顯示窗口302中。所述模型包含3個子文件夾″Compartments(區(qū)塊)″；″Reactions(反應(yīng))；以及″Species(物種)″。子文件夾代表各個已建模的反應(yīng)?？梢杂闷渌鼒D形用戶接口方案向系統(tǒng)100的用戶提供信息。在某些實施例中，模型顯示窗口302可以顯示代表模型的若干文件夾。用戶對特定文件夾的選擇使系統(tǒng)顯示模型顯示窗口302中的代表各個反應(yīng)的文件夾，例如，區(qū)塊、反應(yīng)和物種。在再一個實施例中，每一個模型和所有模型的所有部件都可以顯示在模型顯示窗口302中，而每一個模型都可以與一個″無線電旋鈕″相聯(lián)系，選擇與一個模型相關(guān)聯(lián)的無線電旋鈕將使所述模型和它的部件被主動地顯示。在這些實施例中的一些實施例中，未選擇的模型以灰色顯示，或可以用透明的灰色覆蓋，表示它們目前不是有效的模型?；仡^參見圖3A，圖形用戶接口300還包括反應(yīng)表310和物種表320。反應(yīng)表310與顯示在模型顯示窗口302的″反應(yīng)″文件夾相關(guān)聯(lián)。類似地，物種表320與顯示在模型顯示窗口302的″物種″文件夾相聯(lián)系。在某些實施例中，將相關(guān)聯(lián)的文件夾折疊使所述表不被顯示。各表可以顯示在他們自己的圖形用戶接口窗口中，而不是在同一窗口中，如圖3A所示的圖形用戶接口300。反應(yīng)表310列出在已建模的生物過程或化學(xué)反應(yīng)中存在的每一個反應(yīng)。在圖3A所示實施例中，建模環(huán)境300顯示Belousov-Zhabotinsky反應(yīng)的Field-Koros-Noyes模型中呈現(xiàn)的反應(yīng)，并包括四列反應(yīng)列312、動力學(xué)定律列314、參數(shù)列316和可逆列318。反應(yīng)表310的每一行對應(yīng)于特定的反應(yīng)。反應(yīng)表所顯示的列數(shù)和格式可以由用戶選定。在其他實施例中，建模環(huán)境110可以選擇列的數(shù)目和格式，根據(jù)由用戶選定的反應(yīng)的類型顯示。回頭參見圖3A所示的實施例，反應(yīng)列312顯示以抽象格式例如，Ce-＞Br表示的反應(yīng)。在其他實施例中，反應(yīng)可以以隨機(jī)格式表示為微分方程，或者表示為這些格式中的兩個或兩個以上的混合型。在某些實施例中，反應(yīng)表包括識別所述反應(yīng)的修改程序的列。例如，某些反應(yīng)可以是用一種物質(zhì)催化。這可以以表格格式，如Ce-m(s)-＞Br表達(dá)，意味著″s″的存在使Ce轉(zhuǎn)變?yōu)锽r。在圖3A所示實施例中，反應(yīng)表310還包括動力學(xué)定律列314，它識別由所述識別的反應(yīng)遵循的動力學(xué)定律表達(dá)式。在圖3A所示的實施例中，與Ce-＞Br反應(yīng)相聯(lián)系的動力學(xué)定律是″Ce*k5″，意味著Ce以受參數(shù)″k5″和Ce的目前數(shù)量控制的速率消耗。在圖3A所示實施例中，參數(shù)列316中列出用于動力學(xué)定律表達(dá)式的參數(shù)。在某些實施例中，反應(yīng)表310包括識別與特定的反應(yīng)，例如″質(zhì)量作用″或″Michaels-Menten″相聯(lián)系的動力學(xué)定律的名稱的列。在其他實施例中，反應(yīng)表310包括識別表達(dá)動力學(xué)定律參數(shù)的單位(例如，1/秒，1/(克分子*秒))等的列。仍舊參見圖3A所示的實施例，反應(yīng)表310包括表示相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)是否可逆的可逆列318。可逆反應(yīng)是一種沿任何一個方向發(fā)生的反應(yīng)，亦即，Ce＜-＞Br。在某些實施例中，反應(yīng)表310可以包括識別所述反應(yīng)的動態(tài)，例如，″快速″或″緩慢″的列。在這些實施例中的一些實施例中，按1至10的比例識別反應(yīng)發(fā)生的快速性。在再一個實施例中，可以向用戶提供滑動調(diào)節(jié)，所述滑動調(diào)節(jié)允許彼此相關(guān)地設(shè)定不同反應(yīng)的快速性。在再一些其他實施例中，反應(yīng)表310可以包括與反應(yīng)有關(guān)的注釋或注解的列。圖3A所示的建模環(huán)境300還顯示物種表320。在圖3中所示的實施例中，物種表320包括名稱列322、初始數(shù)量列324和常數(shù)列326。物種表描述已建模的生物過程或化學(xué)反應(yīng)用的材料的初始狀態(tài)和數(shù)量。因而，在圖3所示實施例中，已建模的生物過程從0.003克分子單位的溴，亦即，從0.003乘以Avrogado數(shù)開始。若模型假定存在無窮的特定物質(zhì)供應(yīng)，則常數(shù)列326設(shè)定為″真″。在其他實施例中，物種表320包括其它列，諸如識別單位(例如，克分子、分子、升等)、特定的物種在所述模型中是不是獨立變量(即，所述物種是不是所述系統(tǒng)的輸入)、用于注釋的列或用于注解的列。在某些實施例中，建模環(huán)境300接納標(biāo)記語言格式的文件作為輸入，并把所述文件轉(zhuǎn)換為圖3A描繪的類型的圖形顯示。例如，在所述文獻(xiàn)的附錄A中示出Belousov-Zhabotinsky反應(yīng)的Field-Koros-Noyes模型的標(biāo)記語言格式的一種表示，對應(yīng)于圖3A所示的特定的實施例。例如，可以提供一個過程，它使用嵌入標(biāo)記語言文件的標(biāo)簽中的信息，例如，<reactionname＝″Reaction5″reversible＝″false″>，來產(chǎn)生圖3A和3B所示的模型的表格形式。在這些實施例中的一些實施例中，可以修改萬維網(wǎng)瀏覽器，以便對包含用標(biāo)記語言寫入的模型的文件進(jìn)行語法分析，以便建立圖3A和3B所示的模型的表格形式。在其他實施例中，過程可以接受所述模型作為輸入，并產(chǎn)生可在處理器上直接執(zhí)行的代碼(諸如，用C編程語言編寫的代碼)作為輸出。把模型轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的代碼允許通過網(wǎng)絡(luò)把可執(zhí)行的代碼發(fā)送到多個計算機(jī)，以便在那些計算機(jī)上執(zhí)行。在這些實施例中，計算機(jī)可以是通過若干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括總線、星形或環(huán)形拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)連接。所述網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，諸如互聯(lián)網(wǎng)。而相應(yīng)的計算機(jī)可以通過各種各樣的連接(包括標(biāo)準(zhǔn)電話線路、局域網(wǎng)或WAN鏈接(例如，T1，T3，56kb，X.25)、寬帶連接(ISDN，幀中繼，ATM)和無線連接)連接到網(wǎng)絡(luò)180?？梢岳酶鞣N各樣的通信協(xié)議(例如，TCP/IP，IPX，SPX，NetBIOS，NetBEUI，SMB，Ethernet，ARCNET，光纖分布數(shù)據(jù)界面(FDDI)，RS232，IEEE802.11，，IEEE802.11a，IEE802.11b，IEEE802.11g和直接異步連接)來建立各種連接。在這些實施例中，主服務(wù)器對用標(biāo)記語言書寫的模型進(jìn)行語法分析。所述模型可以從硬盤或從通過網(wǎng)絡(luò)連接訪問的另一個計算機(jī)檢索。在其他實施例中，由用戶利用表格用戶輸入(諸如圖3A和3B所示的表格用戶輸入)或圖形用戶接口(諸如圖4所示的圖形用戶接口)輸入所述模型。主服務(wù)器對所述模型進(jìn)行語法分析，以便產(chǎn)生可執(zhí)行的代碼。由主服務(wù)器產(chǎn)生的可執(zhí)行的代碼可以是編譯后的代碼，諸如用C、C+、C++或C#寫入的并編譯成在目標(biāo)平臺上運行的代碼，或者由主服務(wù)器產(chǎn)生的可執(zhí)行的代碼可以是字節(jié)代碼語言，諸如JAVA。在某些實施例中，可執(zhí)行的代碼通過網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送到一個或多個計算機(jī)。所述一個或多個計算機(jī)執(zhí)行代表所述模型的代碼，并向主服務(wù)器返回所產(chǎn)生的結(jié)果。主服務(wù)器可來存儲檢索的結(jié)果以供隨后分析使用。在某些實施例中，主服務(wù)器顯示每一個接收的結(jié)果的圖形表示。在一個實施例中，所述技術(shù)用于進(jìn)行MonteCarlo類型的分析。在這些實施例中的一些實施例中，主服務(wù)器可以采集和顯示所接收的每一個數(shù)據(jù)點，并實時地用圖解方式顯示每一個數(shù)據(jù)點。圖3B以表格形式描述用于模擬E.Coli(大腸桿菌)熱休克應(yīng)答模型的反應(yīng)。如上面聯(lián)系圖3A所描述的，上表顯示參與熱休克蛋白的轉(zhuǎn)錄和翻譯的不同反應(yīng)以及熱休克蛋白與展開的(或變性的)蛋白質(zhì)的相互作用。如圖3B所描繪的，所有反應(yīng)都具有質(zhì)量作用動力學(xué)，而且有些是可逆的，而有些則不是。代表化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)的另一個方法是用框圖的方法。在再一個實施例中，建模環(huán)境300允許用戶以框圖的形式表示生物過程或化學(xué)反應(yīng)。圖4描述框圖建模環(huán)境的實施例。在圖4所描繪的實施例中，表示E.Coli細(xì)菌中熱休克反應(yīng)正在構(gòu)建中。如眾所周知的，E.coli中的熱休克應(yīng)答是細(xì)胞對熱誘生應(yīng)力的保護(hù)性反應(yīng)。升高溫度造成E.coli生長減少，大部分來自蛋白質(zhì)伸展或錯折疊。借助于熱休克蛋白的熱休克應(yīng)答通過借助于保護(hù)者(chaperon)使蛋白質(zhì)重新折疊或通過借助于蛋白酶使非功能性蛋白質(zhì)降解來對熱誘生應(yīng)力作出響應(yīng)。圖4中所示的框圖描繪涉及熱休克應(yīng)答的五個特定基因序列的表示。圖4部分地描繪用于涉及熱休克應(yīng)答的蛋白酶的表示的途徑4100、4200、4300。途徑4100、4200、4300分別代表熱休克蛋白ftsH、HslVU及其他蛋白酶的表示。途徑4100、4200、4300是通過在各自序列的啟動子作用下σ32與RNA聚合酶的相互作用4105、4205、4305激活的。每一個途徑4100、4200、4300都描述mRNA在啟動子作用下σ32和RNA聚合酶相互作用4105、4205、4305介導(dǎo)的mRNA的轉(zhuǎn)錄4120、4220、4320和所述蛋白酶的后續(xù)翻譯4130、4230、4330。熱休克蛋白酶，包括ftsH和HslVU，用于降解蛋白質(zhì)(通過熱應(yīng)力使之成為非功能性的)。類似地，所述示意圖分別描繪涉及熱休克蛋白σ70和DnaK的表示的途徑4400、4500。σ32蛋白質(zhì)的表示是通過在啟動子下通過σ70和RNA聚合酶交互作用4403而激活4410的。轉(zhuǎn)錄σ32mRNA(4420)，而隨后，翻譯σ32(4430)。在一個緊密相關(guān)的途徑4500上，翻譯熱休克蛋白DnaK。σ32和RNA聚合酶在啟動子作用下的相互作用4505激活4510DnaKmRNA的轉(zhuǎn)錄(4520)，而隨后是DnaK的翻譯(4530)。DnaK本身可以不時與σ32互相作用(4600)，從而穩(wěn)定σ32，作為另一方案，可以把被熱應(yīng)力展開的蛋白質(zhì)重新折疊(4700)?？驁D編輯器允許用戶執(zhí)行這樣的動作，諸如畫圖、編輯、加注釋、保存和打印輸出動態(tài)系統(tǒng)的框圖表示。各框是典型框圖模型的基本數(shù)學(xué)要素。在這些實施例中的一些實施例中，建模環(huán)境包括兩類框非虛擬框和虛擬框。非虛擬框是基本的動態(tài)系統(tǒng)，諸如σ32和RNA聚合酶相互作用4105、4205、4305.。虛擬框可以為圖解組織的方便而設(shè)置，而且在框圖模型所描述的方程系統(tǒng)的定義中不起作用。例如，在圖4所描繪的E.Coli細(xì)菌的熱休克機(jī)制的框圖中，由σ32介導(dǎo)以便產(chǎn)生蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄(用4100、4200和4300代表)可以表示為單個虛擬框。分級建模(諸如使用子系統(tǒng))可以用來改善模型的可讀性。在某些實施例中，可以把非虛擬框的意義擴(kuò)展到其它語義，諸如″合并″框語義。合并框語義是這樣的，在給定時間步驟上它的輸出等于最后的框，以便寫入到合并框的輸入端。在表格圖形用戶接口實施例中，可以把合并框與″通配符″字符組合以便把單一表入口擴(kuò)展到反應(yīng)的多個實例中。例如，所述反應(yīng)*轉(zhuǎn)錄-因子RNAP-＞基因-＞mRNA-＞蛋白質(zhì)它使用轉(zhuǎn)錄-因子作為″通配符″，允許在利用單線反應(yīng)的模型中識別多個蛋白質(zhì)表示。一般，任何規(guī)則表示都可以用來將″通配符″的存在信號化。規(guī)則表示和用于把規(guī)則表示編譯為多個代碼實例的技術(shù)是眾所周知的。可以在擴(kuò)展所述反應(yīng)時從數(shù)據(jù)庫查詢、文件或通過用戶輸入提供模型使用的轉(zhuǎn)錄因子，以便產(chǎn)生可執(zhí)行模型。所提供的每一個轉(zhuǎn)錄因子造成不同的反應(yīng)，潛在地使不同的基因產(chǎn)生信使RNA并表達(dá)特定的蛋白質(zhì)。這種技術(shù)可以用來在用戶部分以最小輸入產(chǎn)生幾組反應(yīng)。在再一個實施例中，建模環(huán)境300還可以規(guī)定有條件的執(zhí)行過程，所述有條件的執(zhí)行過程是有條件的和疊代的子系統(tǒng)的概念，它控制在時間上框方法何時執(zhí)行總框圖的子部分?？驁D編輯器是圖形用戶接口(GUI)部件，它允許由用戶畫出框圖模型。圖4描繪用于框圖編輯器的GUI的實施例，框圖編輯器的特征在于浮動的元件調(diào)色板。在圖4所示實施例中，GUI工具包括不同的框工具402、404、408；不同的接線連接工具406、412；注釋工具416；格式化工具410；保存/裝入工具414；通知工具420；以及發(fā)行工具418?？蚬ぞ?02、404、408代表在構(gòu)造所述框圖時用戶可用的所有預(yù)定義框的文庫。各個用戶能夠定制這種調(diào)色板，以便(a)重新組織采用某些定制格式的框，(b)刪除它們不使用的框，和(c)加入它們已經(jīng)設(shè)計的定制框。這些框可以通過某些人機(jī)接口(諸如鼠標(biāo)或鍵盤)拉到所述窗口上(亦即，模型畫布)。在畫布上提供的框的圖解版本稱為所述框的圖標(biāo)?？梢源嬖诳蛘{(diào)色板的不同實施例，包括基于樹的所有框的瀏覽器視圖。在這些實施例中，浮動元件調(diào)色板允許用戶從調(diào)色板拖動框圖元件并將其放在屏幕上的適當(dāng)?shù)胤健Ｔ谶@些實施例中的一些實施例中，還可以存在具有一組命令的文本接口，所述一組命令允許與圖形編輯器相互作用。例如，把聚合酶框拖至所述模型可以使所述系統(tǒng)提示用戶所述蛋白質(zhì)要用于聚合酶反應(yīng)。利用所述文本接口，用戶可以寫入在所述框圖上執(zhí)行自動編輯操作的特殊腳本。用戶一般與一組起模型畫布作用的窗口交互作用。可以存在一個以上模型用的窗口，因為可以通過使用子系統(tǒng)把模型分為多個層次等級(下面進(jìn)一步討論)。在再一個實施例中，可以只設(shè)置文本接口來幫助用戶構(gòu)造框圖。接線連接工具406、412允許用戶畫連接模型窗口中各框的定向線條。在某些實施例中，提供單個接線連接工具，而用戶通過選擇該工具，選擇起點和選擇終點來連接各框。在其他實施例中，可以呈現(xiàn)多個連接工具(諸如在圖4描繪的實施例中)?？梢酝ㄟ^涉及人機(jī)接口，諸如鍵盤的其它不同的機(jī)制來添加接線。建模環(huán)境300還可以提供不同形式的自動連接工具，自動連接工具根據(jù)用戶的請求自動地連接各框，以便產(chǎn)生美觀悅目的框圖布局(尤其是那些帶有大量框高度復(fù)雜的框圖)。把一個框連接到另一個象征著，若它代表一個交易，則由第一框表示的物種或所述框的輸出，是第二框的輸入。注釋工具416允許用戶對框圖不同的部分加上注解和注釋。以表格格式觀看模型時，注釋可以出現(xiàn)在注解或注釋列上。以圖解格式觀看時，注解可以出現(xiàn)在加注釋的框附近，或者它們可以隱藏起來。格式化工具410使用戶能夠執(zhí)行不同的格式化操作，這一般可用在任何文檔編輯工具上。這些操作幫助揀拾和改變框圖(和各組成框)，諸如包括不同的圖形屬性，諸如包括字體選擇、對齊方式和說明、顏色選擇等。框圖和框圖內(nèi)所有框一般具有與執(zhí)行或代碼產(chǎn)生有關(guān)的一組功能屬性。屬性編輯工具提供允許指定和編輯這些屬性的GUI。保存/裝入工具414允許保存已建立的框圖模型。保存的模型可以在以后的某個時間通過裝入機(jī)制結(jié)合在編輯器中重新打開。用戶可以把包括預(yù)先建立的子系統(tǒng)的框保存在稱為程序庫的單獨的框圖類中。這樣的程序庫方便同樣的框在若干其它框圖中重新使用。專用配備裝入/保存機(jī)制以便處理實際上駐留在程序庫中的框圖中的框的裝入和保存?？梢栽O(shè)置發(fā)行工具418，以便使以以任何標(biāo)準(zhǔn)文檔格式(示例PostScript，PDF，HTML，XMLSGML，SBML等)發(fā)行的文檔的形式來觀看框圖成為可能。本專業(yè)的技術(shù)人員將會意識到，上述的多個模型和全部工具窗口可以潛在地嵌入單一的多文檔接口(MDI)，以便提供統(tǒng)一的軟件環(huán)境。通知工具420允許在框圖上工作的用戶發(fā)送消息至另一個用戶。在某些實施例中，通知工具420使框圖的當(dāng)前版本通過電子郵件傳遞到指定用戶。本專業(yè)的技術(shù)人員還將識別到，框圖程序包提供腳本語言，用于編寫輸出程序，所述輸出程序自動地執(zhí)行一系列操作，所述一系列操作一般要求與GUI相互作用，諸如框加入、框刪除、開始和結(jié)束執(zhí)行或改變框?qū)傩缘?。建模環(huán)境300還可以提供各種各樣其它GUI工具，改善用戶構(gòu)建和管理大框圖的能力。這樣的GUI的示例包括(a)查找器，幫助找出不同的對象，諸如框圖內(nèi)的框和線條，(b)調(diào)試器，有助于調(diào)試框圖的執(zhí)行，(c)修正控制UI，用于管理所述框圖的多個修正，以及(d)傳略器，用于在框圖執(zhí)行時觀看定時結(jié)果。用于框的典型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以表示為<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[ classBlock{ public: //用于設(shè)置/取得框數(shù)據(jù)的訪問方法 //框編輯方法 virtualErrorStatusBlockDrawIcon(); virtualBlockParameterDataBlockGetParameterData(); //框編譯方法... //框執(zhí)行方法 ............................................. virtualErrorStatusBlockOutput()=0; virtualErrorStatusBlockDerivative()=0; virtualErrorStatusBlockUpdate()=0; private:BlockGraphicalDatablkGraphicalAttributes; BlockFunctionalDatablkFunctionalAttributes; BlockCompiledDatablkCompiledAttributes; BlockExecutionDatablkExecutionData; ... };]]></pre>盡管上面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示例是用C++編寫的，但是本專業(yè)的技術(shù)人員將會意識到，還可以使用其它語言來編寫等效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所述框數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要數(shù)據(jù)字段落入四個類別圖形屬性字段、功能屬性字段、編譯屬性字段和執(zhí)行數(shù)據(jù)字段。圖形屬性字段負(fù)責(zé)存儲有關(guān)它的父框圖GUI內(nèi)框的圖形繪制的信息。專用于框圖標(biāo)的屬性，諸如字體、顏色、名稱和圖標(biāo)圖像存儲在所述字段中。應(yīng)該指出，改變這些屬性不影響利用所述框的模型的動態(tài)。功能屬性字段負(fù)責(zé)指定可以潛在地影響利用所述框的模型的動態(tài)的框?qū)傩?。這些屬性是為所述框作為一個整體以及所述框的輸入和輸出端口而指定的?？?qū)傩缘氖纠虻牟蓸訒r間和限制性標(biāo)志?？虿蓸訒r間指定所述框是否對應(yīng)于一個基本的、連續(xù)的、離散的或混合型動態(tài)系統(tǒng)。若所述框是基本的離散時間系統(tǒng)，則所述屬性指定所述框的響應(yīng)應(yīng)該被跟蹤的時刻之間的間隔。限制性標(biāo)志在某些建模環(huán)境中禁止框的使用。例如，可以加上在模型中只可以有一個給定框的實例的限制?？蚨丝诘膶傩灾付ㄔ谒龆丝谏峡捎没虍a(chǎn)生的數(shù)據(jù)的特性?？蚨丝趯傩园ǔ叽?、數(shù)據(jù)類型、采樣速率和直接饋通。尺寸屬性是用作數(shù)據(jù)元素容器的多維矩陣的各單獨尺寸。數(shù)據(jù)類型屬性是數(shù)據(jù)容器中每一個數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)類型。復(fù)雜度屬性是一個標(biāo)志，指定每一個數(shù)據(jù)元素是實數(shù)還是復(fù)數(shù)。采樣速率屬性指定如何何時將使用與輸入或輸出端口對應(yīng)的信號。所述端口采樣時間有時可以用來隱含地推斷所述框的采樣時間。直接饋通屬性只為輸入端口指定，并指示所述框的輸出方程是不是給定輸入的函數(shù)。所述屬性有助于確定框圖執(zhí)行時框方法應(yīng)該執(zhí)行的序列?？驍?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編譯屬性字段保存所述框和它的端口的反映上面列出的功能屬性的屬性。在框圖編譯過程中通過利用所述框的功能屬性結(jié)合它所連接的框的功能和編譯屬性來填寫所述字段。確定由功能屬性制造的編譯屬性的這個過程是術(shù)語屬性傳播。下面在框圖編譯部分將更詳細(xì)地描述屬性傳播。執(zhí)行數(shù)據(jù)字段主要負(fù)責(zé)存儲準(zhǔn)備在框的執(zhí)行過程中用作框輸入、輸出、狀態(tài)、參數(shù)及其他工作區(qū)域來源的存儲器位置?？驍?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還有一組相關(guān)的方法，所述一組相關(guān)的方法可以分類為對數(shù)據(jù)字段的訪問方法、編輯用的方法、編譯用的方法和執(zhí)行用的方法。對數(shù)據(jù)字段的訪問方法幫助設(shè)置和取得所述框的不同的數(shù)據(jù)字段。編輯用的方法是通過框圖編輯器調(diào)用的，以便在它的父框圖的GUI中適當(dāng)?shù)乩L制所述框。例如，這組方法可以包括BlockDrawIcon方法，確定框圖標(biāo)在所述GUI上具有的形狀。編譯用的方法是由框圖編譯引擎調(diào)用的方法。它們幫助驗證所述框圖上所述框到其它框的連接。執(zhí)行用的方法包括執(zhí)行過程中所需的若干不同的運行時方法。這些包括早期在動態(tài)系統(tǒng)背景下討論的BlockOutput，BlockUpdate，BlockDerivative方法，實現(xiàn)Output(輸出)、Update(更新)和微分方程。除這些方法以外可以提供幾個其它運行時方法，諸如Jacobian，Projection(投影)，ZeroCrossings(過零)，Enable(啟動)，Initialize(初始化)，EvalParams(檢查和處理參數(shù))和GetTimeOfNextHit方法。應(yīng)該指出，不存在用于代數(shù)方程的顯式方法，因為它們是以不同的方式表達(dá)和處理的，這些將在下面聯(lián)系模擬引擎120討論時討論。在某些實施例中，建模環(huán)境110包括有助于模型的構(gòu)建的知識庫350。在這些實施例中的一些實施例中，知識庫350包含不同反應(yīng)的模型，例如，糖酵解。在這些實施例中，當(dāng)用戶開始輸入與糖酵解模型一致的反應(yīng)時，知識庫350可以為用戶輸入剩余的反應(yīng)。作為另一方案，知識庫350可以向用戶提供不同的反應(yīng)模型。在這些實施例中的一些實施例中，提供代表細(xì)節(jié)程度不同的目標(biāo)反應(yīng)的模型。在其他實施例中，知識庫350可以插入?yún)?shù)或指示所輸入的反應(yīng)的可逆性。知識庫350還可以向用戶提供協(xié)助輸入化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)的框圖描寫。例如，知識庫350可以防止連接與已建模的反應(yīng)不一致的框?？梢杂糜诜奖惝a(chǎn)生模型的可供公眾使用的數(shù)據(jù)庫的示例包括Swissprot數(shù)據(jù)庫(http://us.expasy.org/sprot)、NCBI(httpvwww.ncbi.nlm.nih.gov)、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(http://www.rcsb.org/pdb)和KEGG(http://www.genome.ad.jp/kegg/kegg2.html)。作為另一方案，用戶可以提供私有數(shù)據(jù)庫，使之起知識庫350的作用，以幫助建立模型?？驁D中的框可以是虛擬的或非虛擬的。指定一個框是非虛擬的，就表示它影響動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中的方程。在框圖軟件的背景下，最好包括不影響動態(tài)系統(tǒng)模型中的方程的其它虛擬框。這樣的框幫助改善框圖的可讀性和模塊性，不運用語義的影響數(shù)學(xué)模型。這樣的虛擬框的示例包括虛擬子系統(tǒng)、進(jìn)口框和出口框、總線建立框和From(來自)框和Goto(去往)框?？梢酝ㄟ^使用子系統(tǒng)將框圖分層而在框圖中實現(xiàn)模塊性。子系統(tǒng)通過允許用帶有輸入和輸出信號的單一框表示幾個框的集合來方便分層。子系統(tǒng)的輸入和輸出信號是所述子系統(tǒng)內(nèi)各組成框可以訪問的。若其組成框在模型的執(zhí)行過程中移回主框圖模型，那么子系統(tǒng)便是虛擬子系統(tǒng)。在虛擬子系統(tǒng)圖形實體內(nèi)，設(shè)置調(diào)用的進(jìn)口和出口框，以便定義到達(dá)父框圖的信號連接。這些進(jìn)口和出口框表示到達(dá)父框圖的信道連通信號連接。如以前所指出的，為了方便構(gòu)建相當(dāng)大的和復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，可以允許用戶對框圖進(jìn)行分層。子系統(tǒng)通過允許用帶有輸入和輸出信號的單一框表達(dá)若干個框的集合，方便這樣的分層。子系統(tǒng)的輸入和輸出信號是其組成框可以訪問的。通過把子系統(tǒng)彼此嵌套，可以建立帶有任意層的分層結(jié)構(gòu)的框圖。子系統(tǒng)最好不影響框圖意義。另外，子系統(tǒng)提供把各框分組在一起并允許其它框圖構(gòu)造，以便對各組成框施加統(tǒng)一控制的途徑。為了增強(qiáng)子系統(tǒng)的模塊性，建模軟件還允許從單一GUI訪問子系統(tǒng)內(nèi)各框的參數(shù)集合清單，并在子系統(tǒng)上定義和顯示特殊圖標(biāo)。定義參數(shù)清單和特殊圖標(biāo)的過程稱為掩蔽子系統(tǒng)。存在兩種主要的子系統(tǒng)框類型虛擬子系統(tǒng)和非虛擬子系統(tǒng)。虛擬子系統(tǒng)為提供帶有圖形分層結(jié)構(gòu)的框圖的目的服務(wù)。非虛擬子系統(tǒng)的行為類似于帶有它自己的執(zhí)行方法(輸出、更新、派生等)的基本的動態(tài)系統(tǒng)。這些執(zhí)行方法本身調(diào)用組成框的執(zhí)行方法。非虛擬子系統(tǒng)的類別是原子子系統(tǒng)。它們類似于虛擬子系統(tǒng)，其優(yōu)點是在給定層次上對模型的功能方面進(jìn)行分組。這在模塊設(shè)計上是有用的。條件執(zhí)行子系統(tǒng)。它們是非虛擬子系統(tǒng)，只有當(dāng)滿足先決條件時才執(zhí)行啟動啟動子系統(tǒng)。它們類似于原子子系統(tǒng)，只是組成框只有當(dāng)饋送子系統(tǒng)的啟動信號大于零時才執(zhí)行。觸發(fā)子系統(tǒng)。它們類似于原子子系統(tǒng)，只是這些組成框只有當(dāng)在饋送子系統(tǒng)的觸發(fā)信號上看到上升和/或下降信號時才執(zhí)行。帶有觸發(fā)器的啟動啟動子系統(tǒng)。它們是啟動啟動子系統(tǒng)和觸發(fā)子系統(tǒng)特性的交集。動作子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)連接到動作引發(fā)器(例如，″If(若)″或″SwitchCase″框)，是一個明確地命令子系統(tǒng)內(nèi)容執(zhí)行的框。這些子系統(tǒng)類似于啟動啟動子系統(tǒng)，只是已經(jīng)把對″啟動″信號的管理授權(quán)給動作引發(fā)器。動作子系統(tǒng)定義稱為動作信號的新型的信號，后者預(yù)示可以支配哪些子系統(tǒng)來由動作引發(fā)器執(zhí)行。函數(shù)調(diào)用子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)提供一種把各框集合為一個子系統(tǒng)，就是說，只有當(dāng)擁有者框調(diào)用時才執(zhí)行。擁有者框可以在調(diào)用子系統(tǒng)以前為子系統(tǒng)計算輸入信號。另外，擁有者還可以在調(diào)用它之后從子系統(tǒng)讀出輸出信號。函數(shù)調(diào)用子系統(tǒng)定義新型執(zhí)行控制信號，稱為不包含數(shù)據(jù)的函數(shù)調(diào)用信號。它用于定義擁有者框和函數(shù)調(diào)用子系統(tǒng)之間的執(zhí)行關(guān)系。函數(shù)調(diào)用擁有者還可以把它們本身指定為″中斷″源。在模擬中，它們模擬中斷的作用，并且在代碼產(chǎn)生中可以把它們本身附在(異步)中斷上。While子系統(tǒng)和For子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)以給定的時間步距多次執(zhí)行所述組成框。在其他實施例中，知識庫350可以用于方便進(jìn)一步或更廣泛地理解已建模的反應(yīng)。例如，參見E.Coli細(xì)菌中熱休克反應(yīng)的框圖描寫，知識庫350可以用于識別在使用或受σ70影響的熱休克反應(yīng)中的其它反應(yīng)。作為另一方案，知識庫350可以識別E.Coli中σ70起作用(例如趨藥性)的其它反應(yīng)。這樣，可以達(dá)到對E.Coli在不同的環(huán)境下的功能的更廣泛的理解。在再一個實施例中，建模環(huán)境110提供程序庫，由此可以選定各框并將其包括在模型中。在一個模型中被虛擬的或非虛擬框引用的模型，無論是不是程序庫的一部分，都包括在所述模型中以供執(zhí)行。對于其中產(chǎn)生可執(zhí)行的代碼的實施例，也產(chǎn)生代表被引用模型的代碼。虛擬子系統(tǒng)為提供帶有圖形分層結(jié)構(gòu)的框圖的目的服務(wù)。非虛擬子系統(tǒng)的行為類似于帶有它自己的執(zhí)行方法(輸出、更新、微分等)的基本動態(tài)系統(tǒng)。這些執(zhí)行方法本身調(diào)用組成框的執(zhí)行方法。一旦已經(jīng)構(gòu)造框圖模型，便在用戶規(guī)定的時間間隔范圍內(nèi)對用戶規(guī)定的一組輸入進(jìn)行模型的執(zhí)行過程。在編譯框圖的時候執(zhí)行開始。編譯階段標(biāo)記模型執(zhí)行過程的開始，并涉及準(zhǔn)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和評估參數(shù)、配置和傳播框特性、確定框的連通度以及完成框的縮小和框的插入。準(zhǔn)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和評估參數(shù)的操作建立在所述編譯階段需要的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并將其初始化。對于每一個框，一種方法迫使所述框評估它的全部參數(shù)。為所述框圖內(nèi)所有的框調(diào)用所述方法。若有任何未解決的參數(shù)，則此刻拋出執(zhí)行錯誤。在框和端口/信號特性的配置和傳播過程中，根據(jù)框的相應(yīng)的功能屬性和通過線條連接到給定框(和/或端口)的屬性設(shè)置每一個框(和/或端口)的編譯屬性(諸如尺寸、數(shù)據(jù)類型、復(fù)雜性或采樣時間)。所述屬性設(shè)置是通過一個過程完成的，在此過程中框的功能屬性遵循信號的連通度從一個框至下一個框″紋波傳送″所述框圖。所述過程(在這里稱為″傳播″)服務(wù)于兩個目的。在一個框明確地指定它的框(或它的端口)功能屬性的情況下，傳播有助于保證所述框的屬性與連接到它的框的屬性兼容。若非如此，則發(fā)出一個錯誤。其次，在許多情況下，實現(xiàn)與范圍很寬的屬性兼容的框。這樣的框按照連接到它們的框的屬性來適配它們的行為。這類似于面向?qū)ο蟮木幊陶Z言的多態(tài)性概念。根據(jù)所述框所在的特定的框圖來選定所述框的精確實現(xiàn)方案。包括在這個步驟內(nèi)的是其它方面，諸如驗證模型內(nèi)所有速率轉(zhuǎn)變產(chǎn)生決定性的結(jié)果以及正在使用適當(dāng)?shù)乃俾兽D(zhuǎn)變框。編譯步驟還確定實際的框連通度。虛擬框在框圖的執(zhí)行中不起語義的作用。在這步驟上，框圖中的虛擬框被優(yōu)化掉(除去)，而剩余的非虛擬框重新彼此適當(dāng)?shù)剡B接。帶有實際的框連接的框圖的這個編譯版本，從此刻起在執(zhí)行過程中使用?？驁D中框互聯(lián)的途徑不一定定義求解(執(zhí)行)與各個框?qū)?yīng)的方程(方法)的次序。實際次序部分地在編譯中的排序步驟過程中確定。一旦編譯步驟已經(jīng)完成，在框圖執(zhí)行過程的整個持續(xù)時間內(nèi)不能改變已排序的次序。編譯階段之后是還可以產(chǎn)生線性模型的模型鏈接階段。鏈接完成之后，可以或不可以產(chǎn)生代碼。若產(chǎn)生代碼，則模型是通過加速模擬模式模擬/執(zhí)行的，其中框圖模型(或它的部分)翻譯為軟件模塊或硬件描述(廣義地稱作代碼)。若這階段完成，則隨后的階段在框圖的執(zhí)行過程中使用所產(chǎn)生的代碼。若不產(chǎn)生代碼，則框圖可以在解釋模式中執(zhí)行，其中框圖的編譯和鏈接版本可以直接用來在要求的時間間隔內(nèi)執(zhí)行模型。這種執(zhí)行過程的解釋模式適用于取得細(xì)粒的信號可跟蹤性。通過代碼產(chǎn)生來執(zhí)行有幾個不同的優(yōu)點。執(zhí)行所產(chǎn)生的代碼可以比解釋執(zhí)行更有效，因為在所述引擎中較少數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和較少內(nèi)部通信，盡管提高的效率一般是以減少執(zhí)行的可跟蹤性為代價的。在執(zhí)行過程中硬件描述的模擬可以幫助識別和解決設(shè)計項目的軟件階段的錯誤。一旦已經(jīng)用硬件實現(xiàn)所述系統(tǒng)，跟蹤和修改這樣的錯誤證明的代價要昂貴得多。另外，可以把框圖建模軟件與其它適用于對特殊類別的系統(tǒng)進(jìn)行建模和模擬的軟件環(huán)境結(jié)合在一起。可以用硬件直接測試模型，從而快速而經(jīng)濟(jì)有效地形成新的系統(tǒng)原型。本專業(yè)的技術(shù)人員將會意識到，當(dāng)用戶產(chǎn)生代碼時，他們可以選擇不進(jìn)一步進(jìn)行所述框圖的執(zhí)行過程。他們可以選擇取得所述代碼，并在所述建模軟件環(huán)境的限定以外配置它。這一般是框圖軟件包中動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計的最后步驟。在一個特定的實施例中，建模環(huán)境110提供允許用戶選擇模型執(zhí)行過程的復(fù)雜性的工具?；仡^參見圖4，作為示例，可以向用戶提供對作為簡單的輸入-輸出框的執(zhí)行途徑4100或圖4所示的更詳細(xì)的形式的執(zhí)行途徑4100的選擇。回頭參見圖1，模擬引擎120可以使用在建模環(huán)境110中建立的模型。動態(tài)系統(tǒng)，諸如生物過程和化學(xué)反應(yīng)，一般是作為若干組微分、差分、代數(shù)和/或遞歸方程建模的。在任何給定時刻，這些方程可以看作是系統(tǒng)的輸出響應(yīng)(″輸出″)、此刻的所述系統(tǒng)的輸入刺激(″輸入″)、所述系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)、所述系統(tǒng)參數(shù)和時間之間的關(guān)系?？梢园严到y(tǒng)的狀態(tài)設(shè)想為所述系統(tǒng)動態(tài)地改變的配置的數(shù)字描寫。例如，在為單擺建模的物理系統(tǒng)中，狀態(tài)可以看作是鐘擺當(dāng)前的位置和速度。類似地，對信號進(jìn)行濾波的信號處理系統(tǒng)會維持一組以前的輸入作為狀態(tài)。系統(tǒng)參數(shù)是系統(tǒng)的靜態(tài)(不變)配置的數(shù)字描寫，而且可以看作是系統(tǒng)方程中的常系數(shù)。對于鐘擺的示例，參數(shù)是鐘擺的長度，而對于濾波器示例，參數(shù)是濾波器抽頭(tap)的值。可以與本發(fā)明聯(lián)系使用的模擬引擎是Simulink，可從美國麻薩諸塞州Natick的MathWorks，Inc.獲得?，F(xiàn)有的系統(tǒng)把第五類型的數(shù)學(xué)模型(隨機(jī)模型)加到動態(tài)系統(tǒng)的研究中使用的數(shù)學(xué)模型類型中微分方程；差分方程；代數(shù)方程和混合型模型。第一類型數(shù)學(xué)模型利用常微分方程(ODE)描述系統(tǒng)并在圖5A中描繪。動態(tài)系統(tǒng)502指定一組兩個方程輸出504和導(dǎo)數(shù)506。輸出方程504便利于在給定時刻以其輸入、狀態(tài)、參數(shù)和時間的函數(shù)的形式計算系統(tǒng)輸出響應(yīng)。微分方程506是常微分方程，允許以輸入、狀態(tài)、參數(shù)和時間的函數(shù)的形式計算當(dāng)前時間的狀態(tài)的導(dǎo)數(shù)。這類模型適合于這樣的系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中重要的是以連續(xù)時間函數(shù)的形式跟蹤系統(tǒng)響應(yīng)。這樣的連續(xù)時間系統(tǒng)一般代表物理系統(tǒng)(機(jī)械的、熱學(xué)的、電氣的)，但是，它們對于化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)，諸如細(xì)胞內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)也可能是有用的。例如，連續(xù)時間系統(tǒng)在細(xì)胞新陳代謝建模中可能是有用的，而同時隨機(jī)系統(tǒng)對細(xì)胞調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型，諸如DNA轉(zhuǎn)錄可能是有用的。對于簡單的系統(tǒng)，可以使用輸出504和微分方程506來獲得輸出響應(yīng)y(t)的封閉型解。但是在大部分復(fù)雜的實際的世界系統(tǒng)中，借助于通過數(shù)字裝置將狀態(tài)積分來獲得系統(tǒng)響應(yīng)。本文中使用的ODE的定義包括隱式和顯式微分方程。常微分方程的類可能需要附加的方程來定義正在建模的系統(tǒng)。例如，用方程調(diào)用的投影可能需要對微分變量施加約束(例如，狀態(tài)X1和X2必須落在由x12+X22＝25定義的流形(manifold)上)。這些約束可以以耦合條件的形式應(yīng)用于微分方程。盡管包括投影的系統(tǒng)傳統(tǒng)上可以不再限定為ODE；但是以微分代數(shù)方程的形式將它們包括在本文中，以便簡化所述類別的系統(tǒng)。另一個示例是Jacobian方程的使用，Jacobian方程規(guī)定關(guān)于獨立變量和/或微分變量的偏微分。Jacobian方程一般在獲得非線性模型的線性近似或一組方程的總體線性模型時使用。一旦所述模型已經(jīng)達(dá)到它的穩(wěn)態(tài)工作點，便需要用于某些數(shù)字積分形式的Jacobian方程，以便產(chǎn)生線性模型等?？梢詳U(kuò)展輸出504和導(dǎo)數(shù)方程506以便定義所述框的其它關(guān)系。例如，輸出方程504可以采用以下方法來幫助管理它的狀態(tài)定義在特定時刻或者看到特定狀態(tài)時將其狀態(tài)復(fù)位為已知數(shù)量的關(guān)系。Jacobins還可以用于執(zhí)行已建模系統(tǒng)的敏感性分析。敏感性分析識別對系統(tǒng)的行為具有關(guān)鍵作用的變量。另一種類型的數(shù)學(xué)模型利用差分方程描述系統(tǒng)，如圖5B所描繪的。動態(tài)系統(tǒng)508指定一組兩個方程輸出510和更新512。輸出方程510便利于計算在給定時刻作為所述輸入、某先前時刻的狀態(tài)、參數(shù)和時間的函數(shù)的系統(tǒng)輸出響應(yīng)。更新方程512是差分方程，它允許計算當(dāng)前時刻作為所述輸入、某先前時刻的狀態(tài)、參數(shù)和時間的函數(shù)的狀態(tài)。這類模型適合于這樣的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中重要的是在各離散的時間點跟蹤所述系統(tǒng)響應(yīng)。這樣的離散時間系統(tǒng)一般代表離散時間控制和數(shù)字信號處理系統(tǒng)。對于簡單的系統(tǒng)，可以使用輸出方程510和更新方程512來獲得輸出響應(yīng)y(t)的封閉形式解。但是在大部分復(fù)雜的實際世界系統(tǒng)中，通過遞歸來求解系統(tǒng)響應(yīng)。反復(fù)使用輸出方程510和更新方程512，來求解在一定時段內(nèi)的系統(tǒng)響應(yīng)。附加類型的數(shù)學(xué)模型利用代數(shù)方程描述系統(tǒng)，如圖5C所描繪的。動態(tài)系統(tǒng)514使用代數(shù)方程516，必須每次求解代數(shù)方程516以便獲得所述輸出。盡管簡單的系統(tǒng)可以允許人們獲得所述系統(tǒng)輸入和輸出的封閉形式解，但是可行的代數(shù)方程可以最佳地利用涉及攝動和疊代的數(shù)字方法迭代求解。下面更詳細(xì)地討論用于動態(tài)系統(tǒng)建模背景的代數(shù)方程求解技術(shù)。對于生物過程和化學(xué)反應(yīng)建模來說，附加模型是有用的。所述模型利用隨機(jī)技術(shù)，諸如Gillespie，Gibson/Bruck和T-leaping描述系統(tǒng)。當(dāng)由ODE/DAE系統(tǒng)暗含的連續(xù)近似不可應(yīng)用時，這些技術(shù)是有用的。當(dāng)處理小分子的計數(shù)，諸如RNA聚合酶對DNA的結(jié)合以便轉(zhuǎn)錄特定的基因時，可能就是這種情況?？梢砸噪S機(jī)方式處理的化學(xué)方程的示例是圖3B所示的反應(yīng)表，例如，s32+Dnak-＞s32Dnak。該方程表示一個s32分子與一個Dnak分子的鍵合。當(dāng)以隨機(jī)方式模擬時，所述反應(yīng)在按照取決于反應(yīng)動力學(xué)的幾率分布的隨機(jī)時間發(fā)生。不同的幾率分布可以用于確定何時所述反應(yīng)發(fā)生，諸如指數(shù)分布、二項式分布、F分布、頻率分布、幾何分布、超幾何分布、多項式分布、負(fù)二項式分布、百分?jǐn)?shù)分布、百分?jǐn)?shù)累積分布、泊松分布、后分布、前分布、t分布和正態(tài)分布。在其他實施例中，用戶可以定義當(dāng)確定隨機(jī)反應(yīng)發(fā)生的時間值時使用的幾率分布。第五類型的數(shù)學(xué)模型是其部件落在上面討論的四種類型的模型中的復(fù)合系統(tǒng)。大部分復(fù)雜的現(xiàn)實世界系統(tǒng)模型落入這一類。這類系統(tǒng)具有輸出、導(dǎo)數(shù)、更新和潛在的其它方程。這樣的系統(tǒng)的輸出響應(yīng)的求解要求結(jié)合針對上面所有類別討論的解決途徑。復(fù)合系統(tǒng)的一個示例是用既包含微分方程又包含代數(shù)方程的微分代數(shù)方程(DAE)描述的示例。在生物化學(xué)模型上特別感興趣的是混合型方法，它既包含隨機(jī)方程又包含決定方程，允許對于同一模型中的新陳代謝和調(diào)節(jié)系統(tǒng)兩者求解。涉及就輸出和狀態(tài)而言定義的關(guān)系(方程)的許多擴(kuò)展被分為復(fù)合系統(tǒng)類型。例如，可以為微分變量定義有限積分關(guān)系。這種關(guān)系要求由輸出方程、更新方程、微分方程和過零方程構(gòu)成的一組方程。過零方程規(guī)定有限積分的上和下限出現(xiàn)的時刻。所述擴(kuò)展的另一個示例是Enable(啟動)和Disable(禁止)方程，它們定義當(dāng)在執(zhí)行過程中系統(tǒng)的一個部分激活和去激勵時，在狀態(tài)或信號當(dāng)中的關(guān)系。系統(tǒng)的四個類別中固有的(ODE、差分方程、代數(shù)方程和復(fù)合方程)是系統(tǒng)采樣時間的概念。采樣時間是隨著時間進(jìn)展跟蹤所述系統(tǒng)的輸入、狀態(tài)或輸出(集體地稱作結(jié)果)的時間間隔。根據(jù)采樣時間，可以把系統(tǒng)描述為離散時間系統(tǒng)、連續(xù)時間系統(tǒng)和混合型系統(tǒng)。如上面指出的，隨機(jī)系統(tǒng)在由有效概率分布確定的隨機(jī)時間出現(xiàn)。離散時間系統(tǒng)是這樣的系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中以有限的時間間隔跟蹤系統(tǒng)結(jié)果的演變。隨著時間間隔的趨向零的極限，離散時間系統(tǒng)變成連續(xù)時間系統(tǒng)。時間間隔可以是周期性的或非周期性的。有時，非周期性的速率系統(tǒng)，諸如隨機(jī)系統(tǒng)稱作不均勻速率系統(tǒng)意味著沒有周期性速率可以跟蹤響應(yīng)。連續(xù)時間系統(tǒng)是其中系統(tǒng)結(jié)果的演變是連續(xù)地改變的系統(tǒng)。在數(shù)字積分過程中連續(xù)時間信號變化。連續(xù)時間系統(tǒng)的示例是由ODE描述的系統(tǒng)。還可以存在代數(shù)或復(fù)合連續(xù)時間系統(tǒng)?；旌闲拖到y(tǒng)是既有離散時間元件又有連續(xù)時間元件的系統(tǒng)。若系統(tǒng)只具有一種采樣時間，則它被稱為單速率系統(tǒng)。若系統(tǒng)具有多種采樣時間，則它被稱為多速率系統(tǒng)。多速率系統(tǒng)可以利用執(zhí)行的單任務(wù)形式或執(zhí)行的多任務(wù)形式計算(執(zhí)行)。當(dāng)使用多任務(wù)執(zhí)行時，它符合Liu，C.L.和LAYLAND，J.W.定義的速率單調(diào)調(diào)度原理，″硬實時環(huán)境中多道重新設(shè)計調(diào)度算法″ACM20，1(January1973)，46-61。系統(tǒng)還可以通過正在使用的數(shù)字積分求解程序的類型分類。固定步距系統(tǒng)是使用固定步距的求解程序。固定步距求解程序一般使用顯式方法來計算固定的周期性時間間隔的下一個連續(xù)狀態(tài)?？勺儾骄嘞到y(tǒng)是利用可變步距的求解程序?？勺儾骄嗲蠼獬绦蚩梢允褂秒[式或顯式方法來計算非周期性時間間隔的下一個連續(xù)狀態(tài)。一般說來，可變步距求解程序使用一種形式的誤差控制來調(diào)整時間間隔大小，以便達(dá)到所要求的允差。在實踐中，除大部分基本系統(tǒng)外，動態(tài)系統(tǒng)用的數(shù)學(xué)模型涉及以某種預(yù)定的方式應(yīng)用的數(shù)學(xué)變換的復(fù)數(shù)組，其中某些變換的輸出形成其他變換的輸入。可以把每一個基本的變換作為落在上面列出的類別之一的簡單的動態(tài)系統(tǒng)來孤立地觀察。因此，可以以各種各樣的簡單動態(tài)系統(tǒng)的互連的形式來為復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)建模。所述框圖是近年來取得進(jìn)展的這樣一種互連的概要描述。這樣的框圖模型現(xiàn)在變?yōu)榻炭茣⒃O(shè)計圖紙、雜志文章和規(guī)格說明書中傳播動態(tài)系統(tǒng)行為細(xì)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)手段。動態(tài)系統(tǒng)的框圖模型示意地表示為通過代表動態(tài)系統(tǒng)輸入和輸出的線條互聯(lián)的一些框的集合。每一個框代表基本動態(tài)系統(tǒng)。在一個框發(fā)出并結(jié)束于另一個框的線條象征所述第二框是第一框的乘積。本專業(yè)的技術(shù)人員將會意識到，術(shù)語″框″并不僅僅指基本動態(tài)系統(tǒng)，而且還可以包括有助于框圖的可讀性和模塊性的其它建模元件。數(shù)字信號處理(DSP)的理論的焦點集中在樣本序列形式的建模信號。通過把樣本u[n]映射到離散時間點u(tk)，這個視圖自然擬合進(jìn)基于時間的框圖范例。這增加了以下好處能夠?qū)?shù)字信號處理器系統(tǒng)及其他類別的基于時間的系統(tǒng)，例如，連續(xù)和/或離散時間控制系統(tǒng)之間的相互作用建模。換一種說法，框圖模型代表動態(tài)系統(tǒng)的信號和狀態(tài)變量之間變化的基于時間的關(guān)系。通過評估隨時間變化(其中時間以用戶規(guī)定的″開始時間″開始并以用戶規(guī)定的″停止時間”結(jié)束)的這些關(guān)系來獲得模型的解決方案(系統(tǒng)響應(yīng)的計算)。這些關(guān)系的每一次計算都稱作時間步驟。信號代表隨時間變化的量，而這些量是針對框圖開始和停止時間之間的所有時段定義的。通過由一些框表示的一些方程組來定義信號和狀態(tài)變量之間的關(guān)系。這些方程定義輸入信號、輸出信號、狀態(tài)和時間之間的關(guān)系。在所述定義中固有的是參數(shù)概念，所述參數(shù)是這些方程的系數(shù)?？驁D不只用于代表基于時間的動態(tài)系統(tǒng)，而且還用于其它計算模型，指出這一點很重要。例如，流程圖是用于捕獲工藝流程的框圖，一般不適用于描述動態(tài)系統(tǒng)行為。數(shù)據(jù)流程框圖是描述圖形編程范例的框圖，其中數(shù)據(jù)的可用性(往往設(shè)想為記號)用于引發(fā)框的執(zhí)行，其中框代表操作，而線條代表描述框之間數(shù)據(jù)流動方向的執(zhí)行依賴關(guān)系。如在這里使用的，術(shù)語框圖若非專門指出，是指用于動態(tài)系統(tǒng)背景的基于時間的框圖。框圖執(zhí)行引擎對建模軟件任務(wù)作出貢獻(xiàn)，所述建模軟件任務(wù)使計算和跟蹤由系統(tǒng)的框圖模型制造的動態(tài)系統(tǒng)輸出成為可能。執(zhí)行引擎對框圖進(jìn)行編輯并將其鏈接以產(chǎn)生所述模型的″存儲器內(nèi)可執(zhí)行的″版本，所述版本用于產(chǎn)生代碼和/或模擬框圖模型或?qū)⑵渚€性化。框圖的執(zhí)行又稱模擬。編譯階段涉及檢查在框圖中框互連的完整性和有效性。在這個階段，所述引擎還把框圖中的框排序成為當(dāng)建立框方法執(zhí)行清單時使用的層次清單。在鏈接階段，執(zhí)行引擎使用編譯階段的結(jié)果來分配執(zhí)行所述框圖的不同部件所需要的存儲器。鏈接階段還產(chǎn)生由框圖的模擬或線性化過程使用的框方法執(zhí)行清單。鏈接階段內(nèi)包括模型的初始化，模型初始化由評估″設(shè)置″方法(例如，框開始、初始化、啟動和恒定輸出方法)構(gòu)成。之所以產(chǎn)生框方法執(zhí)行清單，是因為當(dāng)它們有樣品命中時，模型的模擬和/或線性化必須按類型(而不是按框)執(zhí)行框方法。完成鏈接之后，執(zhí)行引擎可以產(chǎn)生代碼。在這個階段，執(zhí)行引擎可以選擇把框圖模型(或它的各部分)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖K或硬件描述(廣義地稱為代碼)。若這階段完成，則隨后的階段使用在框圖的執(zhí)行過程中所產(chǎn)生的代碼。若完全跳過這個階段，則執(zhí)行引擎對框圖使用執(zhí)行的解釋模式。在某些情況下，用戶不可以進(jìn)而執(zhí)行框圖，因為它們很可能在框圖軟件的范圍以外配置代碼。到達(dá)模擬階段時，執(zhí)行引擎使用一個模擬循環(huán)來按預(yù)定排序執(zhí)行框方法，在樣本命中時，產(chǎn)生隨著時間變化的系統(tǒng)響應(yīng)。推定的反應(yīng)時間的確定依賴于為所述模擬選定的時間間隔的大小。為了明白如何選擇步距大小，首先必需明白求解程序的概念。求解程序是模擬引擎120的一個模塊，負(fù)責(zé)完成兩個任務(wù)(a)為了準(zhǔn)確地跟蹤系統(tǒng)的輸出，在相繼出現(xiàn)的兩遍之間執(zhí)行時間應(yīng)該前進(jìn)多遠(yuǎn)，和(b)對系統(tǒng)的狀態(tài)的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行積分以便獲得實際的狀態(tài)。根據(jù)求解程序如何執(zhí)行第一任務(wù)，它們一般分為兩個基本類別固定步距求解程序或可變步距求解程序。固定步距求解程序是這樣的求解程序，其中相繼出現(xiàn)的兩遍之間的時間步距大小是固定量。用戶一般明確地指定所述量。這些求解程序用于對必須運行在定義的時間內(nèi)的系統(tǒng)類型(離散的系統(tǒng))建模。例如，防抱死制動系統(tǒng)可以設(shè)計成控制汽車的剎車系統(tǒng)，而且在百分之一秒(0.01)內(nèi)執(zhí)行這樣的控制輸入，以便保證汽車安全地停止，若剎車系統(tǒng)不滿足它的定時約束，則汽車可能撞壞。因此，固定步距求解程序設(shè)計成幫助必須在固定時段內(nèi)產(chǎn)生結(jié)果的模型離散系統(tǒng)，并且固定步距的執(zhí)行保證已建模的系統(tǒng)可以產(chǎn)生這樣的結(jié)果。某些反應(yīng)可以定義為具有離散的采樣時間，在這種情況下，可以利用固定步距求解程序按照固定的時間間隔計算反應(yīng)值。但是，把某些反應(yīng)定義為連續(xù)時間系統(tǒng)。對于這些反應(yīng)，事件調(diào)度按照由模擬引擎確定的時間間隔發(fā)生，以便把誤差的積累減到最小。這些反應(yīng)要求使用可變步距求解程序，可變步距求解程序設(shè)計成對連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行建模，其中需要時間間隔不均勻的步距來模擬所有重大的行為。例如，人們可能想要模擬反彈球的路徑、它在哪里反彈、彈跳多高和它在哪里停止。不會被均勻地隔開，而且反彈的高度由于重力、摩擦及其他力將逐漸減小到零?？勺儾骄嗲蠼獬绦蛴糜谶@些類型的連續(xù)系統(tǒng)，并用于確定使用什么步距大小才能對球的行為準(zhǔn)確建模。在再一個實施例中，模型假定稱為″快速″的反應(yīng)已在″零時刻″完成，這實際上意味著在整個模型模擬中以具有最后結(jié)果值的常數(shù)的形式處理它們。如以前所指出的，隨機(jī)反應(yīng)根據(jù)有效概率分布在隨機(jī)時間上出現(xiàn)，這并非任何一種類型的求解程序都合適。為了或者單獨地或者為混合型系統(tǒng)的一部分適當(dāng)?shù)貫榘S機(jī)反應(yīng)的系統(tǒng)建模，，所述混合型系統(tǒng)既包括隨機(jī)又包括或者固定求解程序單元或者可變求解程序單元，可以采取以下步驟。模擬過程確定模型中每一個反應(yīng)的推定時間(步驟602)。一旦算出系統(tǒng)內(nèi)每一個反應(yīng)的推定的反應(yīng)時間，就通過推定的發(fā)生時間把所述時間排序為狀態(tài)陣列(步驟604)。在一個實施例中，狀態(tài)陣列是按發(fā)生時間排序的指針陣列，在模型模擬過程中每一個指針指向所述點上待執(zhí)行的對象。一旦排序，就執(zhí)行由陣列中的第一項識別的對象(步驟606)。因為頂部對象的執(zhí)行可以影響已建模系統(tǒng)中存在的物質(zhì)數(shù)量或者所述表中特定反應(yīng)的推定的反應(yīng)時間，所以重新計算所述狀態(tài)陣列中每一個條目的推定時間(步驟608)并將所述狀態(tài)陣列重新排序(步驟610)。模擬引擎120檢查待執(zhí)行的附加反應(yīng)(步驟614)。若存在附加反應(yīng)，則模擬引擎120檢查確定是否已達(dá)到最后一次模擬(步驟616)。若非如此，則模擬引擎120執(zhí)行狀態(tài)陣列中的下一個條目(步驟606)。否則，所述模擬結(jié)束。本專業(yè)的普通技術(shù)人員會意識到，還可以使用其它調(diào)度方法。在一個實施例中，模擬引擎120提供存儲整個模擬上下文的機(jī)制和恢復(fù)整個模擬上下文的機(jī)制。在本發(fā)明的一個方面，在模擬開始以前，將建模環(huán)境110中的標(biāo)志置位，當(dāng)所述模擬完成(因為最后的時間到、模擬被用戶中斷或其他)時，指令模擬環(huán)境120存儲模擬上下文。還可以執(zhí)行用于查詢是否應(yīng)該存儲所述上下文的替換程序(例如，當(dāng)完成模擬時用戶相互作用)。一旦模擬完成，可以以文件形式把所述模擬上下文存儲在工作空間參數(shù)中或者以某種其它格式存儲。在一個實施例中，把所述模擬上下文存入文件。可以自動地命名其中存有所述模擬上下文的所述文件。但是，作為另一方案，可以使用用戶定義的文件。用于保存所述模擬上下文的存儲器機(jī)制可以通過轉(zhuǎn)換過程從以存儲器轉(zhuǎn)儲的形式保存所述上下文改變?yōu)榘阉錾舷挛拇鎯ζ饕元毩⒂谄脚_的文本轉(zhuǎn)儲的形式保存。只要所涉及的計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)之間沒有體系結(jié)構(gòu)上的不兼容性，在結(jié)果上就不會有差異。其它實現(xiàn)方案，諸如把所述上下文以獨立于平臺的二進(jìn)制轉(zhuǎn)儲的形式或者以取決于平臺的文本轉(zhuǎn)儲的形式保存也都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。通過利用相應(yīng)的′繼續(xù)模擬′命令開始所述模擬來實現(xiàn)上下文恢復(fù)的用戶接口?？梢砸杂糜谟|發(fā)模擬或任何其它途徑的正常裝置的參數(shù)的形式來實現(xiàn)這一點。繼續(xù)模擬采取初始模擬的所有參數(shù)(強(qiáng)制性的和任選的)(諸如最后時間和附加的輸出次數(shù))作為參數(shù)。為了存入模擬上下文，可以在模擬引擎120中設(shè)置′StoreSimulationContext′標(biāo)志，或者可以通過分析環(huán)境130將′StoreSimulationContext′標(biāo)志傳遞到模擬引擎120?？梢源允褂闷渌鼘崿F(xiàn)方案(諸如在建模環(huán)境110中利用圖形元件)，或者除了使用標(biāo)記外還使用其它實現(xiàn)方案。另外，上下文存儲器可以是在模擬過程中(亦即，不中斷調(diào)節(jié)模擬)發(fā)生的活動。為此目的，用戶可以指定特定的存儲器狀態(tài)(例如，當(dāng)在模擬中到達(dá)某個時刻，諸如到達(dá)穩(wěn)態(tài)時，或當(dāng)存在模型變量的特定值時)。這可以產(chǎn)生一序列模擬上下文文件，帶有在模擬運行過程中模擬上下文的快速轉(zhuǎn)儲。在一個實施例中，模擬引擎120寄存構(gòu)成模擬上下文的存儲器的一些區(qū)域，并且隨后調(diào)用程序以便存儲和恢復(fù)所述模擬上下文。在一個實施例中，在模擬開始以前寄存存儲器中與模擬上下文有關(guān)的一些區(qū)域。這是借助于通過登記機(jī)制對一般存儲器分配調(diào)用重選路由來實現(xiàn)的。當(dāng)集合變量把基準(zhǔn)值和數(shù)值混合時，出現(xiàn)存儲和恢復(fù)所述模擬上下文方面的復(fù)雜性。為了說明這一點，考察Runge-Kutta45求解程序的屬性。在其C++的實現(xiàn)方案中，從VarStepSolver中得出類RK45。RK45的屬性是<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[ RK45 doublet0; double*x0;doublet1; double*x1; doubleh; double*dX[7]; boolprojectInterpolant; staticconstintid; staticconstdoublepower;]]></pre>所述定義揭示，RK45的實例包含數(shù)值屬性和引用屬性。各種引用包含專用于特定模擬的指針并且各種引用在模擬運行之間可以不同。這樣，恢復(fù)所述各種引用可能產(chǎn)生無效引用，因此，應(yīng)該排除所述各種引用。圖7描述用于RK45的一個實例的分配的存儲器770的一部分。所述分配的存儲器包括數(shù)值字段772、774、776、778、780、782和784以及引用字段786、788、790和792。存在用于跟蹤模擬上下文的存儲器分配的兩個基本方法。局部標(biāo)引模式跟蹤所述上下文的一部分的對象的有關(guān)變量。作為另一方案，可以保存全局表。第一方法非常適合于面向?qū)ο蟮木幋a范例，而第二方法更適合于過程風(fēng)格的編碼。本專業(yè)的技術(shù)人員將會意識到，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以使用識別和注釋由所述模擬上下文使用的存儲器部分的其它方法。在全局標(biāo)引模式的情況下，當(dāng)定義有關(guān)變量時，亦即，當(dāng)分配了有關(guān)變量的存儲器時，通過特殊調(diào)用來識別所述有關(guān)變量。為此目的，不是調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)運行時分配程序，而是使用中間函數(shù)調(diào)用，所述中間函數(shù)調(diào)用像在其他情況下所做那樣調(diào)用分配程序，但是在它返回以前，它以所述上下文的一部分的形式登記所述分配的存儲器。應(yīng)當(dāng)指出，所述標(biāo)引模式可以擴(kuò)展到保存局部模型信息，以方便選擇性上下文恢復(fù)。于是，甚至在別處在影響那些部分的存儲器布局的模型變化的情況下，可以識別模型中子系統(tǒng)的上下文并在請求時將其恢復(fù)。優(yōu)選實施例跟蹤各模型部分的實例和它們分配的存儲器，然后將唯一的標(biāo)識符賦予所述存儲器。在數(shù)字求解程序的模塊化以及日益廣泛地開創(chuàng)應(yīng)用面向?qū)ο蟮木幋a原理的情況下，已經(jīng)出現(xiàn)更呈分布式的實現(xiàn)方案的需要。在這種體系結(jié)構(gòu)中，變成最好不具有有關(guān)存儲器的全局下標(biāo)，而是為每一個對象在本機(jī)保存下標(biāo)。對上下文敏感的對象實現(xiàn)一種訪問方法，使它的上下文可用。有若干種可能的實現(xiàn)方案。例如，對象可能產(chǎn)生作為上下文的一部分的每一個存儲器位置的下標(biāo)并且具有由調(diào)用者執(zhí)行流操作，或者它可以流化所述存儲器內(nèi)容本身。這種局部標(biāo)引模式支持用于模型的各部分(例如，只有一個子系統(tǒng))的選擇性存儲器恢復(fù)，因為它是基于對象的。標(biāo)引上下文分段模型的原點，任選地與各種類型實現(xiàn)方案之間的轉(zhuǎn)換機(jī)制組合，允許模型的平臺和不同的編譯版本之間的恢復(fù)。例如，這支持使控制器在模擬過程中達(dá)到與詳細(xì)的現(xiàn)象學(xué)設(shè)備模型組合的穩(wěn)態(tài)工作點，存儲所述上下文，然后在產(chǎn)生用于控制器的代碼之后，利用同一上下文來將控制器代碼初始化。必須選擇正在使用的標(biāo)引類型集中式或分布式。這涉及標(biāo)引與存儲器分配調(diào)用的耦合一個表保持跟蹤作為上下文的一部分的各存儲器部分。當(dāng)分配作為實例的存儲器時，把它作為允許恢復(fù)它的上下文的一部分來標(biāo)引。直接的方法通過<地址、尺寸>變元標(biāo)引該實例的所有RK45特定存儲器。給定RK45實例的基地址和它的類型的尺寸，把存儲器的整個部分看作所述上下文的一部分。為了免去存儲器的引用部分，可以利用所述引用變量的存儲器分配調(diào)用。當(dāng)所述類型的定義會明確地排除存儲器的引用部分時，這避免可能需要的冗余。圖8A中舉例說明這種方法。當(dāng)定義RK45實例時，<地址，尺寸>元組標(biāo)記存儲器800的相應(yīng)部分，包括數(shù)值和引用兩者。接著，當(dāng)在圖8B中定義被引用變量之一(x0)時，建立<地址，尺寸>元組，所述<地址，尺寸>元組標(biāo)記其值位于其中的存儲器802。同樣，建立<地址，尺寸>元組作為并行標(biāo)引模式804的一部分，它保持跟蹤引用的存儲器區(qū)域。因而，本發(fā)明的一個實現(xiàn)方案包括帶有<地址，尺寸>元組的兩個標(biāo)引模式，一個用于與上下文有關(guān)的帶有數(shù)值和引用兩者的存儲器800，一個用于包含引用的這個存儲器的一部分802。這個實現(xiàn)方案允許把分配調(diào)用于標(biāo)引。作為另一方案，當(dāng)定義這些引用變量中的一個時，可以把引用的存儲器標(biāo)引模式中的<地址，尺寸>元組分區(qū)。這需要更高級一些的登記機(jī)制。在一個替代實現(xiàn)中，存儲器區(qū)域不是動態(tài)地構(gòu)造的，而是作為一組變量將其硬編碼，所述一組變量是所述上下文的一部分。實現(xiàn)兩個標(biāo)引模式并將它們彼此配合使用。因為用戶定義的函數(shù)的工作陣列是標(biāo)引的存儲器的一部分，所以不需要附加的努力來使用戶定義的框堅持所述恢復(fù)方案，而只要通過標(biāo)準(zhǔn)接口對各變量加以說明。例如，所述接口說明連續(xù)狀態(tài)變量是ssSetNumContStates(S，NUM_CONT_STATES)，其中S引用用戶定義的系統(tǒng)，而NUM_CONT_STATES是連續(xù)狀態(tài)的數(shù)目。為了方便更大的靈活性，還實現(xiàn)將往來于文件的選定變量流化的用于用戶定義的框的用戶選項。由于用于需要存儲和恢復(fù)的存儲器區(qū)域的標(biāo)引模式的緣故，需要一種調(diào)用標(biāo)引操作以及便利于上下文恢復(fù)的機(jī)制。指出以下一點很重要作為所述上下文的一部分的存儲器全都是在請求模擬運行時分配的。在執(zhí)行每一次模擬之前必須重新標(biāo)引，因為可能已經(jīng)發(fā)生所述執(zhí)行過程的變化(例如，可能已經(jīng)選定不同的求解程序)。圍繞主模擬循環(huán)實現(xiàn)所述恢復(fù)過程，如以下斜體代碼片斷所示<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[intSimulateModel(slModel*model,CmdlInfo*cmdlInfo) {... sm_SimStatus(model，SIMSTATUSRUNNING); if(slLoadContext(model))ssSetTFinal(SgetCtxTFinalo); whlee(ssGetT(S)＜ssGetTFinal(S)) ... } slCtDsStore(model);/*storecontextforpossiblecontinnation*/ if(!stopRequested) ssSetStopRequested(S，true); errmsg=slDoOutputAndUpdate(model); if(errmsg!=SL\_NoError)return(errmsg); } ... return(errmsg);}/*endSimulateModel*/]]></pre>開始模擬之前，確定是否需要借助于調(diào)用slLoadContext來恢復(fù)所述模擬上下文，在設(shè)定恢復(fù)標(biāo)志的情況下以相同的函數(shù)調(diào)用來執(zhí)行所述slLoadContext。一旦恢復(fù)了所述上下文，就像一般調(diào)用那樣進(jìn)行模擬。一旦完成，若所述框圖的StoreSimulationContext標(biāo)志已由用戶設(shè)置，則所述標(biāo)引的存儲器便由slCtxStore調(diào)用存儲。在一個實現(xiàn)方案中，將所述上下文寫入帶有mcx擴(kuò)展名的文件。圖9中的流程圖描述恢復(fù)機(jī)制的實現(xiàn)方案。當(dāng)模型屬性simulationContext尚未設(shè)置時，啟動所述上下文標(biāo)引。這是要保證，當(dāng)請求新的模擬運行時，將原來標(biāo)引的存儲器清除并重新賦值。否則，將對它進(jìn)行添加，并且按照增加的次數(shù)標(biāo)引存儲器的同一區(qū)域(涉及模擬運行次數(shù))。一旦slCtxStore把所述上下文寫入文件，或者在另一個退出路徑(例如，因為出錯狀態(tài))的情況下，就將simulationContext復(fù)位，以便指示所述新的模擬可以開始運行。當(dāng)啟動新的運行時，第一上下文改向分配調(diào)用將ContextInitializationComplete復(fù)位，將所述索引復(fù)位并建立第一<地址，尺寸>元組。然后相繼出現(xiàn)的分配調(diào)用完成存儲器變址，包括標(biāo)引包含引用而不是數(shù)值的上下文存儲器部分的模式。這功能總是需要的(亦即，當(dāng)不恢復(fù)上下文時也是如此)，因為它促進(jìn)上下文存儲。然后確定用戶是否請求一個模擬繼續(xù)，用loadContext標(biāo)志表明。若是如此，則驗證捕獲存儲的上下文的模型的存儲器映射的模型檢查和(modelchecksum)，并且當(dāng)它遵循待模擬的模型檢查和時，恢復(fù)所述上下文。這是重要的，因為用于保存模擬上下文的模型存儲器的映射必須與模型兼容。然后執(zhí)行主要模擬循環(huán)，并且當(dāng)完成時，把當(dāng)前的模擬上下文寫入文件。應(yīng)該指出，所述上下文保存必須在隨后的slDoOutputAndUpdate以前完成，因為在固定的步距大小的情況下，評估slDoOutputAndUpdate使離散脈沖發(fā)生器的狀態(tài)進(jìn)入下一個時間點，但是從當(dāng)前時刻重新啟動繼續(xù)。圖9描述模擬引擎可以恢復(fù)模擬上下文然后執(zhí)行的一系列步驟。所述序列從loadContext變量設(shè)置為零開始(步驟920)。對關(guān)于存儲的模擬上下文是否可用(步驟922)作出判斷。若存儲的模擬上下文可用，則把loadContext變量設(shè)定為1(步驟924)。接著，把變量restoreSimulationContext設(shè)定為等于變量loadContext(步驟926)。若未設(shè)置變量simulationContext(步驟927)，則向存儲器賦值(步驟928)。接著，裝入simulationContext存儲器(步驟930)并確認(rèn)所述裝入(步驟931)。若模擬上下文已經(jīng)恢復(fù)，則進(jìn)行模擬(步驟933)?？梢栽谌Q于或者模擬之前或者相互配合地確定的用戶的愿望的模擬之后保存所述模擬上下文。若要保存所述模擬上下文，則保存所述模擬上下文(步驟934)，并且所述simulationContext變量復(fù)位為零(步驟936)，而同時釋放被賦值的存儲器。若不保存所述模擬上下文，則仍舊將simulationContext數(shù)值設(shè)定為零(步驟936)。所恢復(fù)的模擬上下文可以用來從公共的可再現(xiàn)的點運行多次分析，以便測試替代方案。所恢復(fù)的模擬上下文可以用來并行地同時運行所述替代分析。在另一個實施例中，所述模擬上下文可以用來更新結(jié)構(gòu)模型。通過保證準(zhǔn)確性通過以前的模擬方法把所述模擬上下文的恢復(fù)保存一段有意義的時間，盡管不必重新運行用于模擬的過渡或初始化階段的模擬。還可以在不停止模擬的情況下從運行的模擬保存多個模擬上下文，從而有助于調(diào)試及其他類型的分析。本發(fā)明的說明性實施例使種類繁多的系統(tǒng)的模擬成為可能，而不限于基于時間的框圖。在另一個實施例中，優(yōu)化可逆的反應(yīng)的模擬。在這些實施例中，分解狀態(tài)陣列以便識別在同一模擬時間在狀態(tài)陣列中是否出現(xiàn)可逆反應(yīng)的″兩個方向″，亦即，待模擬的下兩個反應(yīng)是不是Ce-＞Br和Br-＞Ce。當(dāng)發(fā)生這種情況時，兩個反應(yīng)都會變壞，因為它們的輸出彼此取消。利用眾所周知的代碼優(yōu)化技術(shù)，可以把這個概念擴(kuò)展到3個或更多的反應(yīng)，它們共同對消彼此的輸出，例如，Ce-＞Br，Br-＞Pb，Pb-Ce。再一次參見圖1，模擬引擎120所產(chǎn)生的結(jié)果可以由分析環(huán)境130使用。在其他實施例中，分析環(huán)境130直接在模型上操作，以便例如為已建模的系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)數(shù)值，而不是模擬所述系統(tǒng)。在這些實施例中的一些實施例中，分析工具120通過把所有微分方程的導(dǎo)數(shù)設(shè)置為0并用代數(shù)的方法求解所述系統(tǒng)來做到這一點。在這些實施例的其他一些實施例中，分析引擎執(zhí)行通量平衡分析，如先有技術(shù)已知的，以便確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值。其它眾所周知的分析形式可以由分析環(huán)境120使用，包括利用非線性求解程序、敏感性分析、分叉分析、參數(shù)掃描、參數(shù)估計和網(wǎng)絡(luò)推理分析。這些分析的結(jié)果可以提供給模擬引擎120作為用于其計算的輸入。分析環(huán)境130可以進(jìn)一步處理由模擬引擎120產(chǎn)生的結(jié)果或者它可以以視覺方式或以聽覺方式顯示結(jié)果。例如，分析環(huán)境130可以使用圖形可視化技術(shù)來向用戶識別類似的途徑。在某些實施例中，分析環(huán)境130與數(shù)據(jù)采集硬件(圖1中未示出)接口，數(shù)據(jù)采集硬件允許分析環(huán)境130把所產(chǎn)生的結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)比較。在這些實施例中，從正在進(jìn)行的試驗采集的數(shù)據(jù)用來糾正或產(chǎn)生現(xiàn)場出現(xiàn)的反應(yīng)的模型。在某些實施例中，在微點陣或基因芯片上進(jìn)行試驗。例如，若模型預(yù)測存在給定的蛋白質(zhì)，但是從試驗采集的數(shù)據(jù)表明所述蛋白質(zhì)不存在，則分析工具130可以用信號通知用戶(或者以聽覺方式或者以視覺方式)，所述現(xiàn)場試驗和預(yù)測的響應(yīng)不同。對于在微點陣上進(jìn)行的試驗的實施例，所采集的數(shù)據(jù)在微孔之間可以不同。在這些實施例中，分析工具可以求所采集的數(shù)據(jù)值的平均值。在這些實施例的其他一些實施例中，如果單一微孔的數(shù)據(jù)不同于模型的預(yù)測響應(yīng)，那么，分析環(huán)境130可以將這種差異信號化。在某些實施例中，現(xiàn)場試驗和預(yù)測結(jié)果之間的容許差異的量是可以由用戶配置的。在其他實施例中，分析工具把所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至建模環(huán)境110，以便可以修改模型來補(bǔ)償所述差異。在再一個實施例中，分析環(huán)境130用圖解方式顯示試驗的預(yù)計結(jié)果和從所述試驗采集的數(shù)據(jù)。在其他實施例中，數(shù)據(jù)采集硬件允許分析工具根據(jù)模擬引擎120所產(chǎn)生的結(jié)果控制正在進(jìn)行的試驗。這些實施例在納米機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)上可能是有用的。在這些實施例中，模型可以要求現(xiàn)場溫度為華氏102度。若熱電耦測量的現(xiàn)場環(huán)境溫度表示所述溫度已經(jīng)降低到華氏102度以下，則可以給所述試驗施加更多的熱。數(shù)據(jù)采集硬件可以包括任何數(shù)量的與執(zhí)行整體建模、模擬和分析環(huán)境100的計算平臺兼容的硬件裝置。例如，在環(huán)境100在一臺個人計算機(jī)上執(zhí)行的實施例中，數(shù)據(jù)采集硬件與局部本機(jī)系統(tǒng)總線220接口。在諸如圖2B所示的實施例中，數(shù)據(jù)采集硬件與HyperTransport總線、快速I/O總線或InfiniBand接口。數(shù)據(jù)采集硬件可以與使用GPIB(IEEE-488，HPIB)、VISA、TCP/IP和UDP標(biāo)準(zhǔn)的儀表和試驗通信。盡管上面已經(jīng)把本發(fā)明的系統(tǒng)和方法描述為在單機(jī)上執(zhí)行，但是它們還可以用于客戶-服務(wù)器環(huán)境，諸如X-Windows或MicrosoftTerminalServices(終端業(yè)務(wù))。建模環(huán)境110、模擬引擎120和分析環(huán)境130可以分別在單機(jī)上執(zhí)行，或者可以以機(jī)器之間的任何組合的形式將它們聚集在一起。例如，在一個特定的實施例中，建模環(huán)境110和分析環(huán)境130在″客戶″機(jī)上執(zhí)行，而同時模擬引擎在″服務(wù)器″機(jī)上執(zhí)行。在這些實施例中，計算機(jī)可以通過若干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接，包括總線、星形或環(huán)形拓?fù)洹＞W(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，諸如互聯(lián)網(wǎng)。而且相應(yīng)的計算機(jī)可以通過各種各樣的連接，包括標(biāo)準(zhǔn)電話線路、局域網(wǎng)或城域網(wǎng)鏈接(例如，T1，T3，56kb，X.25)、寬帶連接(ISDN，幀中繼，ATM)和無線連接連接到網(wǎng)絡(luò)180。連接可以利用各種各樣的通信協(xié)議(TCP/IP，IPX，SPX，NetBIOS，NetBEUI，SMB，以太網(wǎng)，ARCNET，光纖分布數(shù)據(jù)界面(FDDI)，RS232，IEEE802.11，IEEE802.11a，IEEE802.11b，IEEE802.11g和直接異步連接)建立。本發(fā)明的實施例涉及計算機(jī)存儲產(chǎn)品，計算機(jī)存儲產(chǎn)品包括計算機(jī)可讀介質(zhì)，計算機(jī)可讀介質(zhì)具有在其上的用于執(zhí)行各種各樣的由計算機(jī)實現(xiàn)的操作的計算機(jī)代碼。所述介質(zhì)和計算機(jī)代碼可以是為達(dá)到本發(fā)明的目的而專門設(shè)計和構(gòu)造的，或者它們可以是眾所周知的計算機(jī)軟件技術(shù)專業(yè)技術(shù)人員可用的類型。計算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括(但不限于)磁介質(zhì)，諸如硬盤、軟盤和磁帶；光學(xué)介質(zhì)，諸如CD-ROM、CD-R/RW盤、DVD-ROM、DVD-RAM、和全息裝置；磁光介質(zhì)，諸如軟磁光盤；固態(tài)存儲器，諸如閃存驅(qū)動器、存儲器棒、xD卡、多媒體卡和智能介質(zhì)卡；以及專門配置來存儲和執(zhí)行程序代碼的硬件裝置，諸如專用集成電路(″ASIC″)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯器件(″PLD″)、只讀存儲器(″ROM″)、隨機(jī)訪問存儲器(″RAM″)、可擦除可編程的只讀存儲器(″EPROM″)和電可擦除可編程的只讀存儲器(″EEPROM″)。被包含在這樣的計算機(jī)可讀介質(zhì)上的計算機(jī)代碼的示例包括機(jī)器碼，諸如由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器碼；以及包含利用解釋器由計算機(jī)執(zhí)行的較高層次代碼的文件。例如，本發(fā)明的實施例可以是利用Java，C++或其它面向?qū)ο蟮木幊陶Z言和開發(fā)工具實現(xiàn)的。盡管已經(jīng)參照不同的具體的實施例描述了本發(fā)明，但本專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以施加不同的改變和等效的替換，而又不脫離由后附的權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍。另外，對于本發(fā)明的目標(biāo)可以進(jìn)行修改以便適應(yīng)特定的情況、材料、要點成份、方法、過程、步驟系列，而同時在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，而且這樣的修改均擬落在后附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。具體地說，盡管已經(jīng)參照特定的步驟以特定的次序描述了所公開的方法，但是應(yīng)該明白，可以將這些步驟組合、細(xì)分或重新排序，以便形成等效的方法，而又不脫離本發(fā)明的傳授。因此，除非在這里具體地指出，步驟的次序和組合都不是對本發(fā)明的限制。附錄A<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[ ?。紉mlverslon=″1.0″encoding=″UTF-8″＞ -＜modelname=″FieldKorosNoyesModel″＞ -＜notes＞ ?。糷1＞Field-Koros-NoyesModelofBZReaction＜/h1＞ -＜tableborder=″0″cellspacing=″0″cellpadding=″2″＞ -＜thead＞ -＜tr＞ ＜thalign=″left″valign=″middle″bgcolor=″#eeeeee″>Citation＜/th＞ ?。?tr＞ ?。?thead＞ -＜tbody＞ -＜tr＞ -＜td＞ R.J.FieldandR.M.Noyes，J.Chem.Phys.60，1877(1974); R.J.Field,E.Koros,R.M.Noyes，JACS94，8649(1972);R.J.Field, R.M.Noyes,Nature237，390(1972)Thisimplementationistaken manufacturedbyJ.D.Murray，″MathematicalBioiogy″(1989)page181. ＜anrer=″″/＞ ?。?td＞ ?。?tr＞ ?。?tbody＞ ?。?table＞ -＜tableborder=″0″cellspacing=″0″cellpadding=″2″＞ -＜thead＞ -＜tr＞ ＜thalign=″left″valign=″middle″bgcolor=″#eeeeee″>Description＜/th＞ ?。?tr＞ ＜/thead＞ -＜tbody＞ -＜tr＞ ?。紅d＞FieldNoyesVersionofBelousov-ZhabotinskyReaction.BrO3isheldconstant;HOBristypicallyignored，andcanbereplacedbyanempty-set.Thestoichiometryfistypicallytakenas1/2or1(denominator1or2inSBML).＜/td＞ ＜/tr＞ ?。?tbody＞ ?。?table＞ -＜tableborder=″0″cellspacing=″0″cellpadding=″2″＞ -＜thead＞ -＜tr＞ ?。紅halign=″left″valign=″middle″bgcolor=″#eeeeee″＞Rateconstant＜/th＞ ?。紅halign=″left″valign=″middle″bgcolor=″#eeeeee″＞Reaction＜/th＞ ?。?tr＞ ?。?thead＞ -＜tbody＞ -＜tr＞ ?。紅d＞k1=1.3＜/td＞ ?。紅d＞Br+BrO3-＞HBrO2+HOBr＜/td＞＜/tr＞ -＜tr＞ ?。紅d＞k2=2000000＜/td＞ ?。紅d＞Br+HBrO2-＞HOBr＾2＜/td＞ ?。?tr＞ -＜tr＞ ?。紅d＞k3=34＜/td＞ ?。紅d＞BrO3+HBrO2-＞Ce＾2+HBrO2＾2＜/td＞ ?。?tr＞ -＜tr＞ ?。紅d＞k4=3000＜/td＞ ?。紅d＞HBrO2＾2-＞BrO3+HOBr＜/td＞ ＜/tr＞ -＜tr＞ ?。紅d＞k5=0.02＜/td＞ ?。紅d＞Ce-＞Br＾f＜/td＞ ＜/tr＞ ?。?tbody＞ ?。?table＞ -＜tableborder=″0″cellspacing=″0″cellpadding=″2″＞ -＜thead＞ -＜tr＞ ?。紅halign=″left″valign=″middle″bgcolor=″#eeeeee″>Variable＜/th＞ ＜thalign=″left″valign=″middle″bgcolor=″#eeeeee″>IC＜/th＞ ?。紅halign=″left″valign=″middle″bgcolor=″#eeeeee″>ODE＜/th＞ ?。?tr＞ ?。?thead＞ -＜tbody＞ -＜tr＞ ?。紅d＞Br＜/td＞ ?。紅d＞0.003＜/td＞ ＜td＞Br′[t]==-(k1*Br[t]*BrO3[t])+f*k5*Ce[t]-k2*Br[t]*HBrO2[t]＜/td＞ ?。?tr＞ -＜tr＞ ＜td＞Ce＜/td＞ ?。紅d＞0.05＜/td＞ ＜td＞Ce′[t]==-(k5*Ce[t])+2*k3*BrO3[t]*HBrO2[t]＜/td＞ ?。?tr＞ -＜tr＞ ?。紅d＞HBrO2＜/td＞ ?。紅d＞0.001＜/td＞＜td＞HBrO2′[t]==k1*Br[t]*BrO3[t]-k2*Br[t]*HBrO2[t]+ k3*BrO3[t]*HBrO2[t]-k4*HBrO2[t]＾2＜/td＞ ?。?tr＞ -＜tr＞ ＜td＞HOBr＜/td＞ ?。紅d＞0＜/td＞ ＜td＞HOBr′[t]==k1*Br[t]*BrO3[t]+2*k2*Br[t]*HBrO2[t] +k4*HBrO2[t]＾2＜/td＞ ?。?tr＞＜/tbody＞ ?。?table＞ ?。?body＞ ?。?notes＞ -＜listOfCompartments＞ ?。糲ompartmentname=″BZ″/＞ ?。?listOfCompartments＞ -＜listOfSpecies＞＜speciename=″Br″initialAmount=″0.003″compartment=″BZ″ boundaryCondition=″false″/＞ ?。約peciename=″BrO3″initialAmount=″0.1″compartment=″BZ″ boundaryCondition=″true″/＞ ?。約peciename=″Ce″initialAmount=″0.05″compartment=″BZ″ boundaryCondltion=″false″/＞ ＜speciename=″HBrO2″initialAmount=″0.001″compartment=″BZ″ boundaryCondition=″false″/＞ ?。約peciename=″HOBr″initialAmount=″0″compartment=″BZ″ boundaryCondition=″false″/＞ ?。?listOfSpecies＞ -＜listOfReactions＞ -＜reactionname=″Reaction1″reversible=″false″＞ -＜listOfReactants＞ ?。約pecieReferencespecie=″Br″/＞ ＜specieReferencespecie=″BrO3″/＞ ?。?listOfReactants＞ -＜listOfProducts＞ ?。約pecieReferencespecie=″HBrO2″/＞ ＜specieReferencespecie=″HOBr″/＞ ?。?listOfProducts＞ -＜kineticLawformula=″Br*BrO3*k1″＞ -＜listOfParameters＞ ?。紁arametername=″k1″value=″1.3″/＞ ?。?listOfParameters＞ ?。?kineticLaw＞ ＜/reaction＞ -＜reactionname=″Reaction2″reversible=″false″＞ -＜listOfReactants＞ ?。約pecieReferencespecie=″Br″/＞ ＜specieReferencespecie=″HBrO2″/＞ ?。?listOfReactants＞ -＜listOfProducts＞ ＜specieReferencespecie=″HOBr″stoichiometry=″2″/＞ ?。?listOfProducts＞ -＜kineticLawformula=″Br*HBrO2*k2″＞ -＜listOfParameters＞ ＜parametername=″k2″value=″2000000″/＞ ?。?listOfParameters＞ ＜/kineticLaw＞ ?。?reaction＞ -＜reactionname=″Reaction3″reversible=″false″＞-＜listOfReactants＞ ?。約pecieReferencespecie=″BrO3″/＞ ?。約pecieReferencespecie=″HBrO2″/＞ ?。?listOfReactants＞ -＜listOfProducts＞ ?。約pecieReferencespecie=″Ce″stoichiometry=″2″/＞ ＜specieReferencespecie=″HBrO2″stoichiometry=″2″/＞ ?。?listOfProducts＞ -＜kineticLawformula=″BrO3*HBrO2*k3″＞ -＜listOfParameters＞ ?。紁arametername=″k3″value=″34″/＞ ?。?listOfParameters＞ ?。?kineticLaw＞ ＜/reaction＞ -＜reactionname=″Reaction4″reversibie=″false″＞ -＜listOfReactants＞ ?。約pecieReferencespecie=″HBrO2″/＞ ＜/listOfReactants＞ -＜listOfProducts＞ ＜specieReferencespecie=″BrO3″/＞ ?。約pecieReferencespecie=″HOBr″/＞ ＜/listOfProducts＞ -＜kineticLawformula=″HBrO2＾2*k4″＞ -＜listOfParameters＞ ?。紁arametername=″k4″value=″3000″/＞ ＜/listOfParameters＞ ?。?kinetlcLaw＞ ?。?reaction＞ -＜reactionname=″Reaction5″reversible=″false″＞ -＜listOfReactants＞ ?。約pecleReferencespecie=″Ce″/＞ ?。?listOfReactants＞ -＜listOfProducts＞ ＜specieReferencespecie=″Br″stoichiometry=″1″denominator=″2″/＞ ?。?listOfProducts＞ -＜kineticLawformula=″Ce*k5″＞ -＜listOfParameters＞ ＜parametername=″k5″value=″0.02″/＞ ?。紁arametername=″f″value=″0.5″/＞ ＜/listOfParameters＞ ＜/kineticLaw＞ ?。?reaction＞ ＜/listOfReactions＞ ?。?model＞ ＜/sbml＞]]></pre>權(quán)利要求1.一種用于根據(jù)在試驗平臺上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗所產(chǎn)生的試驗結(jié)果修改生物過程模型的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括模擬引擎，它從所述生物過程模型產(chǎn)生預(yù)計結(jié)果；以及分析環(huán)境，它與所述模擬引擎通信，所述分析環(huán)境從試驗平臺采集數(shù)據(jù)并把所述預(yù)計結(jié)果與從所述平臺采集的數(shù)據(jù)比較。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境輸出由所述分析環(huán)境執(zhí)行的分析的結(jié)果。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境包括圖形顯示，用于顯示由所述模擬引擎產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和從所述平臺采集的試驗數(shù)據(jù)。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)由所述模擬引擎產(chǎn)生的所述預(yù)計結(jié)果和從所述平臺采集的所述數(shù)據(jù)之間的差異超過預(yù)定的閾值時，所述分析環(huán)境產(chǎn)生一個事件。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中還包括建模環(huán)境，用于構(gòu)造所述生物過程的模型。6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述建模環(huán)境包括圖形用戶接口，用于接受用戶命令和數(shù)據(jù)來構(gòu)造所述生物過程的模型。7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境與所述建模環(huán)境通信。8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述分析引擎向所述建模環(huán)境發(fā)送從所述平臺采集的所述數(shù)據(jù)。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述建模環(huán)境利用所述發(fā)送的數(shù)據(jù)來改善所述產(chǎn)生的生物過程的模型。10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境從微點陣采集數(shù)據(jù)。11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境從試驗裝置采集數(shù)據(jù)。12.一種用于響應(yīng)由在試驗平臺上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗產(chǎn)生的試驗結(jié)果來修改生物過程模型的方法，所述方法包括以下步驟(a)進(jìn)行現(xiàn)場試驗；(b)通過模擬引擎訪問所述生物過程的模型；(c)通過所述模擬引擎根據(jù)所述生物過程的所述模型產(chǎn)生預(yù)計結(jié)果；(d)采集與所述試驗有關(guān)的數(shù)據(jù)；以及(e)通過分析環(huán)境把所述產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和從所述試驗平臺采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中還包括通過所述分析環(huán)境顯示由所述模擬引擎產(chǎn)生的所述預(yù)計結(jié)果和從所述平臺采集的所述試驗數(shù)據(jù)的步驟。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述顯示步驟包括用圖解方式顯示由所述模擬引擎產(chǎn)生的所述預(yù)計結(jié)果和從所述試驗平臺采集的所述試驗數(shù)據(jù)。15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中還包括當(dāng)所述產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和所述采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過預(yù)定的閾值時產(chǎn)生一個事件的步驟。16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中還包括通過建模環(huán)境接受用戶命令和數(shù)據(jù)以便構(gòu)造所述生物過程的模型的步驟。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述建模環(huán)境通過圖形用戶接口接收用戶命令和數(shù)據(jù)。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中還包括把所述采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述建模環(huán)境的步驟。19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中還包括通過所述建模環(huán)境利用所述發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述生物過程的改善的模型的步驟。20.如權(quán)利要求12所述的方法，其中步驟(a)包括利用微點陣進(jìn)行現(xiàn)場試驗。21.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中步驟(a)包括利用試驗裝置進(jìn)行現(xiàn)場試驗。22.一種用于響應(yīng)由在試驗平臺上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗產(chǎn)生的試驗結(jié)果而修改生物過程模型的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括模擬引擎，它從所述生物過程的模型產(chǎn)生預(yù)計結(jié)果；以及分析環(huán)境，它與所述模擬引擎通信，所述分析環(huán)境從試驗平臺采集數(shù)據(jù)并把所述預(yù)計結(jié)果與從所述試驗平臺采集的數(shù)據(jù)加以比較。23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境顯示由所述模擬引擎產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和從所述試驗平臺采集的所述試驗數(shù)據(jù)。24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境包括圖形顯示，用于顯示由所述模擬引擎產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和從所述試驗平臺采集的所述試驗數(shù)據(jù)。25.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境還包括報警器，當(dāng)由所述模擬引擎產(chǎn)生的所述預(yù)計結(jié)果和從所述平臺采集的所述數(shù)據(jù)之間的差異超過預(yù)定的閾值時觸發(fā)所述報警器。26.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中還包括建模環(huán)境，用于構(gòu)造所述生物過程的模型。27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述建模環(huán)境包括圖形用戶接口，用于接受用戶命令和數(shù)據(jù)以便構(gòu)造所述生物過程的模型。28.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述分析環(huán)境與所述建模環(huán)境通信。29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述分析引擎向所述建模環(huán)境發(fā)送從所述試驗平臺采集的數(shù)據(jù)。30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述建模環(huán)境利用所述發(fā)送的數(shù)據(jù)來改善所述產(chǎn)生的生物過程模型。31.一種用于響應(yīng)在試驗平臺上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗產(chǎn)生的試驗結(jié)果而修改化學(xué)反應(yīng)模型的方法，所述方法包括以下步驟(a)進(jìn)行現(xiàn)場試驗；(b)通過模擬引擎訪問所述化學(xué)反應(yīng)的模型；(c)通過所述模擬引擎根據(jù)所述化學(xué)反應(yīng)的所述模型產(chǎn)生預(yù)計結(jié)果；(d)采集與所述化學(xué)試驗有關(guān)的數(shù)據(jù)；以及(e)通過分析環(huán)境把所述產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果與從所述試驗平臺采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中還包括通過所述分析環(huán)境顯示由所述模擬引擎產(chǎn)生的所述預(yù)計結(jié)果和從所述試驗平臺采集的所述試驗數(shù)據(jù)的步驟。33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述顯示步驟包括用圖解方式顯示由所述模擬引擎產(chǎn)生的所述預(yù)計結(jié)果和從所述試驗平臺采集的所述試驗數(shù)據(jù)。34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中還包括當(dāng)所述產(chǎn)生的預(yù)計結(jié)果和所述采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過預(yù)定的閾值時觸發(fā)報警器的步驟。35.如權(quán)利要求31所述的方法，其中還包括通過建模環(huán)境接受用戶命令和數(shù)據(jù)以便構(gòu)造所述化學(xué)反應(yīng)模型的步驟。36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述建模環(huán)境通過圖形用戶接口接收用戶命令和數(shù)據(jù)。37.如權(quán)利要求35所述的方法，其中還包括把采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述建模環(huán)境的步驟。38.如權(quán)利要求35所述的方法，其中還包括通過所述建模環(huán)境利用所述發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生改善的化學(xué)反應(yīng)模型的步驟。全文摘要一種用于根據(jù)試驗平臺上進(jìn)行的現(xiàn)場試驗產(chǎn)生的試驗結(jié)果改變化學(xué)反應(yīng)或生化過程模型的系統(tǒng)包括模擬引擎和分析環(huán)境。模擬引擎產(chǎn)生由化學(xué)反應(yīng)或生化過程模型產(chǎn)生的預(yù)期結(jié)果。分析環(huán)境與模擬引擎通信，從試驗平臺采集數(shù)據(jù)并比較預(yù)期結(jié)果和從平臺采集的數(shù)據(jù)。文檔編號G06G7/58GK1942878SQ200580011524公開日2007年4月4日申請日期2005年2月18日優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日發(fā)明者R·盧里,J·F·?？肆?R·E·帕克森,E·W·古利申請人:數(shù)學(xué)工程公司