Простое руководство по атомарности в c++

Строение атома

Великие ученые и философы древности упорно бились над вопросом, из чего же состоят вещества, которые их окружают. Впервые идею о том, что все тела живой и неживой природы состоят из мельчайших частиц — атомов — высказал древнегреческий ученый Демокрит целых 2500 лет назад! 

Что же из себя представляет атом?

Атом — это мельчайшая химически неделимая частица вещества.

Атомы могут соединяться друг с другом с помощью химических связей в различной последовательности, образуя более сложные частицы — молекулы. 

Можно провести аналогию: атом — это отдельный человек, а молекулы — группы людей, объединенные общим признаком (семья, одноклассники, коллеги, любители кошек, любители собак).

Молекулы — это мельчайшие частицы, которые состоят из атомов. Они являются химически делимыми.

Долгое время считалось, что атом нельзя разделить далее на составляющие. Но с развитием науки ученые-физики выяснили, что атом состоит из более мелких, или элементарных частиц  — протонов (p), нейтронов (n) и электронов (ē). В центре атома располагается ядро, которое состоит из протонов и нейтронов (их общее название нуклоны), а вокруг ядра вращаются электроны. 

Электроны являются элементарными частицами, то есть неделимыми мельчайшими частицами. Протоны и нейтроны состоят из более мелких кварков, однако в рамках школьной программы кварки не рассматриваются, поэтому протоны и нейтроны мы также относим к элементарным частицам.

Каждая из элементарных частиц в атоме имеет свой заряд и массу.

Тогда более точно определение атома будет звучать так.

Атом — электронейтральная химически неделимая частица, которая состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов.

Перейдем от теоретической информации к практической и научимся определять количество элементарных частиц в заданном атоме. Этот навык очень пригодится нам при решении заданий первой части!

Современные достижения и объективные ограничения в исследованиях экстремальных состояний вещества.

Свойства вещества в состояниях с необычно высокой концентрацией энергии (такие состояния и соответствующие им внешние условия и называют экстремальными) всегда представляли значительный интерес в различных разделах физики и смежных наук — астрофизики, геофизики, некоторых прикладных дисциплин. В последние годы исследования экстремальных состояний вещества приобрели особенно большое значение: возник ряд важных практических задач (таких, как осуществление контролируемого термоядерного синтеза или получение сверхтвердых материалов), экстремальные условия стали создавать новыми методами, в природе были открыты новые экстремальные состояния (нейтронное вещество в пульсарах).

Говоря об экстремальных состояниях вещества и экстремальных внешних условиях, о сверхвысокой концентрации энергии, имеют в виду, прежде всего, сверхвысокие температуры и сверхвысокие давления, которые действуют на вещество.

Нагревание и сжатие вещества можно изучать порознь. Каждый из процессов по-своему изменяет состояние вещества. Цель данной работы — дать общее представление об области экстремальных состояний в целом, а также рассмотреть результаты наиболее любопытных исследований экстремальных состояний вещества.

Целесообразно начать с рассмотрения диаграммы состояния вещества в координатах «температура — давление» (см. рис.1). К данной диаграмме мы будем возвращаться на протяжении всей работы, поскольку она представляет, хоть и весьма схематично,  графическую квинтэссенцию всего того, что известно об области экстремальных состояний вещества на сегодняшний день.

Горизонтальную ось диаграммы отметим буквой T, означающей температуру в градусах Кельвина.

Нет нужды разъяснять, что, подводя энергию к веществу нагреванием, мы можем судить о концентрации энергии по температуре. Но о том, что мерой концентрации энергии может служить и давление, следует сказать несколько поясняющих слов.

Прежде всего, проделаем одну несложную манипуляцию. Возьмем отношение единицы силы к единице площади, то есть единицу давления. Умножим числитель и знаменатель этой дроби на единицу длины. В числителе тогда образуется единица энергии, в знаменателе — единица объема. В результате мы получаем меру концентрации энергии в веществе. Но дробь от умножения не изменилась, осталась единицей давления. Значит, концентрация энергии в веществе определяется также и приложенным к нему давлением. Сжатие — второй способ, которым можно насытить вещество энергией.

Вертикальную ось на диаграмме отметим буквой P, означающей давление.

Значение кондиционного состояния для программирования

Кондиционное состояние имеет важное значение в программировании, поскольку позволяет программам принимать различные решения в зависимости от определенных условий. Кондиционное состояние позволяет программистам создавать логические выражения, которые определяют, какой код будет выполнен в зависимости от условий

Программирование с использованием кондиционного состояния позволяет создавать более гибкие и умные приложения. Программа может адаптироваться к различным условиям и принимать различные решения на основе текущего состояния или вводных данных.

В языках программирования обычно используются условные конструкции, такие как if-else и switch, для определения кондиционных состояний. С помощью этих конструкций программисты могут указать различные действия, которые должны быть выполнены в зависимости от истинности или ложности определенных условий.

Рассмотрим пример использования кондиционного состояния в языке программирования Java:

1. Создадим переменную age, которая будет содержать возраст пользователя.
2. Используем условную конструкцию if-else, чтобы проверить, является ли пользователь совершеннолетним или нет.
3. Если возраст пользователя больше или равен 18, то выводим сообщение «Вы совершеннолетний(ая)».
4. В противном случае выводим сообщение «Вы несовершеннолетний(ая)».

int age = 20;

if (age >= 18) {

System.out.println(«Вы совершеннолетний(ая)»);

} else {

System.out.println(«Вы несовершеннолетний(ая)»);

}

В данном примере программа проверяет значение переменной age и в зависимости от этого выводит соответствующее сообщение. Если значение age равно или больше 18, программа выведет «Вы совершеннолетний(ая)», в противном случае будет выведено «Вы несовершеннолетний(ая)».

Таким образом, использование кондиционного состояния позволяет программистам создавать гибкие и умные приложения, которые могут реагировать на различные условия и принимать соответствующие решения.

Правила построения диаграммы состояний

При построении диаграммы состояний UML рекомендуется следовать определенным правилам, чтобы обеспечить понятность и четкость модели. Вот некоторые из основных правил построения диаграммы состояний:

1. Определите объект или систему. Ясно определите, для какого объекта или системы вы создаете диаграмму состояний. Это поможет установить контекст и ограничения модели.
2. Выделите состояния. Определите все возможные состояния объекта или системы, которые имеют значимое поведение. Состояния должны быть достаточно четкими и понятными, чтобы отразить основные переходы и поведение объекта.
3. Определите переходы. Опишите переходы между состояниями, указывая события или условия, которые инициируют переход. Переходы должны быть логичными и понятными, а защитные условия, если применимы, должны быть ясно определены.
4. Укажите действия. Определите действия или операции, которые выполняются при переходе между состояниями. Это может быть связано с изменением переменных, вызовом методов или выполнением других действий.
5. Уточните внутреннее поведение. Если состояние является сложным или имеет дополнительные подсостояния, уточните внутреннее поведение каждого состояния, определив его собственные переходы, действия и события.
6. Используйте подходящие символы. Применяйте соответствующие символы UML для обозначения состояний, переходов, событий, действий и других элементов диаграммы состояний. Это поможет обеспечить единообразие и понятность модели.
7. Поддерживайте четкость и простоту. Старайтесь поддерживать диаграмму состояний простой, понятной и легко читаемой. Избегайте перегруженности символами и излишней сложности. Выделите основные состояния и переходы, которые наиболее важны для понимания поведения объекта или системы.
8. Документируйте и комментируйте. Предоставьте достаточное количество комментариев и документации для объяснения основных аспектов модели. Это поможет другим разработчикам и заинтересованным сторонам лучше понять модель и ее назначение.

Помните, что диаграмма состояний служит для визуализации поведения объекта, поэтому поддерживайте её ясность и понятность.

Примеры кондиционного состояния

Кондиционное состояние – это состояние системы, которое зависит от выполнения определенного условия. Вот несколько примеров:

1. Кондиционное состояние в программировании

   В программировании кондиционное состояние часто используется для управления ходом выполнения программы. Например, условный оператор позволяет выполнить определенный блок кода только при выполнении определенного условия.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

2. Кондиционное состояние в метеорологии

   В метеорологии кондиционное состояние может описывать погодные условия, которые меняются в зависимости от различных факторов, таких как температура, атмосферное давление и влажность. Например, если температура определенного района составляет менее 0°C, это может указывать на наличие кондиционного состояния – снегопада.

3. Кондиционное состояние в экономике

   В экономике кондиционное состояние может описывать состояние рынка или отдельной отрасли, которое зависит от различных факторов, таких как спрос и предложение, инфляция, процентные ставки и т.д. Например, высокий уровень безработицы и низкий спрос на товары и услуги могут указывать на наличие кондиционного состояния – рецессии.

4. Кондиционное состояние в физике

   В физике кондиционное состояние может описывать состояние вещества при определенных условиях, таких как температура и давление. Например, при достаточно низких температурах и высоком давлении, вода может находиться в состоянии льда – это пример кондиционного состояния.

Это только несколько примеров кондиционного состояния в разных областях. Кондиционное состояние широко применяется для описания систем и их поведения в зависимости от различных факторов.

Тестирование программного обеспечения

Что такое атомарность и как она работает?

Атомарность — это свойство операции или выражения быть неделимым, то есть выполниться целиком или вообще не выполниться. В программировании атомарность обеспечивается с помощью механизмов транзакций или блокировок. Если операция является атомарной, то она либо выполняется полностью, сохраняя целостность данных, либо откатывается без каких-либо изменений. Атомарность обеспечивает корректность выполнения параллельных вычислений и защищает данные от несогласованного состояния.

Атомарность — одна из основных характеристик тестирования программного обеспечения. Принцип работы атомарности заключается в том, что все тесты должны быть независимыми друг от друга и выполняться в изолированной среде. Это означает, что результаты одного теста не должны влиять на результаты других тестов.

Атомарность тестирования программного обеспечения гарантирует, что каждый тест будет проверять только одну функцию или часть программы. Такой подход позволяет выявить и исправить ошибки более эффективно, так как каждая ошибка будет проще искали в отдельном тесте. Кроме того, атомарные тесты позволяют улучшить память ошибках в программе и упростить процесс отладки.

Примеры тестов программного обеспечения, основанных на принципе атомарности, могут включать в себя проверку работы отдельных модулей или функций программы, тестирование специальных атрибутов и значений, а также проверку корректной работы программы при некорректных входных данных.

Для проведения тестирования программного обеспечения можно использовать различные инструменты и методы, включая автоматизированные и ручные тесты

Важно при этом следовать принципу атомарности и проверять каждый аспект программы отдельно

Для чего нужно тестирование программного обеспечения?

Тестирование программного обеспечения необходимо для проверки работоспособности и качества программы. Оно позволяет выявить ошибки и дефекты в программе, а также убедиться в правильности ее работы.

В заключении, атомарность тестирования программного обеспечения является важным принципом, который позволяет достичь более надежного и стабильного функционирования приложения. Она позволяет более эффективно выявлять и исправлять ошибки, улучшать память об ошибках и упрощать процесс отладки программы.

Применение в физике

Атомарный уровень оказывает большое влияние на многие аспекты физики. Ниже приведены примеры некоторых основных применений атомарного уровня в физике:

• Исследование структуры атома: Атомарный уровень позволяет узнать о строении и свойствах атомов, включая расположение электронов в атоме, их энергетические уровни и взаимодействие с ядром.
• Разработка квантовой механики: Атомарный уровень является основой для развития квантовой механики, теории, описывающей поведение частиц на микроуровне.
• Исследование атомных явлений: Атомарный уровень позволяет изучать различные явления, связанные с атомами, такие как излучение, атомарное поглощение и эмиссию света, спектральный анализ, атомно-молекулярные процессы и т.д.
• Разработка и применение лазеров: Принцип работы лазера основан на атомарном уровне, когда энергия атома возбуждается и переходит на более высокий энергетический уровень, а затем освобождается в виде света одной длины волны.
• Исследование физики элементарных частиц: Атомарный уровень является основой для исследования элементарных частиц в атомных ядрах, таких как протоны, нейтроны и электроны, и их взаимодействия.

Это лишь несколько примеров применения атомарного уровня в физике. Он играет важную роль в понимании и объяснении основных физических явлений и процессов на атомарном и молекулярном уровнях.

Теория атомистов в современной науке

Теория атомистов, которая была развита в древности, не утратила свою актуальность и в современной науке.

Современные атомисты изучают структуру материи на микроуровне, применяя современные методы исследования. Их работа позволяет подтвердить основные принципы атомистической теории.

Основными идеями атомистической теории, которые нашли подтверждение в современной науке, являются:

1. Вся материя состоит из неделимых и неизменных частиц, называемых атомами. Атомы являются основными строительными блоками всего существующего.
2. Атомы различаются по своим физическим и химическим свойствам. Их соединение и взаимодействие определяет характеристики материалов и процессы, происходящие с ними.
3. Атомы могут объединяться в различные комбинации, образуя разнообразные вещества и соединения. Изучение структуры и свойств веществ помогает понять, какие процессы происходят с материей.

Современные методы исследования, такие как рентгеновская кристаллография, электронная микроскопия и спектроскопия, позволяют наблюдать и изучать атомы напрямую. Они помогают уточнить и расширить знания о структуре и свойствах материи на атомарном уровне.

Таким образом, теория атомистов не только является основой современной науки о веществе, но и продолжает активно развиваться, открывая новые возможности для изучения мира вокруг нас.

Действия для входа и выхода

Шаблон Состояние предназначен для инкапсуляции всего поведения и связанных с ним данных внутри одного класса. У нас довольно неплохо получается, но остались некоторые невыясненные детали.

Когда героиня изменяет состояние, мы также переключаем ее спрайт. Прямо сейчас, этот код принадлежит состоянию, с которого она переключается. Когда состояние переходит от нырка в состояние стояния, то нырок устанавливает ее образ:

То, что мы действительно хотим, каждое состояние контролировало свою собственную графику. Мы можем добиться этого, добавив в состояние входное действие (entry action):

Возвращаясь к , мы модифицируем код, добиваясь, чтобы изменение состояния сопровождалось вызовом функции входного действия нового состояния:

Это позволит упростить код состояния DuckingState:

Все это делает переключение в стояние и состояние стояния заботится о графике. Теперь наши состояния действительно инкапсулированы. Еще одной приятной особенностью такого входного действия является то, что оно запускается при входе в состояние независимо от состояния, в котором мы находились.

На большинстве графов состояний из реальной жизни присутствует несколько переходов в одно и то же состояние. Например, наша героиня может стрелять из оружия стоя, сидя или в прыжке. А это значит, что у нас может появиться дублирование кода везде, где это происходит. Входное действие позволяет собрать его в одном месте.

Можно по аналогии сделать и выходное действие (exit action). Это будет просто метод, который мы будем вызывать для состояния, перед тем, как покидаем его и переключаемся на новое состояние.

Валентные и неспаренные электроны

Валентные электроны — электроны, способные участвовать в образовании химических связей. 

Представим вкусный большой многослойный ягодный торт. Каждый слой — своего рода уровень. На слоях располагаются ягоды, они же электроны. Но самые вкусные (валентные) всегда располагают сверху на торте. То есть валентные электроны могут быть как на внешнем (в качестве украшения торта), так и на предвнешнем (верхнем бисквитном слое) энергетическом уровне.

Поэтому важно научиться определять количество валентных электронов для различных элементов:

• для элементов главных подгрупп — это все электроны внешнего уровня;
• для элементов побочных подгрупп — это электроны внешнего слоя и предвнешнего d-подуровня. 

Среди валентных электронов есть как спаренные электроны, так и неспаренные. 

Неспаренными называют электроны, которые находятся поодиночке на орбитали атома, соответственно, спаренные — всегда вдвоем. 

Например, у атома водорода один неспаренный электрон на внешнем энергетическом уровне, а вот у атома гелия неспаренных электронов уже нет, но так как оба они находятся на внешнем (и в данном случае единственном) энергетическом уровне, они будут валентными.

Запоминалка: существует последовательность чисел, которая позволяет определить количество неспаренных электронов для атомов главных подгрупп: 1-0-1-2-3-2-1-0.

Таким образом, все неспаренные электроны являются валентными, но не все валентные электроны должны быть неспаренными.

Разберем еще один пример задания №1 ЕГЭ по химии.Задание. Определите, атомы каких из указанных в ряду элементов имеют одинаковое количество неспаренных электронов.1) Li    2) Ca    3) N    4) Ne    5) HРешение. Чтобы решить задание, нужно вспомнить последовательность чисел, которая позволяет определить количество неспаренных электроновдля атомов главных подгрупп: 1-0-1-2-3-2-1-0.Li — элемент IA группы (1-0-1-2-3-2-1-0), значит, у него один неспаренный электрон.Ca — элемент IIA группы (1—1-2-3-2-1-0), значит, у него нет неспаренных электронов.N — элемент VA группы (1-0-1-2-3-2-1-0), значит, у него три неспаренных электрона.Ne — элемент VIIIA группы (1-0-1-2-3-2-1-), значит, у него нет неспаренных электронов.H — элемент IA группы (1-0-1-2-3-2-1-0), значит, у него один неспаренный электрон.Ответ: 15

Строение атома — это тема, с которой всегда начинают познание химии, потому что приступать к изучению химических свойств веществ можно только с пониманием поведения элементарных частиц на атомарном уровне. Изучить тему подробнее и разобрать все ее тонкости поможет статья «Особенности строения электронных оболочек атомов переходных элементов».

Сложности #

Использование ACID-систем может иметь некоторые ограничения и сложности, включая:

Производительность: ACID-системы могут иметь более высокую задержку и меньшую производительность по сравнению с некоторыми нереляционными системами. Это связано с тем, что ACID-транзакции должны быть выполнены атомарно, что может приводить к дополнительным накладным расходам.

Сложность масштабирования: ACID-системы могут быть менее масштабируемыми, чем нереляционные системы, поскольку они требуют более сложной координации между узлами и управления блокировками.

Блокировки: ACID-системы могут сталкиваться с проблемами блокировок, если несколько транзакций пытаются получить доступ к одним и тем же данным одновременно. Это может привести к блокировке данных и снижению производительности системы.

Ограниченность схемы данных: ACID-системы часто требуют, чтобы данные были организованы в определенной структуре (например, таблицы в реляционных базах данных). Это может ограничивать гибкость системы и усложнять добавление новых функций.

Сложность развертывания: ACID-системы могут быть сложными в развертывании и управлении, требуя наличия опытных специалистов для установки, конфигурации и поддержки системы.

В целом, использование ACID-систем может иметь свои ограничения и сложности, но, с другой стороны, эти системы предоставляют гарантию транзакционной целостности данных, что является критически важным для некоторых приложений, таких как банковские системы, системы управления складами и системы управления производством.

Математическая формализация[]

На языке математики в квантовой механике это определение формализуется следующим образом. Если есть двухсоставная система, описываемая единым вектором состояния ψAB{\displaystyle \psi_{AB}}, и этот вектор состояния можно представить в виде прямого тензорного произведения (в отличие от обычного произведения матриц (строка на столбец), при тензорном умножении каждый элемент первой матрицы умножается на всю вторую матрицу. Это же относится к векторам как частному случаю матриц) векторов состояния отдельных подсистем ψA{\displaystyle \psi_A} и ψB{\displaystyle \psi_B}, т.е. если имеет место равенство

ψAB=ψA⊗ψB{\displaystyle \psi_{AB} = \psi_A \otimes \psi_B}

то это состояние называется сепарабельным (чистым).

Для многосоставной системы, находящейся в чистом состоянии и состоящей из N подсистем, можно дать определение полной сепарабельности:

ψ=ψ1⊗ψ2⊗…⊗ψN{\displaystyle \psi = \psi_1 \otimes \psi_2 \otimes … \otimes \psi_N }

Знак тензорного произведения в этих выражениях свидетельствует о том, что подсистемы полностью независимы друг от друга в выбранном представлении вектора состояния с соответствующими наблюдаемыми величинами. Сразу можно отметить, что такое разложение вектора состояния на прямое произведение возможно далеко не всегда, и если этого не удается сделать, то такое состояние называется несепарабельным (смешанным, запутанными).

Очевидно, что мы можем описать систему одним вектором состояния только в том случае, если она замкнута, изолирована. Замкнутость — необходимое условие для чистого состояния. В противном случае система будет взаимодействовать с окружением и не может быть полностью описана одним лишь вектором состояния — придется учитывать волновые векторы окружения. Замкнутость — это также и достаточное условие для чистого состояния, поскольку вся информация, необходимая для полного описания системы, находится в ней самой, и ее достаточно для принципиальной возможности записать вектор состояния всей системы.

Типы

В C++ в шаблонный класс  можно обертывать и многие другие типы, что способствует атомарным операциям над соответствующим типом. Этот шаблон ни в коем случае не гарантирует, что все операции на самом деле получатся атомарными. Если какие-либо атомарные операции не поддерживаются задействованным CPU, то компилятор прибегнет к резервным вариантам на основе мьютексов. Хорошо, что есть полезная функция и гарантированный булев член атомарных типов – при помощи этих вещей можно проверить, поддерживает CPU атомарные операции над типами или нет.

В вышеприведенном коде также подчеркивается еще один важный факт об атомарности: атомарны только операции, но не типы и не данные. Число  ничем не отличается от  в том смысле, какие данные оно представляет. Кроме того, типы  устроены так, что только атомарные операции предназначены для работы с теми данными, что представлены этим типом. Таким образом, атомарные и неатомарные операции никогда не перемешиваются.

Примеры сепарабельных состояний[]

Cепарабельноcть независимых подсистем

Самый простой пример сепарабельного состояния – двухкубитная система, когда каждый из кубитов находится в своем независимом и строго определенном (локальном) состоянии, например кубит А направлен «спин-вверх», а второй кубит В – «спин-вниз». В дираковских обозначениях такое двухкубитное состояние записывается

|ψABi=|iA⊗|1iB≡|01i{\displaystyle | \psi_{AB} \mathcal {i} = |0\mathcal {i}_A \otimes |1 \mathcal {i} _B \equiv |01 \mathcal {i} }

или что тоже самое

|ψABi=a|i+b|1i≡|01i{\displaystyle | \psi_{AB} \mathcal {i} = a |0\mathcal {i} + b |1 \mathcal {i} \equiv |01 \mathcal {i} }

где а и b — комплексные числа, которые могут принимать любые значения, удовлетворяющие условию нормировки |a|2+|b|2=1{\displaystyle |a|^2 + |b|^2 = 1}. Можно сказать, что кубит с вероятностью |a|2{\displaystyle |a|^2} находится в состоянии |0> и с вероятностью |b|2{\displaystyle |b|^2} — в состоянии |1>. Это обобщение классического бита, который является предельным случаем кубита при |a|2{\displaystyle |a|^2} = 1, либо |b|2{\displaystyle |b|^2} = 1.

Сепарабельность в когерентной суперпозиции всех подсистем

Сепарабельность может иметь место и для суперпозиции состояний, так, состояние |ψABi=12(|00i+|10i){\displaystyle | \psi_{AB} \mathcal {i} = \sqrt {1/2} ( |00\mathcal {i} + |10 \mathcal {i} )}, если воспользоваться свойствами тензорного умножения, может быть представлено в форме:

|ψABi=12(|iA⊗|iB+|1iA⊗|iB)=12(|iA+|1iA)⊗|iB=|ψAi⊗|ψBi{\displaystyle | \psi_{AB} \mathcal {i} = \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i}_A \otimes |0 \mathcal {i} _B + |1\mathcal {i}_A \otimes |0 \mathcal {i} _B ) = \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i}_A + |1 \mathcal {i} _A ) \otimes |0 \mathcal {i} _B = | \psi_{A} \mathcal {i} \otimes | \psi_{B} \mathcal {i}}

где ψAi=12(|i+|1i){\displaystyle \psi_{A} \mathcal {i} = \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i} + |1 \mathcal {i} )} – нелокальное суперпозиционное состояние первого кубита, и ψBi=|i{\displaystyle \psi_{B} \mathcal {i} = |0 \mathcal {i}} – локальное («спин-вверх») состояние второго кубита.

В то же самое время другое, похожее на него, суперпозиционное состояние |ψABi=12(|00i+|11i){\displaystyle | \psi_{AB} \mathcal {i} = \sqrt {1/2} ( |00\mathcal {i} + |11 \mathcal {i} )}, так называемое cat-состояние (шрёдингеровского кота), не может быть записано в виде подобном виде . Это несепарабельное состояние, т.к. суперпозиция здесь не когерентная.

(Здесь можно увидеть аналогию с пролемой XOR — в однослойном перцептроне )

Сепарабельность равновесного состояния

Равновесное состояния — это когда в векторе состояния присутствуют все возможные базисные состояния с равными весами. Для двухкубитной системы это

|ψABi=12|00i+12|01i+12|10i+12|11i{\displaystyle | \psi_{AB} \mathcal {i} = 1/2 |00\mathcal {i} + 1/2 |01\mathcal {i} + 1/2 |10\mathcal {i} + 1/2 |11\mathcal {i} }

Значения равновесных амплитуд (в данном случае 1/2) определяются из условия нормировки – квадраты всех амплитуд в сумме должны давать единицу. Это состояние тоже является сепарабельным, поскольку оно может быть представлено в виде

|ψABi=12(|iA+|1iA)⊗12(|iB+|1iB)i{\displaystyle | \psi_{AB} \mathcal {i} = \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i}_A + |1 \mathcal {i} _A ) \otimes \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i}_B + |1 \mathcal {i} _B ) \mathcal {i}}

Его отличительная особенность в том, что каждая из подсистем в этом случае находится в нелокальном суперпозиционном состоянии |ψi=12(|i+|1i){\displaystyle | \psi \mathcal {i} = \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i} + |1 \mathcal {i} )} .

Аналогичное разложение будет иметь место для равновесного состояния систем, состоящих из произвольного числа подсистем:

|ψAB..Ni=12(|iA+|1iA)⊗12(|iB+|1iB)⊗…⊗12(|iN+|1iN)i{\displaystyle | \psi_{AB..N} \mathcal {i} = \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i}_A + |1 \mathcal {i} _A ) \otimes \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i}_B + |1 \mathcal {i} _B ) \otimes … \otimes \sqrt {1/2} ( |0\mathcal {i}_N + |1 \mathcal {i} _N ) \mathcal {i}}

Составные состояния¶

Составное состояние — это состояние, которое может содержать больше состояний, также называемых дочерними состояниями. Эти дочерние состояния могут возникать только тогда, когда происходит родительское составное состояние. Внутри состояния «на прогулке» могут быть дочерние состояния ходьбы, бега и остановки, чтобы почувствовать запахи.

Составное состояние символизируется помеченным прямоугольником со скругленными углами, который действует как контейнер для своих дочерних состояний.

Составное состояние также должно указывать, какое дочернее состояние является начальным. В составном состоянии на прогулке начальное состояние — это ходьба.

Составные состояния — это то, что делает диаграммы состояний способными обрабатывать более сложные задачи, чем обычный конечный автомат.

Атомарные состояния

Атомарное состояние — это состояние, не имеющее дочерних состояний. Ожидание, завершенная прогулка, ходьба, бег и остановка, чтобы вдохнуть приятный запах, — все это атомарные состояния.

Параллельные состояния

Параллельное состояние — это составное состояние, в котором все его дочерние состояния, также известные как регионы, активны одновременно. Внутри контейнера составного состояния области разделены пунктирной линией.

Внутри составного состояния на прогулке может быть две области (региона). Одна область содержит дочерние состояния активности собаки: ходьбу, бег и остановку, чтобы вдохнуть приятный запах, а другая область содержит состояния хвоста собаки, когда она виляет, и не виляет. Собака может ходить и вилять хвостом, бегать и вилять хвостом или останавливаться и принюхиваться, виляя хвостом, она также может выполнять любое из этих действий, не виляя хвостом.

Каждая область также должна указывать, какое дочернее состояние является начальным. В нашей хвостовой области исходное состояние не виляет.

Переход без смены состояния

Переход без смены состояния (self-transition) — это когда событие происходит, но переход возвращается в то же состояние. Стрелка перехода выходит и снова входит в то же состояние.

Полезный способ описать самопереход — это «что-то делать, а не куда-то идти» в процессе.

В процессе попрошайничества собаки, будет состояние попрошайничества с событием получения угощения. А для собак, которые любят свою еду, независимо от того, сколько раз вы проходите через событие получения угощения, собака возвращается в свое состояние попрошайничества.

Применение #

ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) — это набор требований для обеспечения надежности и согласованности данных при выполнении транзакций в базе данных. Однако не всегда требуется строгое соблюдение этих требований, и для некоторых систем может быть достаточно использования более гибких подходов.

Рассмотрим несколько случаев, когда может потребоваться применение ACID:

Финансовые транзакции. Когда речь идет о финансовых транзакциях, таких как переводы денежных средств между счетами, ACID является обязательным требованием. В этом случае даже небольшие ошибки могут привести к непредсказуемым последствиям, поэтому необходимо гарантировать полную согласованность данных.

Медицинские записи

При работе с медицинскими данными важно обеспечить точность и согласованность информации. ACID может помочь предотвратить ошибки при записи и изменении медицинских данных. Электронная коммерция

В системах электронной коммерции, где происходят множественные транзакции между покупателями и продавцами, необходимо гарантировать полную согласованность данных. Это позволяет избежать проблем с обработкой заказов, платежей и доставки товаров

Электронная коммерция. В системах электронной коммерции, где происходят множественные транзакции между покупателями и продавцами, необходимо гарантировать полную согласованность данных. Это позволяет избежать проблем с обработкой заказов, платежей и доставки товаров.

Не все системы требуют строгого соблюдения ACID. Например, для систем, где данные не критичны или изменяются редко, может быть достаточно использования более гибких подходов, таких как BASE (Basically Available, Soft state, Eventually consistent), которые позволяют более быстро обрабатывать данные и уменьшить нагрузку на систему. Также для ряда задач, например, в системах аналитики данных, может потребоваться более гибкая модель данных без строгой согласованности.