编辑“︁PRISM概率模型检测器”︁

{{Infobox 软件
| 名称 = PRISM概率模型检测器
| 开发者 = 牛津大学计算实验室
| 最新版本 = 4.7
| 编程语言 = [[Java]]、[[C++]]
| 操作系统 = 跨平台
| 类型 = [[形式化验证]]工具
| 许可协议 = [[GNU通用公共许可证|GPL]]
| 网站 = {{URL|http://www.prismmodelchecker.org/}}
}}

'''PRISM概率模型检测器'''（PRobabilistic Symbolic Model Checker）是一个开源的[[形式化验证]]工具，专门用于建模和分析[[随机系统]]。它由英国牛津大学计算实验室开发，支持对[[马尔可夫决策过程]]（MDP）、[[连续时间马尔可夫链]]（CTMC）等概率模型进行自动验证。

== 功能特性 ==

PRISM的主要功能包括：
* 支持多种概率模型：
** [[离散时间马尔可夫链]]（DTMC）
** [[马尔可夫决策过程]]（MDP）
** [[连续时间马尔可夫链]]（CTMC）
** [[概率自动机]]（PA）
* 内置[[概率计算树逻辑]]（PCTL）和[[连续随机逻辑]]（CSL）等规范语言
* 支持[[稳态分析]]和[[瞬态分析]]
* 提供[[蒙特卡洛模拟]]功能
* 可扩展的模块化建模语言

== 建模语言 ==

PRISM使用一种基于状态的描述语言来定义模型。以下是一个简单的[[离散时间马尔可夫链]]（DTMC）示例：

<syntaxhighlight lang="prism">
// 简单的DTMC模型示例
dtmc

module SimpleModel
    state : [0..2] init 0;
    
    [] state=0 -> 0.5: (state'=1) + 0.5: (state'=2);
    [] state=1 -> 1: (state'=0);
    [] state=2 -> 1: (state'=0);
endmodule
</syntaxhighlight>

这个模型描述了一个具有三个状态（0、1、2）的系统，从状态0有50%的概率转移到状态1或状态2，而从状态1和2都会确定性地返回到状态0。

== 模型检测 ==

PRISM可以验证模型是否满足给定的概率性质。例如，我们可以验证"系统最终停留在状态1的概率"：

<syntaxhighlight lang="prism">
P=? [ F state=1 ]
</syntaxhighlight>

PRISM会计算并返回这个概率值。

== 应用领域 ==

PRISM已被广泛应用于多个领域：
* [[通信协议]]验证
* [[生物系统]]建模
* [[网络安全]]分析
* [[可靠性工程]]
* [[性能评估]]

=== 实际案例 ===

在[[无线传感器网络]]中，PRISM被用来分析网络协议的[[能量效率]]和[[可靠性]]。研究人员可以建模节点的能量消耗和通信行为，然后验证"网络在给定时间内保持连接的概率"等性质。

== 与其他工具的比较 ==

{| class="wikitable"
|-
! 特性 !! PRISM !! [[SPIN模型检测器]] !! [[UPPAAL]]
|-
| 概率模型支持 || 是 || 否 || 有限
|-
| 实时系统支持 || 有限 || 否 || 是
|-
| 性能优化 || 符号技术 || 显式状态 || 时间自动机
|-
| 适用领域 || 随机系统 || 并发系统 || 实时系统
|}

== 安装与使用 ==

PRISM支持多种操作系统，安装步骤包括：
1. 从[官方网站]下载安装包
2. 确保系统已安装[[Java运行时环境]]（JRE）
3. 运行PRISM图形界面或命令行工具

基本命令行用法示例：
<syntaxhighlight lang="bash">
prism model.pm property.pctl
</syntaxhighlight>

== 扩展与开发 ==

PRISM提供以下扩展机制：
* [[Python]]接口
* [[C++]]核心库
* 插件系统
* [[API]]文档

开发者可以通过实现新的模型类型或分析算法来扩展PRISM的功能。

== 参见 ==
* [[形式化方法]]
* [[模型检测]]
* [[随机过程]]
* [[马尔可夫链]]
* [[概率计算树逻辑]]

== 参考文献 ==
{{reflist}}

== 外部链接 ==
* [http://www.prismmodelchecker.org/ PRISM官方网站]
* [https://github.com/prismmodelchecker/prism PRISM GitHub仓库]

[[Category:形式化验证工具]]
[[Category:计算机科学]]
[[Category:概率系统]]
[[Category:牛津大学软件]]