Visual DSD语法

• Visual DSD语法
  • 词法规则
    • 数字
    • 字母
    • Integer 整数
    • Name 名称
    • String 字符串
    • Float 浮点数
    • Char 字符
  • 注释
  • 保留关键词
  • 程序结构
    • Directive 指令
    • Declarations声明
    • Processes 进程(或者叫过程)
    • Species 物种
    • Value 值

Visual DSD | Andrew Phillips

https://wwvh.lanzn.com/imBw32f1ihod

https://ph1ll1ps.github.io/files/VisualDSDManual.pdf

词法规则

数字

单个字符，0-9

字母

A-Z，或a-z

Integer 整数

非空的数字序列

Name 名称

名称的第一个字符必须为字母或下划线(_) ,接下来可以是一个可能为空的字符序列，这些字符可以是字母、数字、下划线或撇号（‘）。

String 字符串

一个可能为空的字符序列，用引号（“）括起来。如果字符串中包含引号，则必须用反斜杠（\）进行转义。

Float 浮点数

1. 一个或多个数字后跟一个小数点（.），再跟零个或多个数字。例如：“\(3.141\)”。
2. 一个或多个数字后跟一个大写的‘E’或小写的‘e’，再跟一个加号（+）或减号（-），再跟一个或多个数字。例如：“\(3e-5\)”。
3. 一个或多个数字后跟一个小数点，再跟零个或多个数字，再跟一个大写的‘E’或小写的‘e’，再跟一个加号或减号，再跟一个或多个数字。例如：“\(1.4324e+2\)”。

Char 字符

一个用撇号括起来的单个字符。这个字符可以是任何字符，除了撇号或反斜杠。

注释

使用(* 开头 *)结尾

保留关键词

directive sample plot leak tau migrate lengths  def new true false int_of_float float_of_int time concentration  constant tolerance sum scale duration points toeholds

程序结构

程序分为指令(给模拟器和绘图器的指令)、声明(值、全局域和模块的声明)、进程(要运行的进程，包含物种及其初始种群)

一个程序必须包含进程,可能包含指令和声明

程序可以是这样的(就是说可以没有指令和声明,但有声明必然有指令):

Directives Declarations Process
Directives Process
Process

Directive 指令

指令是 Visual DSD 模拟器和数据绘图仪的指令。

1. Duration 指令：告诉模拟器运行多长时间，使用浮点数表示。可以选择性地包含一个“Points”值（整数），指定在这段时间内采样物种种群的次数。如果没有提供这个值，默认情况下会在每次反应后采样，这可能会产生大量数据点。

   directive duration Float
   directive duration Float points Integer
   

2. Sample 指令：这是另一种语法，与 Duration 指令具有相同的行为，主要是为了向后兼容。增加相同模拟时间内的数据点数量会产生更细致的结果，但显示可能会变得不太流畅。同样，如果数据点数量保持不变但模拟时间延长（或缩短），结果图将变得不那么（或更）详细。如果没有提供这些指令，默认行为是运行模拟 1000 个时间单位并采集 10,000 个物种种群样本。

   directive sample Float
   directive sample Float Integer
   

3. Scale 指令：允许随机模拟器从摩尔浓度扩展到个体种群。浓度通过乘以一个因子进行缩放，二元反应的速率根据 Cardelli (2008) 的第 4.2 节进行修改。因此，用户不必担心在连续和离散模拟方法之间切换的细节。默认的缩放因子是 1.0。缩放因子还会修改确定性模拟器的容差参数。

4. Concentration 指令：允许用户指定浓度的单位。当模拟器以确定性模式运行时，这个单位会显示在模拟图的 y 轴上，并且会出现在“Text”标签的摘要信息中。默认的浓度单位是纳摩尔（nM）。

   directive concentration String
   

5. Time 指令：允许用户指定时间的单位。这将显示在模拟图的 x 轴上。默认的时间单位是秒（s）。

   directive time String
   

6. Plot 指令：告诉系统在每个时间点采样哪些种群。如果没有提供“Plot”指令，系统将在每个时间点采样所有物种的种群。

   directive plot Plots
   

   Plots的样例

   String
   Gate
   Strand
   sum(Plots)
   sub(Plot;Plot)
   diff(Plot;Plot)
   div(Plot;Plot)
   Plots;Plots
   

   Plots 是一个用分号分隔的链和门物种列表。如果任何物种包含下划线字符 (_)，则将其解释为通配符，可以匹配单个域，从而绘制多个物种。例如，模式 <_ s t> 将匹配 <u s t> 和 <v s t>，但不匹配 <u v s t>。Plot 指令也可以包含带引号的字符串——在这种情况下，是否绘制的决定基于物种名称的精确字符串匹配。这在处理局部受限域时非常有用，因为这些域会被系统自动重命名。还可以使用 sum 关键字加上括号内的物种来绘制物种种群的简单算术函数，例如多个物种种群的总和。对于给定的一对绘图物种 P1 和 P2，还可以绘制 P1 的种群减去 P2 的种群（使用 sub）、差异（使用 diff）或 P1 与 P2 的比率（使用 ‘div’）。

7. Leak指令 设置泄漏反应的速率（默认值为 \(10^{-9} nM^{-1}s^{-1}\)）

   directive leak Float
   

8. Tau 指令 设置有限语义中的 tau 反应速率（默认值为 \(0.1126 s^{-1}\)）

   directive tau Float
   

9. Migrate 指令 设置跨单个核苷酸的分支迁移速率（默认值为 \(8000 s^{-1}\)）。长度为 L 的域的分支迁移速率由 \(r/L^2\) 给出，其中 r 是指令设置的单个核苷酸迁移速率

   directive migrate Float
   

10. Lengths指令 设置 toeholds 和长域的默认长度值。为了计算速率常数，假设所有长域具有相同的长度，该长度由 lengths 指令设置。代码 directive lengths 5 15 将 toeholds 的长度设置为 5nt，将长域的长度设置为 15nt（默认值为 toeholds 为 6nt，长域为 20nt）。提供的 toeholds 值必须大于特异性域的值，否则系统会报错。目前，分配给 toehold 域的默认长度不用于计算速率。相反，用户可以直接为每个 toehold 设置结合和解离速率。请注意，当前在计算速率常数时不使用特定的核苷酸序列。

    directive lengths Integer Integer
    

11. Tolerance 指令 指定确定性模拟器的容差参数，这在计算成本和结果平滑度之间提供了权衡。默认值为 \(10^{-6}\)。选择反映系统中种群和反应速率的容差值至关重要，否则确定性模拟器的性能可能会受到影响。请注意，容差乘以比例因子，以尝试保持相对于物种种群的合理值

    directive tolerance Float
    

12. Toeholds 指令 为声明时未指定显式速率的域的默认绑定和解除绑定速率（按此顺序）。默认值为 \(3.0*10^{-4} nM^{-1}s^{-1}\)（结合速率）和 \(0.1126 s^{-1}\)（解离速率）

    directive toeholds Float Float
    

Declarations声明

声明引入了新的模块定义、全局定义的域和值赋值。

1. def 声明模块

   def Name ()= Process
   def Name ( Parameters )= Process
   

   模块只是一个参数化的过程。在这里，Parameters 代表一个非空的、用逗号分隔的名称列表，这些名称是该特定模块的参数。语法也允许模块具有空参数列表。我们将在下面描述过程。模块的名称和参数在该模块的主体内绑定，模块的名称在程序的其余部分绑定。

2. new 声明新域

   new Name @ Value , Value
   new Name
   

   声明在全局范围内有效，即该域的名称在程序的其余部分中都有效。该域可以选择性地附加两个浮点值，分别明确表示该域的结合速率和解离速率。如果省略这些值，则使用 toeholds 指令设置的默认速率（如果程序中没有此类指令，则默认结合速率为 \(3.0*10^{-4} nM^{-1}s^{-1}\)，默认解离速率为 \(0.1126 s^{-1}\)）。值得注意的是，程序中使用的域并不都需要以这种方式全局声明。如果系统在程序中检测到未声明的域，则假定其具有这些默认的结合和解离速率。这种方式既能保持程序简洁，又能灵活地修改某些域的交互速率。速率值没有单位——程序员需要确保所有速率都以相同的（隐含）单位给出。解离速率在默认语义模型中使用

3. def 赋值

   def Name = Value
   

   赋值后任何后续对该名称的使用都将引用此值，除非中间出现了同名的绑定（即 def 或 new 的实例）。如果在名称未先绑定到值的情况下使用该名称（除非该名称用作域，如上所述），系统将报错

Processes 进程(或者叫过程)

Visual DSD 的核心是一个专门用于模拟 DNA 交互的过程演算

先是' 进程们' Processes：

Process
Process | Processes

1. 指定种群

   Species
   

   一个物种就是一个过程

2. 初始化种群数目

   此处应为整数

   Value * Process
   

   如果加上了constant就说明种群数目不变

   constant Process
   constant Value * Process
   

3. 局部域声明

   new Name @ Value , Value Process
   new Name Process
   

   new Name Process 表示在过程 Process 中声明一个名为 Name 的局部域。

4. 组合过程

   一个过程们也可以组合作为一个过程

   ( Processes )
   

5. 并行运行

   使用竖线隔开

   Process | Processes
   

Species 物种

Value 值