自然計算ppt課件(已修改)
2025-01-27 09:01 本頁面
【正文】 自然計算 Nature Inspired Computation 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 主要內(nèi)容： ? 概述 ? 算法簡介 遺傳算法（ Geic Algorithm） 免疫算法（ Immune Algorithm） 蟻群算法（ Ant Colony Optimization） 粒子群算法（ Particle Swarm Optimization） 模擬退火算法（ Simulated Annealing Algorithm） ? 應(yīng)用舉例 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 引例 :求函數(shù)的最值 ? 求 的最小值 135)( 2 ??? xxxf0310 ????? xxf103??x01022????xf2011)103( ??f合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: ? 求以下函數(shù)的最大值 )*4c os (*7)*5s i n(*10)(xxxxf???合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 怎么解決？ ? 遍歷 如何確定搜索范圍和搜索精度？ ? 隨機(jī)搜索 可能永遠(yuǎn)也無法找到最大值 其它方法？ 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: ? 隨機(jī)的取一些初始點 ? 根據(jù) 某種算法 ，通過這些初始點相互作用，得出最終結(jié)果 遺傳算法 （ GA） 采用的方法： 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 自然計算 (nature inspired putation) The investigation of mathematical and/or engineering tools that have been imbued with selected higher level (systemic) characteristics that emerge from lower level ponent interactions and processes, inspired by a biological system or systems 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: ? 具有模仿自然界的特點，通常是一類具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)能力的算法，能夠解決傳統(tǒng)計算方法難于解決的各種復(fù)雜問題 ? 包括目前已被廣泛研究的進(jìn)化計算、神經(jīng)計算、生態(tài)計算、量子計算和復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)等多個領(lǐng)域 ? 已成功地應(yīng)用于組合優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)、工程設(shè)計等問題，并取得了很好的效果 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 遺傳算法（ Geic Algorithm） ? 1962年，美國 Michigan大學(xué) J. Holland ? Inspired: 自然界的進(jìn)化準(zhǔn)則： 適者生存、優(yōu)勝劣汰 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 達(dá)爾文 (1858)—— 自然選擇 ? 遺傳（ heredity） ? 變異（ variation） ? 生存斗爭和適者生存 親代把生物信息交給子代，子代按照所得的信息發(fā)育、分化，與親代具有相同或相似性狀 物種能夠穩(wěn)定存在 親代和子代、子代不同個體之間有差異 隨機(jī)發(fā)生，保證生命的多樣性 具有適應(yīng)性變異的個體被保留，不適應(yīng)的被淘汰 物種朝著適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 初始種群 計算適應(yīng)度 滿足終止條件 最佳個體 Yes No 選擇 交叉 變異 population 個體 (individual)的集合 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 初始種群 計算適應(yīng)度 滿足終止條件 最佳個體 Yes No 選擇 交叉 變異 fitness 評價個體好壞的依據(jù) 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email: 初始種群 計算適應(yīng)度 滿足終止條件 最佳個體 Yes No 選擇 交叉 變異 終止進(jìn)化的代數(shù) 合肥工業(yè)大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院 圖像信息處理研究室 Tel:2901393 Email:
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