系統(tǒng)演化三ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-05-27 12:56本頁(yè)面
【正文】 11...... 10....... 圖 1 染色體的表示方法 ? 這里涉及以下幾個(gè)概念： ? * 輸入 —— 環(huán)境 (包括其他個(gè)體 )的刺激 ? * 輸出 —— 個(gè)體的反應(yīng) (一般是動(dòng)作 ) ? * 規(guī)則 —— 對(duì)什么樣的刺激，作出怎樣的反應(yīng)的規(guī)則 ? * 探測(cè)器 —— 接受刺激的器官 ? * 反應(yīng)器 —— 作出反應(yīng)的器官 ? 它們之間的關(guān)系及消息流如圖 2所示 ? ? 消息序列 規(guī)則庫(kù) ? 匹配 ? 00... IF（ 00...） THEN（ 00001） ? 01... IF（ 01...） THEN（ 00010） ? 10... IF（ 10...） THEN（ 00011） ? 11... IF（ 11...） THEN（ 00100） ? . . . ? . . . ? . . . ? 再匹配 ? 探測(cè)器 反應(yīng)器 ? 刺激 環(huán) 境 反應(yīng) ? 這里的規(guī)則 (或按遺傳算法稱(chēng)為染色體 )應(yīng)當(dāng)足夠多而且有選擇的余地，它們之間不但可以，而且需要有矛盾和不一致。 ? 行為系統(tǒng)說(shuō)明了主體在某個(gè)時(shí)刻的能力。探測(cè)器代表了主體從環(huán)境中抽取信息的能力，IF/THEN 規(guī)則代表了處理這些信息的能力，而反應(yīng)器則代表了它反作用于環(huán)境的能力。 2 適應(yīng)度的確認(rèn)和修改 ? 為了對(duì)規(guī)則進(jìn)行比較和選擇，首先要把假設(shè)的信用程度定量化，為此 給每一條規(guī)則一個(gè)特定的數(shù)值，稱(chēng)為強(qiáng)度 (Strength)，或者按照遺傳算法的名稱(chēng)，稱(chēng)之為適應(yīng)度 (Fitness)。選擇的基本想法是：按照一定的概率選擇，具有較大強(qiáng)度或適應(yīng)度的規(guī)則有更多的機(jī)會(huì)被選用。 ? 信用確認(rèn)的本質(zhì)是向系統(tǒng)提供評(píng)價(jià)和比較規(guī)則的機(jī)制。這實(shí)際上就是“學(xué)習(xí)”或“經(jīng)驗(yàn)積累”。在這個(gè)基礎(chǔ)上，下一步的要點(diǎn)就是如何發(fā)現(xiàn)或形成新的規(guī)則，從而提高個(gè)體適應(yīng)環(huán)境的能力。 ? 需要注意的是，由于是基于經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行新規(guī)則的創(chuàng)造，所以比純粹根據(jù)概率去查找和測(cè)試一切可能性要快得多，效率高得多。 讓成功可能性比較高的規(guī)則產(chǎn)生出新的規(guī)則，再讓實(shí)際與環(huán)境交互的過(guò)程篩選出比較有效的規(guī)則和構(gòu)筑塊，進(jìn)而產(chǎn)生更有效的規(guī)則。 ? 規(guī)則發(fā)現(xiàn)，即合理假設(shè)的生成，集中在經(jīng)過(guò)測(cè)試的構(gòu)筑塊的使用上。這種構(gòu)筑塊重新組合的特殊方法在遺傳學(xué)上用的很多，但任何一個(gè)具有普遍性的過(guò)程都可以用這種方法抽象出來(lái)。 從個(gè)體到全局 —— 回聲（ ECHO）模型 ? 現(xiàn)在從微觀轉(zhuǎn)向宏觀，在前面所定義的主體模型的基礎(chǔ)上，建立整個(gè)系統(tǒng)的宏觀模型，霍蘭德稱(chēng)之為回聲模型 —— ECHO模型。 1 ECHO模型：資源和位置概念 ? 在 CAS理論中，資源的含義更廣泛，更抽象。 ? 事實(shí)上，它們不僅是生存的條件，而且是生存質(zhì)量的標(biāo)志。而資源豐富到一定程度，主體就會(huì)“繁殖”，分出或產(chǎn)生出新的主體。它可以用幾種不同的資源生產(chǎn)出新的資源，例如一個(gè)工廠(chǎng)用不同的原材料，再加上必要的人力資源，能源生產(chǎn)出某種產(chǎn)品。 ? 位置的概念也是從許多實(shí)際情況中抽象出來(lái)的。對(duì)于系統(tǒng)中的個(gè)體來(lái)說(shuō)，位置是它們活動(dòng)的“場(chǎng)所”。此外，主體的主動(dòng)性還表現(xiàn)在它們可以在位置之間移動(dòng)，即選擇適合于自己生存的，更為適宜的位置，正象動(dòng)物的遷移，人口的遷移等等。為此，主體要有三個(gè)基本部分： 主動(dòng)標(biāo)識(shí) (offence flag)—— 用于主動(dòng)地與其他主體聯(lián)系和接觸。 資源庫(kù) (reservoir)—— 用于存儲(chǔ)的加工資源。 在此基礎(chǔ)上，整個(gè) ECHO模型成為如下的情況： 整個(gè)系統(tǒng)包括若干個(gè)位置， 每個(gè)位置中有若干個(gè)主體， 主體之間進(jìn)行交往，交流資源和信息。 3 ECHO模型的擴(kuò)充 ? 霍蘭德在 《 隱藏的秩序 》 一書(shū)中在簡(jiǎn)單的 EHCO模型基礎(chǔ)上增加了各種功能，形成了擴(kuò)展的 ECHO模型： ? —— 增加“交換條件”的概念，即在主動(dòng)標(biāo)識(shí)與被動(dòng)標(biāo)識(shí)相符的條件下，還要加上某種交換條件的確認(rèn)。 ? —— 增加“資源轉(zhuǎn)換”的概念，即主體具備加工，利用和重組資源的能力。 ? —— 增加“粘合” (adhesion)的概念，即若干主體通過(guò)建立固定的聯(lián)系，成為一個(gè)多主體的聚合體在系統(tǒng)中一起活動(dòng)。 ? —— 增加“選擇交配” (Selective mating)的概念，即主體可以有選擇地與其他主體結(jié)合，通過(guò)交叉組合形成新的更強(qiáng)的主體。 ? 通過(guò)這一步步的擴(kuò)充， ECHO模型的表達(dá)和描述能力不斷增加，從而具備了描述和研究各種復(fù)雜系統(tǒng)的能力。這幾步擴(kuò)充還只是初步的。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。它還不具備加工資源的能力；沒(méi)有分化；也沒(méi)有選擇性，包括對(duì)于環(huán)境和對(duì)于交換資源的對(duì)象。 ? c. 信息的收集和處理能力還比較簡(jiǎn)單，主動(dòng)標(biāo)識(shí)和被動(dòng)標(biāo)識(shí)都只具備基本的功能，還不能進(jìn)行更為復(fù)雜的信息識(shí)別、分類(lèi)等活動(dòng)。 case ? Inter, 沒(méi)有人事先規(guī)劃它，而是許多具有主動(dòng)性的個(gè)體 —— 站點(diǎn) (Web Site)，按一定的標(biāo)準(zhǔn) (TCP／ IP)相互連系，“生長(zhǎng)”出來(lái)這樣一個(gè)全球性的龐大系統(tǒng)。 閱讀 ? 霍蘭德 《 隱藏的秩序 》
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