基于免疫算法的粒子群优化算法的研究-计算机应用技术专业论文.docx

论文原创性声明 论文原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。 文中依法引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法 律意义上己属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申 请的论文或成果。 本人如违反上述声明，愿意承担以下责任和后果： 1． 交回学校授予的学位证书； 2． 学校可在相关媒体上对作者本人的行为进行通报； 3． 本人按照学校规定的方式，对因不当取得学位给学校造成的名誉损 害，进行公开道歉。 4． 本人负责因论文成果不实产生的法律纠纷。 论文作者签名： ：毯焦 日期：苎竺￡ 年—三月—曼L日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。 学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人 离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单 位仍然为东北电力学院。 论文作者签名：交塞缘 日期：蔓丝五年—王月』』_日 导师签名： 蒸亟盏 日期：兰!!!年—三月—三L同 第1章前言第1章前言 第1章前言 第1章前言 当前科学技术正进入多学科相互交叉、相互渗透、相互影响的时代，这一点 在计算机科学领域表现的尤其突出。一方面，计算机科学的迅猛发展，从根本 上改变了人类的生活、学习和工作的方式，使人类进入了一个崭新的时代：另一 方面，随着人类的生存空间的扩大和认识世界范围的拓宽，人们又对计算机科 学提出了新的要求与期望。而所有的期望之中，对计算机的计算速度和具有智 能的要求也许是最迫切和最基本的。 很多实际应用问题不仅涉及到大量的计算而且需要实时响应，这对计算机 的速度提出了强有力的挑战。在单机速度受到其物理极限的限制的情况下，解 决的根本途径就是并行化。而90年代出现的人工智能技术，使人们看到了制造 具有智能的机器的梦想的希望，但随着人工智能应用领域的不断扩展，传统的 基于符号处理机制的人工智能方法在知识表示、处理模式信息及解决组合爆炸 等方面所碰到的问题变得越来越突出。 科学家们在苦苦寻找一种适合大规模并行且具有智能特性如自组织、自适 应、自学习等算法同时，也同时把目光投向了大自然中的一些现象。 1．1自然界中的群体现象 大自然是我们解决各种问题的源泉，几百年来，将生物界提供的答案应用于 实际问题求解已经被证实是一种成功的方法。并由此形成了一种专门的学科一 一仿生学(bionics)。 不妨先让我们来思考一下自然界存在的一些现象吧： 数以百万计的蚂蚁如何组成一个群落?在蚁群中，单只蚂蚁的能力和智力 如此简单，不论工蚁还是蚁后都不可能有足够的能力来指挥完成筑巢、觅食、 迁徙、清扫蚁穴等复杂行为。那么，它们是如何相互协调、分工、合作来完成 这些任务昵?像蚁巢这样复杂结构的信息又是如何存储在这群蚂蚁当中呢?这些 奎j：皇之盔兰至士兰堡兰兰一直是困扰生物学家的问题。 奎j：皇之盔兰至士兰堡兰兰 一直是困扰生物学家的问题。 我们经常能够看到成群的鸟、鱼或者浮游生物。这些生物的聚集行为有利 于它们觅食和逃避捕食者。它们的群落规模动辄以十、百、千甚至万计，并且 经常不存在一个统一的指挥者。它们是如何完成聚集、移动这些功能呢?生态学 家对这个问题一直十分感兴趣。 您是否从上面的这些问题看出了什么?其实，这些看似毫不相关的问题都具 有相同的特征，即相对简单的个体在没有一个集中控制的情况下，通过相互作 用产生复杂的群体行为，它们都属于复杂自适应系统研究的范围。 1．2复杂自适应系统(OompIex AdaptiVe System)及其新型的建 模方法 复杂自适应系统是一类特殊的复杂系统，是近几年来系统科学与系统工程界 关注的热点之一，其理论的基本内容可以简要地归纳为以下一些要点： a．CAS理论从一般系统中区分出了复杂自适应系统。它认为这种由具有自 适应能力的主动个体(Active Agent)组成的系统，具有产生复杂结构、分化发 育等一系列特殊的性质和规律，从而不同于一般的系统。相对于此，以前我们 谈的系统观点，往往是把个体看作死的、被动的零件、部件。CAS理论认为正是 这方面的局限，使以前的系统理论难以解释生命、种群、社会等活的复杂系统 的规律。 b．主动个体与环境之问不断地相互作用，个体根据一定的规则对环境的刺激 做出反应。这些规则以所谓“染色体”的方式存放在个体内部。它们在一定的 条件下被选中并且被应用，这种选择既有确定性的方面(按一定的条件挑选)， 也有随机性的方面(按一定的概率选择)。 C．这些规则不是固定不变的，每次应用的成功或失败将改变该规则的“适应 函数”(Fitness)，这是一个标志该规则与客观环境相符程度的指标。每应用成 功一次，这个数值就