本文關鍵詞：指數(shù)函數(shù)膜系統(tǒng)自動設計與優(yōu)化方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：膜計算是自然計算領域一個熱門的研究方向,是從生命細胞的結構與功能和組織、器官的協(xié)作中抽象出來的計算模型。因其具有分布式和極大并行性等特點受到廣泛的關注,膜計算模型又被稱之為膜系統(tǒng)或P系統(tǒng)。現(xiàn)有膜計算的研究主要集中在理論方面,設計者們通過數(shù)學、形式語言根據(jù)經(jīng)驗反復推敲等手工計算得來,其設計過程復雜易錯且耗時耗力。所以將遺傳算法等引入到膜系統(tǒng)的自動設計中已成為新的研究方向。從目前的研究成果來看,把進化計算與膜系統(tǒng)的自動設計相結合已經(jīng)取得了一些成果,如能計算42、n2以及一些簡單多項式的膜系統(tǒng)。但是這些膜系統(tǒng)在完成計算任務的時候存在很大局限性,沒有形成統(tǒng)一的計算體系,在設計條件和計算目標等方面還有待改進和完善。因此,本論文通過細胞型膜系統(tǒng)的自動設計結合遺傳算法和P-Lingua仿真軟件實現(xiàn)指數(shù)函數(shù)膜系統(tǒng)的設計與仿真,同時提出一種輸出包含多個對象的設計方法并應用于多項式膜系統(tǒng)的自動設計。本論文所做的主要研究工作及所取得的成果概括如下：1、將細胞型膜系統(tǒng)自動設計方法用于求解指數(shù)函數(shù)問題,給出了其設計思路,同時詳細介紹了膜系統(tǒng)的置換編碼方法、膜系統(tǒng)是否終止的判斷方法、罰函數(shù)評價方法、遺傳算法參數(shù)的設置及遺傳算法操作算子的選取等。同時將該設計方法用于求解2n等指數(shù)函數(shù)膜系統(tǒng)的設計問題,從整理仿真結果來看,該設計方法可以設計出滿足要求的各不相同的膜系統(tǒng)；2、闡述了一種用多個對象表示輸出的細胞型膜計算模型的遺傳優(yōu)化設計方法,介紹了具體的設計思路,并將其應用于多項式膜計算模型的設計,將仿真結果與單個輸出對象膜系統(tǒng)設計進行比較,說明了該設計方法的正確性與有效性；3、將輸出包含多對象的細胞型膜計算模型的優(yōu)化設計方法用于求解指數(shù)函數(shù),通過比較分析得出了求解具體問題應當選取的輸出對象個數(shù),為求解一個給定的計算任務需要的最少初始對象和最少規(guī)則條數(shù)以及規(guī)則長度等理論研究有一定的引導作用。
【關鍵詞】：膜計算 指數(shù)函數(shù) 多項式 遺傳算法 P-Lingua
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP38
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 課題提出和意義11-12
• 1.3 膜計算研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文主要工作14-15
• 1.5 論文結構和安排15-16
• 第2章 膜計算及其軟件實現(xiàn)16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 膜計算方向概述16-18
• 2.2.1 膜計算方向思想來源16-17
• 2.2.2 膜計算基本概念17-18
• 2.3 膜系統(tǒng)仿真軟件簡介18-22
• 2.4 小結22-23
• 第3章 指數(shù)函數(shù)膜計算模型自動設計23-39
• 3.1 引言23
• 3.2 問題描述23-24
• 3.3 設計方法24-32
• 3.3.1 膜系統(tǒng)的編碼24-26
• 3.3.2 膜系統(tǒng)終止條件的判斷26-27
• 3.3.3 膜系統(tǒng)的評價方法27-29
• 3.3.4 膜系統(tǒng)的算法實現(xiàn)29-32
• 3.4 指數(shù)函數(shù)膜計算仿真及結果分析32-38
• 3.5 小結38-39
• 第4章 輸出含多對象的膜系統(tǒng)自動設計方法39-55
• 4.1 引言39
• 4.2 設計方法39-41
• 4.2.1 設計思路39
• 4.2.2 設計過程39-41
• 4.3 仿真實驗與結果比較分析41-51
• 4.3.1 4~n膜系統(tǒng)設計41-44
• 4.3.2 n~2+n膜系統(tǒng)設計44-47
• 4.3.3 多項式膜系統(tǒng)設計47-51
• 4.4 輸出含多對象膜系統(tǒng)自動設計舉例分析51-53
• 4.4.1 2~n的設計及結果51-52
• 4.4.2 3~n的設計及結果52-53
• 4.4.3 4~n的設計及結果53
• 4.5 小結53-55
• 附表一55-56
• 總結與展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 CHEN Yixi;ZHANG Gexiang;WANG Tao;HUANG Xiaoli;;Automatic Design of P Systems for Five Basic Arithmetic Operations within One Framework[J];Chinese Journal of Electronics;2014年02期

2 葛繼科;邱玉輝;吳春明;蒲國林;;遺傳算法研究綜述[J];計算機應用研究;2008年10期

3 孫艷豐，王眾托;遺傳算法在優(yōu)化問題中的應用研究進展[J];控制與決策;1996年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 牛云云;求解計算困難問題的膜計算模型與算法研究[D];華中科技大學;2012年

2 黃亮;膜計算優(yōu)化方法研究[D];浙江大學;2007年

  本文關鍵詞：指數(shù)函數(shù)膜系統(tǒng)自動設計與優(yōu)化方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：389064