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文檔簡介
1、什么是啟發(fā)式算法引言:解決實(shí)際的問題,要建模型,在求解。求解要選擇算法,只有我們對各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)都很熟悉后才能根據(jù)實(shí)際問題選出有效的算法。但是對各種算法都了如指掌是不現(xiàn)實(shí)的,但多知道一些,會使你的選擇集更大,找出最好算法的概率越大?,F(xiàn)在研一,要開題了些點(diǎn)文獻(xiàn)綜述,愿與大家分享。大自然是神奇的,它造就了很多巧妙的手段和運(yùn)行機(jī)制。受大自然的啟發(fā),人們從大自然的運(yùn)行規(guī)律中找到了許多解決實(shí)際問題的方法。對于那些受大自然的運(yùn)行規(guī)律或者面向具體問題的經(jīng)驗(yàn)、規(guī)則啟發(fā)出來的方法,人們常常稱之為啟發(fā)式算法( Heuristic Algorithm )。現(xiàn)在的啟發(fā)式算法也不是全部來自然的規(guī)律,也有來自人類積累的
2、工作經(jīng)驗(yàn)。啟發(fā)式算法的發(fā)展:啟發(fā)式算法的計(jì)算量都比較大,所以啟發(fā)式算法伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,取得了巨大的成就。40年代:由于實(shí)際需要,提出了啟發(fā)式算法(快速有效) 。50年代:逐步繁榮,其中 貪婪算法和局部搜索 等到人們的關(guān)注。60年代:反思,發(fā)現(xiàn)以前提出的啟發(fā)式算法速度很快,但是解得質(zhì)量不能保證,而且對大規(guī)模的問題仍然無能為力(收斂速度慢)。啟發(fā)式算法的不足和如何解決方法:(水平有限僅僅提出6點(diǎn))啟發(fā)式算法目前缺乏統(tǒng)一、完整的理論體系。很難解決!啟發(fā)式算法的提出就是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提出,沒有什么堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。由于NP理論,啟發(fā)式算法就解得全局最優(yōu)性無法保證。等NP ? =P有結(jié)果了再說吧,不知道
3、這個(gè)世紀(jì)能不能行。各種啟發(fā)式算法都有個(gè)自優(yōu)點(diǎn)如何,完美結(jié)合。如果你沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn),你就別去干這個(gè),相結(jié)合就要做大量嘗試,或許會有意外的收獲。啟發(fā)式算法中的參數(shù)對算法的效果起著至關(guān)重要的作用,如何有效設(shè)置參數(shù)。還是那句話,這是經(jīng)驗(yàn)活但還要悟性,只有try again 啟發(fā)算法缺乏有效的迭代停止條件。還是經(jīng)驗(yàn),迭代次數(shù) 100不行,就200,還不行就1000還不行估計(jì)就是算法有問題,或者你把它用錯(cuò)地方了 啟發(fā)式算法收斂速度的研究等。你會發(fā)現(xiàn),沒有完美的東西,要快你就要付出代價(jià),就是越快你得到的解也就遠(yuǎn)差。其中(4)集中反映了超啟發(fā)式算法的克服局部最優(yōu)的能力。雖然人們研究對啟發(fā)式算法的研究將近5 0年
4、,但它還有很多不足:1. 啟發(fā)式算法目前缺乏統(tǒng)一、完整的理論體系。2. 由于NP理論,各種啟發(fā)式算法都不可避免的遭遇到局部最優(yōu)的問題,如何判斷3. 各種啟發(fā)式算法都有個(gè)自優(yōu)點(diǎn)如何,完美結(jié)合。4. 啟發(fā)式算法中的參數(shù)對算法的效果起著至關(guān)重要的作用,如何有效設(shè)置參數(shù)。5. 啟發(fā)算法缺乏有效的迭代停止條件。6. 啟發(fā)式算法收斂速度的研究等。70年代:計(jì)算復(fù)雜性理論的提出,NP問題。許多實(shí)際問題不可能在合理的時(shí)間范圍內(nèi)找到全局最優(yōu)解。發(fā)現(xiàn)貪婪算法和局部搜索算法速度快,但解不好的原因主要是他們只是在局部的區(qū)域內(nèi)找解,等到的解沒有全局最優(yōu)性。由此必須引入新的搜索機(jī)制和策略 Holland的遺傳算法出現(xiàn)了(
5、 Genetic Algorithm )再次引發(fā)了人們研究啟發(fā)式算法的興趣。80年代以后:模擬退火算法(Simulated Annealing Algorithm),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network ),禁忌搜索(Tabu Search )相繼出現(xiàn)。最近比較熱或剛熱過去的:演化算法(Evolutionary Algorithm ),蟻群算法(Ant Algorithms ),擬人擬物算法,量子算法等。各個(gè)算法的思想這就不再詳細(xì)給出(以后會給出一些,關(guān)注我的blog ),為什么要引出啟發(fā)式算法,因?yàn)镹P問題,一般的經(jīng)典算法是無法求解,或求解時(shí)間過長,我們無法接受。
6、這里要說明的是:啟發(fā)式算法得到的解只是近似最優(yōu)解(近似到什么程度,只有根據(jù)具體問題才能給出).二十一世紀(jì)的最大的數(shù)學(xué)難題NP ? =P,如果NP=P啟發(fā)式算法就不在有存在的意義。優(yōu)勝劣汰是大自然的普遍規(guī)律,它主要通過選擇和變異來實(shí)現(xiàn)。選擇是優(yōu)化的基本思想,變異(多樣化)是隨機(jī)搜索或非確定搜索的基本思想。優(yōu)勝劣汰”是算法搜索的核心,根據(jù) 優(yōu)勝劣汰”策略的不同,可以獲得不同的超啟發(fā)式算法。超啟發(fā)式算法的主要思想來自于人類經(jīng)過長期對物理、生物、社會的自然現(xiàn)象仔細(xì)的觀察和實(shí)踐,以及對這些自然現(xiàn)象的深刻理解,逐步向大自然學(xué)習(xí),模仿其中的自然現(xiàn)象的運(yùn)行機(jī)制而得到的。遺傳算法:是根據(jù)生物演化,模擬演化過程中
7、基因染色體的選擇、交叉和變異得到的算法。在進(jìn)化過程中,較好的個(gè)體有較大的生存幾率。模擬退火:是模擬統(tǒng)計(jì)物理中固體物質(zhì)的結(jié)晶過程。在退火的過程中,如果搜索到好的解接受;否則,以一定的概率接受不好的解(即實(shí)現(xiàn)多樣化或變異的思想),達(dá)到跳出局部最優(yōu)解得目的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):模擬大腦神經(jīng)處理的過程,通過各個(gè)神經(jīng)元的競爭和協(xié)作,實(shí)現(xiàn)選擇和變異的過程。禁忌搜索:模擬人的經(jīng)驗(yàn),通過禁忌表記憶最近搜索過程中的歷史信息,禁忌某些解,以避免走回頭路,達(dá)到跳出局部最優(yōu)解的目的。螞蟻算法:模擬螞蟻的行為,擬人擬物,向螞蟻的協(xié)作方式學(xué)習(xí)。這幾種超啟發(fā)式算法都有一個(gè)共同的特點(diǎn):從隨機(jī)的可行初始解出發(fā),才用迭代改進(jìn)的策略,去逼近
8、問題的最優(yōu)解。他們的基本要素:(1)隨機(jī)初始可行解;(2)給定一個(gè)評價(jià)函數(shù)(常常與目標(biāo)函數(shù)值有關(guān));(3 )鄰域,產(chǎn)生新的可行解;(4)選擇和接受解得準(zhǔn)則;(5 )終止準(zhǔn)則。計(jì)算機(jī)科學(xué)的兩大基礎(chǔ)目標(biāo),就是發(fā)現(xiàn)可證明其執(zhí)行效率良好且可得最佳解或次佳解的算法。而啟發(fā)式算法則試圖一次提供一或全部目標(biāo)。例如它常能發(fā)現(xiàn)很不錯(cuò)的解,但也沒辦法證明它不會得到較壞的解;它通常可在合理時(shí)間解出答案,但也沒辦法知道它是否每次都可以這樣的速度求解。有時(shí)候人們會發(fā)現(xiàn)在某些特殊情況下,啟發(fā)式算法會得到很壞的答案或效率極差,然而造成那些特殊情況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),也許永遠(yuǎn)不會在現(xiàn)實(shí)世界出現(xiàn)。因此現(xiàn)實(shí)世界中啟發(fā)式算法很常用來解決問
9、題。啟發(fā)式算法處理許多實(shí)際問題時(shí)通??梢栽诤侠頃r(shí)間內(nèi)得到不錯(cuò)的答案。有一類的通用啟發(fā)式策略稱為元啟發(fā)式算法(metaheuristic ),通常使用亂數(shù)搜尋技巧。他們可以應(yīng)用在非常廣泛的問題上,但不能保證效率。啟發(fā)式算法(heuristic algorithm)是相對于最優(yōu)化算法提出的。一個(gè)問題的最優(yōu)算法求得該問題每個(gè)實(shí)例的最優(yōu)解。啟發(fā)式算法可以這樣定義:一個(gè)基于直觀或經(jīng)驗(yàn)構(gòu)造的算法,在可接受的花費(fèi)(指計(jì)算時(shí)間和空間)下給出待解決組合優(yōu)化問題每一個(gè)實(shí)例的一個(gè)可行解,該可行解與最優(yōu)解的偏離程度不一定事先可以預(yù)計(jì)大論文配電網(wǎng)先進(jìn)無功補(bǔ)償裝置及其協(xié)調(diào)運(yùn)行研究作者: 陳棟小論文無功補(bǔ)償裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展
10、趨勢作者:張劉春重心是三角形三邊中線的交點(diǎn),三線交一可用燕尾定理證明,十分簡單。證明過 程乂是塞瓦定理的特例。重心的幾條性質(zhì):1、重心到頂點(diǎn)的距離與重心到對邊中點(diǎn)的距離之比為 2: 1。 2、重心和三角形3個(gè)頂點(diǎn)組成的3個(gè)三角形面積相等。 3、重心到三 角形3個(gè)頂點(diǎn)距離的平方和最小。 4 、在平面直角坐標(biāo)系中,重心的坐標(biāo)是頂 點(diǎn)坐標(biāo)的算術(shù)平均,即其坐標(biāo)為(X1+X2+X3)/3,(Y1+Y2+Y3)/3);空間直角坐標(biāo) 系橫坐標(biāo):(X1+X2+X3)/3 縱坐標(biāo):(Y1+Y2+Y3)/3 豎坐標(biāo):(z1+z2+z3) /3 5、三角形內(nèi)到三邊距離之積最大的點(diǎn)。1 :什么是信噪比?。克膯挝?d
11、B是什么單位???是大好還是小好??? ? ? ? ? ? 信噪比一指音源產(chǎn)生最大不失真聲音信號強(qiáng)度與同時(shí)發(fā)出的噪音強(qiáng)度之間的比率,通常以“SNR或“S/N'表示,一般用分貝(dB)為單位,信噪比越高越好。通常的 HIFI器材信噪比在90db以上.信噪比S/N指信號中原有部分和由于設(shè)備自身、環(huán)境干擾等原因造成的噪聲的比例。信號和噪聲分別用電平表示,單位是 Vrms 或 mVrms。信噪比的單位是dB,計(jì)算公式是SN=20LOG (Vs/Vn )(不計(jì)權(quán)),其中 Vs是信號電平,Vn是噪聲電 平。采用對數(shù)計(jì)算是由于人耳的響度特性具有對數(shù)特征。信噪比越大,說明系統(tǒng)的噪聲和信號的差距越大,系統(tǒng)的
12、特性就越好。另:所謂計(jì)權(quán),是一種統(tǒng)計(jì)方法,這里的計(jì)權(quán)是指將噪聲中人耳更敏感的頻率部分多算一些,不敏感的就少計(jì)一些。例如同樣是不計(jì)權(quán),噪聲為 1KHz和噪聲為100KHz對人耳的感覺是完全不同的。 100KHz的 噪聲即使很大在計(jì)權(quán)計(jì)算中仍會忽略不計(jì),因?yàn)槿烁揪吐牪坏竭@個(gè)頻率的聲音,從音頻概念來說,100KHz的聲音的 權(quán)”重幾乎為0。由于標(biāo)明信噪比的目的是為給使用者提供一個(gè)聽覺參考,因此現(xiàn)在大多數(shù)音 響設(shè)備中標(biāo)明的信噪比都是計(jì)權(quán)的。增益單位db,分貝(decibel)dB就是分貝,是一個(gè)比值表述形式,與此類似的還有 ppm (白萬分之一),都 不是單位,但工程上有以此標(biāo)定物理測定量大小的習(xí)慣
13、。dB有兩個(gè)定義方式一一1.描述能量,即dB = 10lg ( P/Po )表明功率P相對于 基本功率Po的分貝數(shù);2.描述幅度,即dB = 20lg(A/Ao),表明幅度A相對于 基本幅度Ao的分貝數(shù)。天線增益顯然可以描述成輸出電壓與輸入感應(yīng)電壓之比,可以采用分貝(dB)描述,還有聲強(qiáng)也使用分貝描述。實(shí)際上,電路的放大倍數(shù)、衰減率、傳輸系數(shù).都是使用分貝描述。dB是物理學(xué)和工程上經(jīng)常使用的相對單位”,其表達(dá)的是相對標(biāo)準(zhǔn)的對數(shù)比例 關(guān)系。習(xí)慣上,強(qiáng)度或者幅度的相對比值,采用20倍以10為底的對數(shù),能量比則為10倍。比如:放大器的電壓放大倍數(shù),可以描述為 20lg(Vo/Vi) dB ,而 功率
14、放大倍數(shù)則為10lg(Po/Pi) ddB是電功率或聲強(qiáng)的相對量度單位。以某功率 或聲強(qiáng)除以參考電功率或聲強(qiáng)之商的常用對數(shù)表示,使用中這個(gè)單位太大,除以10,稱為分貝,符號為 dB,dB=10lg(Po/Pi) dB,或dB=20lg(某電壓或電流/ 參考電壓或電流)。常見符號是 dBm是表示1毫瓦功率為參考功率的分貝數(shù)2:無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)scale - free network,現(xiàn)實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)大部分都不是隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),少數(shù)的節(jié)點(diǎn)往往擁有大量的連接,而大部分節(jié)點(diǎn)卻很少,一般而言他們符合 zipf定律,(也就是80/20馬太定律)。人們給具有這種性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)起了一 個(gè)特別的名字一一無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。這里的無標(biāo)度是
15、指網(wǎng)絡(luò)缺乏一個(gè)特征度值(或平均度值),即節(jié)點(diǎn)度值的波動范圍相當(dāng)大。什么是隨機(jī)圖理論字體大?。?大-中-小zmdxyboyandy 發(fā)表于 06-11-08 20:10 閱讀(1798) 評論(6)在研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中,研究者使用的主要工具就是隨機(jī)圖理論。該理論創(chuàng)始于上個(gè)世紀(jì)40年代。由Erdos等人創(chuàng)立。最早提出的經(jīng)典隨機(jī)圖模型就是ER模型。在隨機(jī)圖中,邊的出現(xiàn)成為概率事件。隨機(jī)圖和經(jīng)典圖之間最大的區(qū)別在于引入了隨機(jī)的方法,使得圖的空間變得更大,其數(shù)學(xué)性質(zhì)也發(fā)生了巨大的變化,在隨機(jī)圖的經(jīng)典數(shù)學(xué)模型中,隨機(jī)圖上的結(jié)點(diǎn)度數(shù)分布服從泊松分布。經(jīng)過長達(dá)60多年的研究,最近由圣塔非的M.E.J Newman等人將隨機(jī)圖中的度數(shù)分布擴(kuò)展到任意度數(shù)分布,我們稱之為"廣義隨機(jī)圖”,這使得對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究有了進(jìn)一步的深入。雖然我覺得廣義隨機(jī)圖理論在解決power-law問題上仍然存在這一定的缺陷。但是至少它在仿真上已經(jīng)被證實(shí)了。分布式是一種模型結(jié)構(gòu),區(qū)別丁核心式,可以從字面理解為分布在各處”分布式的目標(biāo)是降低單個(gè)對象的重要度, 從而提升整個(gè)系統(tǒng)的性能(穩(wěn)定性,計(jì) 算能力等等),不過代價(jià)是增加了數(shù)據(jù)傳輸量舉個(gè)例子你就明白了:假如中國專門造了一臺超級電腦,用來計(jì)算天氣預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù),然后所有的電視臺 都從這臺電腦獲取數(shù)據(jù),然后播放天氣預(yù)
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