復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬課件

復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬探索復(fù)雜性的模型方法xxMQFANG@PUBLIC.BTA.NET.CN謝謝觀賞2019-4-181復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬探索復(fù)雜性的模型方法謝謝觀賞2019-4復(fù)雜——誕生于秩序與混沌邊緣的科學(xué)一場(chǎng)激動(dòng)人心的科學(xué)觀念的革命瞬間照亮了各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，其中的原則和思想影響是如此地深遠(yuǎn)和廣泛，以至于絕大多數(shù)學(xué)科都卷入其中！謝謝觀賞2019-4-182復(fù)雜——誕生于秩序與混沌邊緣的科學(xué)謝謝觀賞2019-4-18過(guò)去我們用數(shù)學(xué)給出世界完美的描述，我們很陶醉，以為我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了世界。但近來(lái)我們發(fā)現(xiàn)世界其實(shí)很復(fù)雜，并不確定，偶然的小情況可能放大為決定性的事件，影響了整個(gè)歷史進(jìn)程復(fù)雜地發(fā)展。原來(lái)組成系統(tǒng)的個(gè)體是有適應(yīng)性的。個(gè)體的適應(yīng)性就產(chǎn)生了系統(tǒng)的復(fù)雜性。用計(jì)算機(jī)程序描述個(gè)體的行為，在一定的框架之下，個(gè)體平行地動(dòng)作起來(lái)，這包括個(gè)體對(duì)外界的適應(yīng)，偶然的小情況，個(gè)體的相互作用…..如此，計(jì)算機(jī)模擬就比較真實(shí)地反映了復(fù)雜世界的一個(gè)個(gè)方面。

謝謝觀賞2019-4-183過(guò)去我們用數(shù)學(xué)給出世界完美的描述，我們很陶醉，以為我們已經(jīng)認(rèn)第一節(jié)

復(fù)雜性科學(xué)確定性的終結(jié)、復(fù)雜性科學(xué)的興起路徑依賴(lài)的反思復(fù)雜性研究的方法

謝謝觀賞2019-4-184第一節(jié)復(fù)雜性科學(xué)確定性的終結(jié)、復(fù)雜性科學(xué)的興起謝謝觀賞第二節(jié)

復(fù)雜系統(tǒng)系統(tǒng)理論復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)謝謝觀賞2019-4-185第二節(jié)復(fù)雜系統(tǒng)系統(tǒng)理論謝謝觀賞2019-4-185第三節(jié)

模型與模擬方法模型建摸與模擬模擬軟件平臺(tái)SWARM的介紹模擬軟件平臺(tái)STARLOGO的介紹應(yīng)用舉例謝謝觀賞2019-4-186第三節(jié)模型與模擬方法模型謝謝觀賞2019-4-186第一節(jié)

復(fù)雜性科學(xué)I確定性的終結(jié)、復(fù)雜性科學(xué)的興起謝謝觀賞2019-4-187第一節(jié)復(fù)雜性科學(xué)I確定性的終結(jié)、復(fù)雜性科學(xué)的興起謝I確定性的終結(jié)!謝謝觀賞2019-4-188I確定性的終結(jié)!謝謝觀賞2019-4-188拉普拉斯決定論宇宙不過(guò)是一臺(tái)機(jī)械的鐘表宇宙的未來(lái)完全由它的過(guò)去決定。世界是可被預(yù)知的。只要我們明白了支配宇宙的規(guī)律，那么我們就能推察過(guò)去，預(yù)言未來(lái)。宇宙的統(tǒng)一規(guī)律已找到了（牛頓），宇宙的圖景已被描繪出來(lái)了。謝謝觀賞2019-4-189拉普拉斯決定論宇宙不過(guò)是一臺(tái)機(jī)械的鐘表謝謝觀賞2019-4-確定性的樂(lè)觀詩(shī)人蒲柏為偉大的牛頓寫(xiě)下的墓志銘所言：

自然和自然的法則在黑夜中隱藏，

上帝說(shuō)，讓牛頓去吧

于是一切都已照亮。

謝謝觀賞2019-4-1810確定性的樂(lè)觀詩(shī)人蒲柏為偉大的牛頓寫(xiě)下的墓志銘所言：謝謝觀賞2

通向混沌初始條件的微小變動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致軌道完全不一樣?！安钪晾澹еЮ铩迸ｎD定律本身雖是確定性的，但它所描述的具體事物，很可能出現(xiàn)隨機(jī)行為?；煦?非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)=難以精確求解謝謝觀賞2019-4-1811通向混沌初始條件的微小變動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致軌道完全不一樣?！安盥鍌惼澟c氣象混沌1963年的一天，氣象學(xué)家洛倫茲踱進(jìn)麻省理工學(xué)院的咖啡館。而在他進(jìn)來(lái)之前，他剛把一個(gè)數(shù)據(jù)輸入他那臺(tái)現(xiàn)在看來(lái)工作速度其慢無(wú)比的計(jì)算機(jī)，以驗(yàn)證上一次的結(jié)果。他知道結(jié)果還需要等一個(gè)來(lái)小時(shí)，他大可一邊躲開(kāi)噪音，一邊來(lái)悠閑地享受點(diǎn)咖啡。當(dāng)他回到自己的工作室時(shí)，令他驚訝的事發(fā)生了：這次的結(jié)果與上次的結(jié)果在開(kāi)始時(shí)相同，但到后來(lái)卻出現(xiàn)了很大的差異。他的結(jié)果是通過(guò)曲線(xiàn)表示的，這就是說(shuō)兩條曲線(xiàn)只是在開(kāi)始時(shí)相吻合，而到后來(lái)兩者卻分道揚(yáng)鑣了。謝謝觀賞2019-4-1812洛倫茲與氣象混沌1963年的一天，氣象學(xué)家洛倫茲踱進(jìn)麻省理工混沌與復(fù)雜復(fù)雜是多體系統(tǒng)多體之間的交互關(guān)系是非線(xiàn)性的單獨(dú)一個(gè)主體的運(yùn)動(dòng)軌跡是混沌系統(tǒng)整體則涌現(xiàn)出一定的秩序和結(jié)構(gòu)例子：湍流與水分子社會(huì)與人歷史規(guī)律經(jīng)濟(jì)周期與經(jīng)濟(jì)主體股票行情與股民的行為謝謝觀賞2019-4-1813混沌與復(fù)雜復(fù)雜是多體系統(tǒng)謝謝觀賞2019-4-1813在傳統(tǒng)的社會(huì)科學(xué)研究中，解釋和預(yù)測(cè)間的過(guò)渡看來(lái)太隨意而缺乏嚴(yán)謹(jǐn)了——對(duì)一個(gè)社會(huì)現(xiàn)象的正確解釋并不意味必然能夠?qū)@個(gè)現(xiàn)象的未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，特別當(dāng)內(nèi)在機(jī)制中有非線(xiàn)性關(guān)系時(shí)，這種從解釋到預(yù)測(cè)之間的思維延伸幾乎百分之百是不可能的。復(fù)雜理論告訴我們，即便我們能夠很清楚地界定和完全掌握了對(duì)個(gè)體行為影響的所有因素，對(duì)組織或機(jī)構(gòu)行為的預(yù)測(cè)仍然是非常不充分的。

謝謝觀賞2019-4-1814在傳統(tǒng)的社會(huì)科學(xué)研究中，解釋和預(yù)測(cè)間的過(guò)渡看來(lái)太隨意而缺乏嚴(yán)人類(lèi)認(rèn)識(shí)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)大自然對(duì)人類(lèi)線(xiàn)性思維的教訓(xùn)水壩生態(tài)中國(guó)墾荒與沙漠化美國(guó)西部的風(fēng)塵暴核泄露人工生態(tài)實(shí)驗(yàn)的失敗謝謝觀賞2019-4-1815人類(lèi)認(rèn)識(shí)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)大自然對(duì)人類(lèi)線(xiàn)性思維的教訓(xùn)謝謝觀賞2《失敗的邏輯》事情因何出錯(cuò),世間有無(wú)妙策為什么鐵路信號(hào)系統(tǒng)工作正常時(shí)，列車(chē)仍然會(huì)發(fā)生撞車(chē)事故？為什么所有操作人員警覺(jué)地堅(jiān)守著工作崗位，核反應(yīng)堆依然會(huì)發(fā)生災(zāi)難性的熔化事故？為什么我們制定得甚好的那么多專(zhuān)業(yè)和個(gè)人計(jì)劃，會(huì)如此頻繁地出岔子?謝謝觀賞2019-4-1816《失敗的邏輯》事情因何出錯(cuò),世間有無(wú)妙策為什么鐵路信號(hào)系統(tǒng)工對(duì)人類(lèi)思維方式的反思德國(guó)心理學(xué)迪特里希.德?tīng)柤{思維復(fù)雜性研究用計(jì)算機(jī)模擬情景試驗(yàn)讓不同的專(zhuān)家以游戲的方式發(fā)掘決策思維模式的一般特征理性思維的局限性：邏輯嚴(yán)密

線(xiàn)性思維方式直覺(jué)、聯(lián)想=思維的并行謝謝觀賞2019-4-1817對(duì)人類(lèi)思維方式的反思德國(guó)心理學(xué)迪特里希.德?tīng)柤{思維復(fù)雜性直覺(jué)思維整體思維的回歸世界上原來(lái)不只存在一種邏輯思維方式神秘主義思潮和新時(shí)代（newage）運(yùn)動(dòng)謝謝觀賞2019-4-1818直覺(jué)思維整體思維的回歸謝謝觀賞2019-4-1818II路經(jīng)依賴(lài)的反思謝謝觀賞2019-4-1819II路經(jīng)依賴(lài)的反思謝謝觀賞2019-4-1819路經(jīng)依賴(lài)系統(tǒng)的發(fā)展與其初始條件緊密相關(guān)，與其發(fā)展過(guò)程中的偶然事件密切相關(guān)個(gè)體微不足道的行為可能產(chǎn)生出乎意料的結(jié)果謝謝觀賞2019-4-1820路經(jīng)依賴(lài)謝謝觀賞2019-4-1820馬屁股的寬度決定了火星探測(cè)發(fā)射器的寬度？馬屁股的寬度決定了雙馬馬車(chē)的車(chē)轍寬度決定了電車(chē)軌道的寬度電車(chē)軌道的寬度決定了鐵軌的寬度（修建第一條鐵路順著馬車(chē)的車(chē)轍印記）鐵軌的寬度決定了火車(chē)的車(chē)廂的寬度決定了火箭發(fā)射倉(cāng)的最大寬度（為了運(yùn)載方便）決定了火星探測(cè)發(fā)射器尺寸謝謝觀賞2019-4-1821馬屁股的寬度決定了火星探測(cè)發(fā)射器的寬度？馬屁股的寬度決定了雙故事是頗有趣的。從一定意義上說(shuō)，今天世界是最先進(jìn)的運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，或許是由兩千年前兩匹戰(zhàn)馬的屁股寬度來(lái)決定的。歷史慣性的力量是多么的強(qiáng)大，要沖破由慣性形成的規(guī)則又是多么的艱難。謝謝觀賞2019-4-1822故事是頗有趣的。從一定意義上說(shuō)，今天世界是最先進(jìn)的運(yùn)輸系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)的路經(jīng)依賴(lài)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)的路經(jīng)鎖定：鐘表的順時(shí)針，信息化的標(biāo)準(zhǔn)和壟斷微軟的戰(zhàn)略:當(dāng)盜版讓人們已經(jīng)習(xí)慣于使用windows時(shí),就會(huì)受制于它,很多人只會(huì)使用裝了windows的計(jì)算機(jī)．高科技的競(jìng)爭(zhēng)就是標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)DＶD格式無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)的格式的爭(zhēng)議謝謝觀賞2019-4-1823經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)的路經(jīng)依賴(lài)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)的路經(jīng)鎖定：鐘表的順時(shí)針，謝謝自然科學(xué)領(lǐng)域的路徑依賴(lài)極其微小的初始狀態(tài)會(huì)成指數(shù)的放大，極大地影響了混沌系統(tǒng)的輸出人類(lèi)對(duì)世界的認(rèn)識(shí)實(shí)踐活動(dòng)影響了世界謝謝觀賞2019-4-1824自然科學(xué)領(lǐng)域的路徑依賴(lài)謝謝觀賞2019-4-1824科學(xué)認(rèn)識(shí)的反思人類(lèi)對(duì)世界的認(rèn)識(shí)實(shí)踐活動(dòng)影響了世界后現(xiàn)代科學(xué)：自然規(guī)律是自然的習(xí)慣集體的習(xí)慣有被鎖定成為既定成俗的傾向個(gè)人習(xí)慣之間的交互涌現(xiàn)出集體的習(xí)慣自由落體難道是銅球的一種難改的積習(xí)？萬(wàn)有引力難道是物質(zhì)世界的一種慣例？慣性vs習(xí)慣參考作為習(xí)性的自然法則：科學(xué)的后現(xiàn)代基礎(chǔ)[英]魯珀特·謝爾德拉克Sheldrake網(wǎng)上有個(gè)人主頁(yè)謝謝觀賞2019-4-1825科學(xué)認(rèn)識(shí)的反思人類(lèi)對(duì)世界的認(rèn)識(shí)實(shí)踐活動(dòng)影響了世界謝謝觀賞20科學(xué)認(rèn)識(shí)的反思２科學(xué)的自然觀，不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀世界是否存在？完全嚴(yán)格的重復(fù)試驗(yàn)是否可能？完全嚴(yán)格的重復(fù)實(shí)驗(yàn)是不可能的人是否可以第二次踏入同一條河流？反歸納法歸納得到的現(xiàn)象越多，推廣的余地越小正歸納歸納得到的現(xiàn)象越多，推廣到全部的可能性越大謝謝觀賞2019-4-1826科學(xué)認(rèn)識(shí)的反思２科學(xué)的自然觀，不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀世界是后現(xiàn)代科學(xué)心理學(xué)家麥獨(dú)孤的老鼠迷宮實(shí)驗(yàn)隨著實(shí)驗(yàn)的重復(fù)進(jìn)行，雖然選定重復(fù)實(shí)驗(yàn)的老鼠是完全不同的個(gè)體，但老鼠的智力卻隨著實(shí)驗(yàn)的重復(fù)而遞增，后來(lái)參加實(shí)驗(yàn)的老鼠比前面參加實(shí)驗(yàn)的老鼠更快地學(xué)會(huì)走出迷宮文化人類(lèi)學(xué)和新時(shí)代巫術(shù)的興起影視界的《波利哈特》熱謝謝觀賞2019-4-1827后現(xiàn)代科學(xué)心理學(xué)家麥獨(dú)孤的老鼠迷宮實(shí)驗(yàn)謝謝觀賞2019-43.復(fù)雜性研究方法謝謝觀賞2019-4-18283.復(fù)雜性研究方法謝謝觀賞2019-4-1828復(fù)雜系統(tǒng)的特征涌現(xiàn)非線(xiàn)性反饋循環(huán)開(kāi)放式部分不能包含整體路徑依賴(lài)，與歷史相關(guān)（混沌特性）多層次嵌套邊界模糊謝謝觀賞2019-4-1829復(fù)雜系統(tǒng)的特征涌現(xiàn)謝謝觀賞2019-4-1829復(fù)雜系統(tǒng)研究的議題和范例發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用刻劃社會(huì)系統(tǒng)、自然系統(tǒng)演化的規(guī)律的普適性方法對(duì)人工技術(shù)系統(tǒng)（企業(yè)信息化、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化生存）的演化規(guī)律進(jìn)行探討例如：企業(yè)信息化建模信息經(jīng)濟(jì)學(xué)人工技術(shù)網(wǎng)絡(luò)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的脆性研究網(wǎng)絡(luò)對(duì)社會(huì)交往的影響交往媒介的革新與社會(huì)文化的變革等謝謝觀賞2019-4-1830復(fù)雜系統(tǒng)研究的議題和范例發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用刻劃社會(huì)系統(tǒng)、自然系統(tǒng)演化復(fù)雜系統(tǒng)的普遍性生命體智力——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)系統(tǒng)蟻群經(jīng)濟(jì)股市人際關(guān)系網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)電訊網(wǎng)航運(yùn)線(xiàn)路謝謝觀賞2019-4-1831復(fù)雜系統(tǒng)的普遍性生命體謝謝觀賞2019-4-1831生命體的復(fù)雜性2002年5月，英國(guó)《自然》周刊上宣布在冰島北部海下發(fā)現(xiàn)了一種迄今所知最小的生命。這種被稱(chēng)為“Nanoarchaeumequitans”的微生物屬于古細(xì)菌的一種，其基因組的DNA堿基對(duì)僅有50萬(wàn)左右。假設(shè)一個(gè)基因的平均長(zhǎng)度為1000個(gè)堿基，那么這個(gè)細(xì)菌所擁有的基因大約是500個(gè)。如果每個(gè)基因編碼一種蛋白質(zhì)，那么這個(gè)細(xì)菌最多可以擁有500種蛋白質(zhì)。哪怕是最小、最簡(jiǎn)單的生物體，也是由許多執(zhí)行不同功能的組分構(gòu)成的。因此，生命復(fù)雜性的第一個(gè)特征是，生命是一種復(fù)合體，不可能由一個(gè)成分（一種基因或蛋白質(zhì)）構(gòu)成。謝謝觀賞2019-4-1832生命體的復(fù)雜性2002年5月，英國(guó)《自然》周刊上宣布在冰島北全球通訊網(wǎng)絡(luò)全球通訊網(wǎng)絡(luò)謝謝觀賞2019-4-1833全球通訊網(wǎng)絡(luò)全球通訊網(wǎng)絡(luò)謝謝觀賞2019-4-1833航空交通網(wǎng)航空交通網(wǎng)謝謝觀賞2019-4-1834航空交通網(wǎng)航空交通網(wǎng)謝謝觀賞2019-4-1834分形圖案分形分布的宇宙：瑞士天文學(xué)家FrancesoSylosLabini宇宙平均看起來(lái)是各向同性的，但卻不是均勻的，我們?cè)谀骋粚蛹?jí)上。。。謝謝觀賞2019-4-1835分形圖案分形分布的宇宙：瑞士天文學(xué)家FrancesoSyl謝謝觀賞2019-4-1836謝謝觀賞2019-4-1836CAS復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論CAS理論的最基本的思想系統(tǒng)的復(fù)雜性（整個(gè)系統(tǒng)的演變或進(jìn)化，包括新層次的產(chǎn)生、分化和多樣性的出現(xiàn)，新的、聚合而成的、更大的主體的出現(xiàn)等等，）是來(lái)源于系統(tǒng)中的成員的適應(yīng)性。所謂具有適應(yīng)性，就是指它能夠與環(huán)境以及其它主體進(jìn)行交流，在這種交流的過(guò)程中“學(xué)習(xí)”或“積累經(jīng)驗(yàn)”，并且根據(jù)學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式。[1]

參見(jiàn)《系統(tǒng)科學(xué)》,徐國(guó)志等，上海科技教育出版社2000年P(guān)252返回謝謝觀賞2019-4-1837CAS復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論CAS理論的最基本的思想返回謝謝觀賞復(fù)雜系統(tǒng)研究的方法和理論結(jié)構(gòu)狀態(tài)描述

分形分維狀態(tài)空間自組織與耗散結(jié)構(gòu)演化機(jī)制的動(dòng)力學(xué)描述艾根超循環(huán)協(xié)同學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)建模與模型表示受限生成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)方程元胞自動(dòng)機(jī)多主體系統(tǒng)人工生命謝謝觀賞2019-4-1838復(fù)雜系統(tǒng)研究的方法和理論結(jié)構(gòu)狀態(tài)描述謝謝觀賞2019-4-1復(fù)雜系統(tǒng)研究的方法和理論CAS理論網(wǎng)絡(luò)模型：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲芯啃∈澜缇W(wǎng)絡(luò)

尺度無(wú)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)謝謝觀賞2019-4-1839復(fù)雜系統(tǒng)研究的方法和理論CAS理論謝謝觀賞2019-4-18為什么用計(jì)算機(jī)？1860年，法國(guó)天文學(xué)家Delaunay（CharlesEugeneDelaunay，1816-1872）為計(jì)算受到地球與太陽(yáng)重力影響的月球運(yùn)動(dòng)軌跡，花了二十年,計(jì)算過(guò)程填滿(mǎn)一本書(shū)，也只得到一個(gè)近似解1970年,用符號(hào)方程檢查他的計(jì)算,計(jì)算機(jī)只花了20個(gè)小時(shí),不但求出更精確的近似解,還找出Delaunay的三個(gè)計(jì)算錯(cuò)誤四色圖問(wèn)題整體大于部分之和:個(gè)體設(shè)計(jì)上的簡(jiǎn)單規(guī)則不能預(yù)料交互過(guò)程中涌現(xiàn)出的整體新特征根本原因:——非線(xiàn)性方程的不可積，不能精確求解，不能長(zhǎng)期預(yù)測(cè)謝謝觀賞2019-4-1840為什么用計(jì)算機(jī)？1860年，法國(guó)天文學(xué)家Delaunay人工社會(huì)Sugarscape模型糖域模型芝加哥大學(xué)社會(huì)政治學(xué)研究所人工社會(huì)拓展了社會(huì)學(xué)、人類(lèi)學(xué)研究的手段在虛擬的社會(huì)中觀察戰(zhàn)爭(zhēng)、文化等因素的形成例如：貨幣的形成過(guò)程。在一個(gè)追求交換效益最大化、以分工細(xì)化為方向的人工社會(huì)中這是必然發(fā)生的。謝謝觀賞2019-4-1841人工社會(huì)Sugarscape模型糖域模型芝加哥大學(xué)社統(tǒng)一規(guī)范與計(jì)算機(jī)建模工具如SwarmRepastAscapeSatrlogoDynamo等工具化標(biāo)準(zhǔn)化簡(jiǎn)便化跨學(xué)科性計(jì)算機(jī)建模工具應(yīng)該規(guī)范研究方便研究方便交流謝謝觀賞2019-4-1842統(tǒng)一規(guī)范與計(jì)算機(jī)建模工具如SwarmRepastAsc模型方法是現(xiàn)代科學(xué)的一種核心方法用于復(fù)雜性研究的典型信息模型是一種半經(jīng)驗(yàn)半理論模型。模型是知識(shí)表示的基本概念和工具謝謝觀賞2019-4-1843模型方法是現(xiàn)代科學(xué)的一種核心方法用于復(fù)雜性研究的典型信息模型第二節(jié)

復(fù)雜系統(tǒng)系統(tǒng)理論復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)謝謝觀賞2019-4-1844第二節(jié)復(fù)雜系統(tǒng)系統(tǒng)理論謝謝觀賞2019-4-1844系統(tǒng)理論

謝謝觀賞2019-4-1845系統(tǒng)理論謝謝觀賞2019-4-184系統(tǒng)

什么是系統(tǒng)？貝塔朗菲認(rèn)為，系統(tǒng)是處于一定相互關(guān)系中與環(huán)境發(fā)生關(guān)系的各組成部分(要素)的總體?；蛘哒f(shuō)，系統(tǒng)是集合內(nèi)各要素按一定的結(jié)構(gòu)組織而成的一個(gè)整體,并在與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換過(guò)程中體現(xiàn)出一定的功能。

謝謝觀賞2019-4-1846系統(tǒng)什么是系統(tǒng)？貝塔朗菲認(rèn)為，系統(tǒng)是處于一定相互系統(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)是探索系統(tǒng)的存在方式和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的學(xué)問(wèn)，是對(duì)系統(tǒng)本質(zhì)的正確反映和真理性認(rèn)識(shí)。系統(tǒng)科學(xué)已經(jīng)形成了一個(gè)學(xué)科群：如系統(tǒng)論、信息論、控制論、運(yùn)籌學(xué)、博奕論、協(xié)同學(xué)、耗散結(jié)構(gòu)理論等。系統(tǒng)科學(xué)方法是按照系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)和理論，把研究對(duì)象視為系統(tǒng)來(lái)解決認(rèn)識(shí)和實(shí)踐中的各種問(wèn)題和方法的總稱(chēng)。謝謝觀賞2019-4-1847系統(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)是探索系統(tǒng)的存在方式和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的學(xué)問(wèn)，是系統(tǒng)科學(xué)方法的原則運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)研究和處理對(duì)象時(shí)，要把握以下一些原則：（1）整體性原則。整體性原則是系統(tǒng)方法的首要原則。（2）動(dòng)態(tài)原則。這是指系統(tǒng)方法的歷時(shí)性原則。謝謝觀賞2019-4-1848系統(tǒng)科學(xué)方法的原則運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)研究和處理對(duì)象時(shí)，要把握以下系統(tǒng)科學(xué)方法的原則（續(xù)）（3）最優(yōu)化原則。亦稱(chēng)整體優(yōu)化原則。本著“多利相權(quán)取其重，多害相權(quán)取其輕”的精神進(jìn)行綜合優(yōu)化和系統(tǒng)篩選。（4）模型化原則。采用系統(tǒng)科學(xué)方法需要這真實(shí)系統(tǒng)模型化。模型化原則是采用系統(tǒng)化方法時(shí)求得最優(yōu)化的保證。前兩個(gè)原則是基礎(chǔ)，第三個(gè)是目標(biāo)，第四個(gè)是手段。謝謝觀賞2019-4-1849系統(tǒng)科學(xué)方法的原則（續(xù)）（3）最優(yōu)化原則。亦稱(chēng)整體優(yōu)系統(tǒng)科學(xué)方法的作用為人們提供了新的思想模式，是推動(dòng)科技整體化、綜合化的重要方法。兼具多種認(rèn)識(shí)功能，是研究復(fù)雜系統(tǒng)的有效工具。為人們提供了制定系統(tǒng)最佳方案以實(shí)行優(yōu)化組合和優(yōu)化管理的手段。謝謝觀賞2019-4-1850系統(tǒng)科學(xué)方法的作用為人們提供了新的思想模式，是推動(dòng)科技整體化探索復(fù)雜性的方法一探索簡(jiǎn)單性研究相對(duì)簡(jiǎn)單的對(duì)象特別是把用簡(jiǎn)化的方法研究事物，稱(chēng)為探索簡(jiǎn)單性。近代自然科學(xué)基本上屬于探索簡(jiǎn)單性的科學(xué)，人們形成了一種信念，即認(rèn)為一旦掌握了簡(jiǎn)單性的實(shí)體和關(guān)系，任何復(fù)雜的對(duì)象都可以構(gòu)造和計(jì)算出來(lái)。謝謝觀賞2019-4-1851探索復(fù)雜性的方法一探索簡(jiǎn)單性謝謝觀賞2019-4-1851二探索復(fù)雜性強(qiáng)調(diào)整體與部分的關(guān)系是一種非加和性。

復(fù)雜系統(tǒng)各要素之間存在非線(xiàn)性。系統(tǒng)變化過(guò)程服從因果反饋規(guī)律。系統(tǒng)不但存在，還在生長(zhǎng)和消逝著。謝謝觀賞2019-4-1852二探索復(fù)雜性謝謝觀賞2019-4-1852復(fù)雜性探索的方法論啟示：從還原論到整體論的轉(zhuǎn)變；從線(xiàn)性觀到非線(xiàn)性觀的轉(zhuǎn)變；科學(xué)興趣從簡(jiǎn)單性向復(fù)雜性的轉(zhuǎn)變；從崇尚解析方法向重視非解析方法的轉(zhuǎn)變；確定論和概率論兩套描述體系從對(duì)立到溝通。謝謝觀賞2019-4-1853復(fù)雜性探索的方法論啟示：從還原論到整體論的轉(zhuǎn)變；謝謝觀賞20復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論

的最基本的思想復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)也即CAS(ComplexAdaptiveSystem)。我們把系統(tǒng)中的成員稱(chēng)為具有適應(yīng)性的主體(AdaptiveAgent)，簡(jiǎn)稱(chēng)為主體。謝謝觀賞2019-4-1854復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論

的最基本的思想復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)所謂具有適應(yīng)性，就是指它能夠與環(huán)境以及其它主體進(jìn)行交流，在這種交流的過(guò)程中“學(xué)習(xí)”或“積累經(jīng)驗(yàn)”，并且根據(jù)學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式。整個(gè)系統(tǒng)的演變或進(jìn)化，包括新層次的產(chǎn)生，分化和多樣性的出現(xiàn)，新的、聚合而成的、更大的主體的出現(xiàn)等等，都是在這個(gè)基礎(chǔ)上出現(xiàn)的。謝謝觀賞2019-4-1855所謂具有適應(yīng)性，就是指它能夠與環(huán)境以及其它主體進(jìn)行交流，在這復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的例子生物有機(jī)體生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸謝謝觀賞2019-4-1856復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的例子生物有機(jī)體謝謝觀賞2019-4-1856為什么使用

Agent-BasedModelling傳統(tǒng)的建模方法能夠描述宏觀的系統(tǒng)，但是并不能解釋一些特性的來(lái)源；不能很好的處理離散系統(tǒng)；ABM能夠很好的針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行處理，它是傳統(tǒng)建模方法的一個(gè)補(bǔ)充。謝謝觀賞2019-4-1857為什么使用

Agent-BasedModelling傳統(tǒng)CAS基本思想1994年正式提出我們把系統(tǒng)中的成員稱(chēng)為具有適應(yīng)性的主體(AdaptiveAgent)，簡(jiǎn)稱(chēng)為主體。所謂具有適應(yīng)性，就是指它能夠與環(huán)境以及其它主體進(jìn)行交流，在這種交流的過(guò)程中“學(xué)習(xí)”或“積累經(jīng)驗(yàn)”，并且根據(jù)學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式。整個(gè)系統(tǒng)的演變或進(jìn)化，包括新層次的產(chǎn)生，分化和多樣性的出現(xiàn)，新的、聚合而成的、更大的主體的出現(xiàn)等等,都是在這個(gè)基礎(chǔ)上出現(xiàn)的。謝謝觀賞2019-4-1858CAS基本思想1994年正式提出謝謝觀賞2019-4-1基于CAS思想的要點(diǎn):A)主體(AdaptiveAgent)是主動(dòng)的、活的實(shí)休。這點(diǎn)是CAS和其他建模方法的關(guān)鍵性的區(qū)別。正是這個(gè)特點(diǎn)，使得它能夠用于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等其它方法難于應(yīng)用的復(fù)雜系統(tǒng)。B)個(gè)體與環(huán)境(包括個(gè)體之間)的相互影響，相互作用，是系統(tǒng)演變和進(jìn)化的主要?jiǎng)恿?。以往的建模方法往往把個(gè)體本身的內(nèi)部屬性放在主要位置，而沒(méi)有對(duì)于個(gè)體之間，以及個(gè)體與環(huán)境之間的相互作用給予足夠的重視。這個(gè)特點(diǎn)使得CAS方法能夠運(yùn)用于個(gè)體本身屬性極不相同，但是相互關(guān)系卻有許多共同點(diǎn)的不同領(lǐng)域。謝謝觀賞2019-4-1859基于CAS思想的要點(diǎn):A)主體(AdaptiveAgent基于CAS思想的要點(diǎn):C)這種建模方法不象許多其他的方法那樣，把宏觀和微觀截然分開(kāi)，而是把它們有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。它通過(guò)主體和環(huán)境的相互作用，使得個(gè)體的變化成為整個(gè)系統(tǒng)的變化的基礎(chǔ)，統(tǒng)一地加以考察。D)這種建模方法還引進(jìn)了隨機(jī)因素的作用，使它具有更強(qiáng)的描述和表達(dá)能力謝謝觀賞2019-4-1860基于CAS思想的要點(diǎn):C)這種建模方法不象許多其他的方法那樣CAS了描述復(fù)雜適應(yīng)性的6個(gè)特點(diǎn):分散的相互作用全局現(xiàn)象是由許多分散的異質(zhì)主體的相互作用產(chǎn)生的，任意給定主體的行動(dòng)依賴(lài)于對(duì)有限數(shù)目其他主體的行動(dòng)和這些主體共同建立的積累狀態(tài)。主體的差異性導(dǎo)致積累行為的“永遠(yuǎn)新奇”沒(méi)有全局控制者沒(méi)有全局性實(shí)體控制相互作用，控制產(chǎn)生于主體間的競(jìng)爭(zhēng)和寫(xiě)作機(jī)制。經(jīng)濟(jì)行為通過(guò)法律制度、設(shè)定的角色和波動(dòng)的聯(lián)系調(diào)節(jié)。沒(méi)有全局競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手—―個(gè)體可以運(yùn)用經(jīng)濟(jì)中的所有機(jī)會(huì)。謝謝觀賞2019-4-1861CAS了描述復(fù)雜適應(yīng)性的6個(gè)特點(diǎn):分散的相互作用全局CAS了描述復(fù)雜適應(yīng)性的6個(gè)特點(diǎn):層次交叉的組織經(jīng)濟(jì)中具有許多層次和相互作用。任何給定層次的單元（行為、動(dòng)作、策略和產(chǎn)品）都作為構(gòu)建較高層次的單元基本塊。整個(gè)組織不僅具有層次性，層次間還存在許多相互作用。連續(xù)的適應(yīng)性依據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)，主體的行為、動(dòng)作、策略和產(chǎn)品不斷調(diào)整，導(dǎo)致系統(tǒng)不斷適應(yīng)，層次間還存在許多相互作用。謝謝觀賞2019-4-1862CAS了描述復(fù)雜適應(yīng)性的6個(gè)特點(diǎn):層次交叉的組織經(jīng)濟(jì)CAS了描述復(fù)雜適應(yīng)性的6個(gè)特點(diǎn):永遠(yuǎn)創(chuàng)新新行為和新結(jié)構(gòu)可能刺激更新的行為和更新的結(jié)構(gòu)的創(chuàng)立，產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)創(chuàng)新的狀態(tài)。經(jīng)濟(jì)中的新市場(chǎng)、新技術(shù)、新行為和新組織不斷創(chuàng)立新的環(huán)境，填充新環(huán)境的行動(dòng)將產(chǎn)生更新的環(huán)境。靜態(tài)被動(dòng)態(tài)代替。偏離均衡的動(dòng)態(tài)由于新的環(huán)境、新的潛在力量、新的可能性不斷產(chǎn)生，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行遠(yuǎn)離任何最優(yōu)或全局的均衡。均衡是暫時(shí)的，非均衡是常態(tài)。意味著改進(jìn)通常是可能的，并且卻是是由規(guī)律的發(fā)生。謝謝觀賞2019-4-1863CAS了描述復(fù)雜適應(yīng)性的6個(gè)特點(diǎn):永遠(yuǎn)創(chuàng)新新行為和新CAS的7個(gè)有關(guān)概念1．聚集(Aggregation)有兩個(gè)含義。簡(jiǎn)化復(fù)雜系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法——即把相似的事物聚合成類(lèi)，例如樹(shù)、汽車(chē)、銀行等。主體通過(guò)“粘合”形成較大的更高一級(jí)的主體——介主體（meta-agent）。2．標(biāo)識(shí)(Tag)在聚集體的形成過(guò)程中，標(biāo)識(shí)機(jī)制在起作用。標(biāo)識(shí)的作用在于區(qū)別主體。聚集體的形成或者說(shuō)主體的聚集都是有選擇的，并非任意個(gè)體都會(huì)聚集。標(biāo)識(shí)的作用在于促進(jìn)主體選擇性的相互作用。謝謝觀賞2019-4-1864CAS的7個(gè)有關(guān)概念1．聚集(Aggregation)有兩個(gè)3．非線(xiàn)性(Non-linearity)非線(xiàn)性是指?jìng)€(gè)體自身屬性的變化以及個(gè)體之間的相互作用并非遵從簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系。因?yàn)檫@樣，復(fù)雜系統(tǒng)的行為才會(huì)如此難以預(yù)測(cè)；才會(huì)經(jīng)歷曲折的進(jìn)化過(guò)程，呈現(xiàn)出豐富多彩的性質(zhì)和狀態(tài)。4．流(Flow)在個(gè)體與環(huán)境之間存在著物質(zhì)流、能量流和信息流。CAS理論認(rèn)為這些流的渠道是否通暢、周轉(zhuǎn)迅速到什么程度，都直接影響系統(tǒng)的演化過(guò)程。謝謝觀賞2019-4-18653．非線(xiàn)性(Non-linearity)謝謝觀賞2019-45．多樣性(Diversity)CAS理論認(rèn)為，在CAS系統(tǒng)中，多樣性既非偶然也非隨機(jī)。每個(gè)主體都安頓在由以該主體與其他主體相互作用所限定的小生境上（niche，或翻譯為生態(tài)位）CAS理論認(rèn)為，多樣性產(chǎn)生的原因在于適應(yīng)過(guò)程中，是一種動(dòng)態(tài)模式，具有持續(xù)性和內(nèi)聚性。

CAS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的最重要區(qū)別在于組成CAS系統(tǒng)的主體的多樣性謝謝觀賞2019-4-18665．多樣性(Diversity)謝謝觀賞2019-4-1866．內(nèi)部模型（InternalModel）主體復(fù)雜的內(nèi)部模型是主體適應(yīng)性的內(nèi)部機(jī)制和精髓，主體在適應(yīng)過(guò)程中接受外部刺激，做出反應(yīng)，合理調(diào)整自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。最終，結(jié)構(gòu)的變化，必須使主體能夠預(yù)知再次遇到該情形時(shí)會(huì)隨之發(fā)生的后果，主體由此來(lái)適應(yīng)環(huán)境。7.積木塊(BuildingBlocks）

就像人往往通過(guò)將復(fù)雜問(wèn)題分解成若干簡(jiǎn)單部分進(jìn)行理解一樣，CAS內(nèi)部模型用搭積木的方法對(duì)已測(cè)試過(guò)的規(guī)則進(jìn)行組合，產(chǎn)生新問(wèn)題的處理規(guī)則，已有的規(guī)則被形象化地稱(chēng)為積木塊，它們是新規(guī)則產(chǎn)生的基礎(chǔ)。謝謝觀賞2019-4-18676．內(nèi)部模型（InternalModel）謝謝觀賞2019第三節(jié)

模型與模擬方法模型建摸與模擬模擬軟件平臺(tái)SWARM的介紹模擬軟件平臺(tái)STARLOGO的介紹應(yīng)用舉例謝謝觀賞2019-4-1868第三節(jié)模型與模擬方法模型謝謝觀賞2019-4-1868具體地用模型與模擬方法探索復(fù)雜性

模型數(shù)學(xué)模型模擬基于主體的建模方法和CAS謝謝觀賞2019-4-1869具體地用模型與模擬方法探索復(fù)雜性

模型謝謝觀賞2019-4-

模型方法定義：模型是在結(jié)構(gòu)或/和行為的重要方面和所研究的系統(tǒng)相似的，真實(shí)的或想象的系統(tǒng)的映象。它往往能為大范圍的觀察事實(shí)提供解釋。謝謝觀賞2019-4-1870模型方法定義：模型是在結(jié)構(gòu)或/和行為的重要方面和所研究模型與原型模型的建立不是“原型的重復(fù)”，而是按研究目的的實(shí)際需要和側(cè)重面，尋找一個(gè)便于進(jìn)行系統(tǒng)研究的“替身”。不同的人由于研究的目標(biāo)不同，就會(huì)對(duì)某些方面做出不同的簡(jiǎn)化。在原型系統(tǒng)及模型之間存在著“反饋”的關(guān)系，根據(jù)對(duì)原型系統(tǒng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，可以建立模型。而建立模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程又可發(fā)現(xiàn)一些新的規(guī)律，由此預(yù)測(cè)未來(lái)或豐富對(duì)原型系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。謝謝觀賞2019-4-1871模型與原型模型的建立不是“原型的重復(fù)”，而是按研究目的的實(shí)際謝謝觀賞2019-4-1872謝謝觀賞2019-4-1872模型應(yīng)用范圍人類(lèi)對(duì)世界的探索過(guò)程，就是建立各種模型表示的過(guò)程。人類(lèi)知識(shí)積累的過(guò)程，也是修正和具體化各種形態(tài)的模型的過(guò)程。靜態(tài)結(jié)構(gòu)的模型稱(chēng)為靜態(tài)模型描述事物發(fā)生、發(fā)展、演化過(guò)程的模型稱(chēng)為動(dòng)態(tài)模型。歷史地看，模型形態(tài)的變化也有一個(gè)逐漸從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程。從最初原始的思維意象模型，發(fā)展到借用外在的工具搭建的各種模型，包括繪畫(huà)模型、建筑雕塑模型、工具模型等，再到哲學(xué)和神學(xué)中發(fā)展出的各種理論模型。謝謝觀賞2019-4-1873模型應(yīng)用范圍人類(lèi)對(duì)世界的探索過(guò)程，就是建立各種模型表示的過(guò)程模型分類(lèi)按照模型存在的空間，模型可分為物質(zhì)模型與思維模型兩大類(lèi)。物質(zhì)模型是以某種速度、形式相似、人造或自然的模型實(shí)體去再現(xiàn)原型。物質(zhì)模型是模擬實(shí)驗(yàn)賴(lài)以進(jìn)行的物質(zhì)手段。思維模型是人們?cè)陬^腦中創(chuàng)造出來(lái)的，并且運(yùn)用它在思維中進(jìn)行邏輯推理、數(shù)學(xué)演算和“思想實(shí)驗(yàn)”，可分為形象的（唯象的）模型和符號(hào)的（標(biāo)志性的）模型。謝謝觀賞2019-4-1874模型分類(lèi)按照模型存在的空間，模型可分為物質(zhì)模型與思維模型兩大建模動(dòng)機(jī)一般可以把人類(lèi)建立模型的動(dòng)機(jī)分為四個(gè)層次：（1）解釋和理解的需要。（2）預(yù)測(cè)的需要。（3）控制的需要。（4）技術(shù)理性和工具的需要。謝謝觀賞2019-4-1875建模動(dòng)機(jī)一般可以把人類(lèi)建立模型的動(dòng)機(jī)分為四個(gè)層次：謝謝觀賞一近代常見(jiàn)的模型物質(zhì)形式的模型

——物理模型思維形式的模型

——數(shù)學(xué)模型

——統(tǒng)計(jì)模型

——邏輯模型謝謝觀賞2019-4-1876一近代常見(jiàn)的模型物質(zhì)形式的模型謝謝觀賞2019-4-187物質(zhì)形式的科學(xué)模型物理模型對(duì)要研究的客體，按照一定的研究目的，尋找一種天然存在的具有相似性的實(shí)物或者人工地制造一種具有相似形的實(shí)物，作為原形客體的實(shí)際模擬物，即實(shí)物模型。運(yùn)用這種實(shí)物模型，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)或模型實(shí)驗(yàn)，以獲取關(guān)于客體的某種規(guī)律性認(rèn)識(shí)。天然模型：以天然存在物作為模型。最為典型和運(yùn)用得最多的就是生物模型。其方法論作用：一方面生物所具有的奇妙器官和功能作為仿生學(xué)的對(duì)象。另一方面，把某類(lèi)生物作為人的科學(xué)模型來(lái)研究，獲得對(duì)人體的認(rèn)識(shí)。人工模型:即以人工制作物作為科學(xué)模型。謝謝觀賞2019-4-1877物質(zhì)形式的科學(xué)模型物理模型對(duì)要研究的客體，按照一定的研究目的

思維形式的科學(xué)模型

對(duì)要研究的對(duì)象，按照一定的研究目的，經(jīng)過(guò)科學(xué)的分析而抽象出它的本質(zhì)屬性特征，構(gòu)造一種思維形式的模擬物，即思維模型，常表現(xiàn)為抽象的、數(shù)學(xué)的、理論的形態(tài)。（1）理想模型：是對(duì)研究對(duì)象的一種簡(jiǎn)化和理想化。（2）數(shù)學(xué)模型：（3）理論模型：（4）半經(jīng)驗(yàn)半理論模型：謝謝觀賞2019-4-1878思維形式的科學(xué)模型對(duì)要研究的對(duì)象，按照一定的研究目的，二建立模型的方法論原則模型具有工具性與對(duì)象性雙重性質(zhì)。建立模型的方法論原則：相似性與簡(jiǎn)單性的統(tǒng)一。要求具有本質(zhì)上的相似性。可驗(yàn)證性。多種知識(shí)和方法的綜合運(yùn)用。謝謝觀賞2019-4-1879二建立模型的方法論原則模型具有工具性與對(duì)象性雙重性質(zhì)。謝謝三科學(xué)模型的多重功能科學(xué)模型的研究綱領(lǐng)作用；科學(xué)研究的間接方法；思維模型可以起到思想實(shí)驗(yàn)的目的。思想實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是思維操作亦即邏輯推理的結(jié)果。是實(shí)際實(shí)驗(yàn)的邏輯補(bǔ)充。模型是研究復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)鍵。模型研究對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用。謝謝觀賞2019-4-1880三科學(xué)模型的多重功能科學(xué)模型的研究綱領(lǐng)作用；謝謝觀賞201四模型的多樣性和有限性多樣性局限性：常常過(guò)于簡(jiǎn)化。謝謝觀賞2019-4-1881四模型的多樣性和有限性謝謝觀賞2019-4-1881模型的系統(tǒng)分析

人本體描述語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言客體程序？客體描述系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式系統(tǒng)認(rèn)知模型軟件制作模型抽象模型組織模型表示語(yǔ)用語(yǔ)義認(rèn)知制作語(yǔ)法謝謝觀賞2019-4-1882模型的系統(tǒng)分析人本體描述語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言客體程序？客體系統(tǒng)

模型：

——客觀事物的反映

——客觀規(guī)律的簡(jiǎn)化和抽象

——整理信息的概念框架模型小結(jié)謝謝觀賞2019-4-1883模型：模型小結(jié)謝謝觀賞2019-4-1883

模型具有以下這些基本的性質(zhì)：客觀性：必須符合實(shí)際。主觀性：對(duì)于目標(biāo)有效。相對(duì)性：只反映客觀事物的某一側(cè)面。漸進(jìn)性：隨認(rèn)識(shí)和實(shí)踐的發(fā)展而發(fā)展。謝謝觀賞2019-4-1884模型具有以下這些基本的性質(zhì)：謝謝觀賞2019-4-188模型的作用

模型是人類(lèi)認(rèn)識(shí)和改造世界的必經(jīng)之路：

——描述系統(tǒng)

——整理信息

——尋找規(guī)律

——預(yù)測(cè)未來(lái)

——設(shè)計(jì)人為事物謝謝觀賞2019-4-1885模型的作用模型是人類(lèi)認(rèn)識(shí)和改造世界的必經(jīng)之路：謝謝觀從模型到模擬數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)模擬CAS謝謝觀賞2019-4-1886從模型到模擬數(shù)學(xué)模型謝謝觀賞2019-4-1886數(shù)學(xué)模型方法數(shù)學(xué)模型是對(duì)于某個(gè)特定對(duì)象或一定問(wèn)題，采用形式化數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述其特征及數(shù)量相依關(guān)系的一種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，它是一組數(shù)學(xué)關(guān)系式或一套具體的數(shù)學(xué)算法。即用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)事物的狀態(tài)、關(guān)系和過(guò)程，經(jīng)推導(dǎo)、演算和分析，以形成解釋、判斷和預(yù)言的方法。謝謝觀賞2019-4-1887數(shù)學(xué)模型方法數(shù)學(xué)模型是對(duì)于某個(gè)特定對(duì)象或一定問(wèn)題，采用形式化數(shù)學(xué)模型的類(lèi)型確定性數(shù)學(xué)模型；隨機(jī)性數(shù)學(xué)模型；模糊性數(shù)學(xué)模型；突變性數(shù)學(xué)模型。。。。。謝謝觀賞2019-4-1888數(shù)學(xué)模型的類(lèi)型確定性數(shù)學(xué)模型；謝謝觀賞2019-4-1888數(shù)學(xué)模型的特征：高度的抽象性；具有嚴(yán)密的邏輯性；具有應(yīng)用的廣泛性；過(guò)程描述，非直觀：如果是非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)方程，可表示、但卻不可求解。謝謝觀賞2019-4-1889數(shù)學(xué)模型的特征：高度的抽象性；謝謝觀賞2019-4-1889數(shù)學(xué)方法在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用

為科學(xué)技術(shù)研究提供簡(jiǎn)潔精確的形式化語(yǔ)言為科學(xué)技術(shù)研究提供數(shù)量分析和計(jì)算的方法：為科學(xué)研究提供邏輯推理的工具謝謝觀賞2019-4-1890數(shù)學(xué)方法在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用為科學(xué)技術(shù)研究提供簡(jiǎn)潔精確的形式計(jì)算機(jī)模型方法：所要研究問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)換為能輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算的形式，或直接建立計(jì)算機(jī)仿真模型，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)系統(tǒng)地變換參數(shù)作大量數(shù)值計(jì)算。謝謝觀賞2019-4-1891計(jì)算機(jī)模型方法：所要研究問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)換為能輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)計(jì)算機(jī)模擬-發(fā)展的歷史計(jì)算的歷史主要是模擬的歷史；在PC上模擬人的智能、智能發(fā)育過(guò)程；在平臺(tái)上模擬系統(tǒng),如人工生命，機(jī)器人足球，蟻群算法；在網(wǎng)絡(luò)上模擬社會(huì)，如email，電子商務(wù)，網(wǎng)格計(jì)算；在平臺(tái)上，網(wǎng)絡(luò)上模擬智能agent，agent是虛擬社會(huì)人，實(shí)質(zhì)上是現(xiàn)實(shí)社會(huì)人的縮擴(kuò)模型。

PC，網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)，人，社會(huì)是系統(tǒng)，它們之間是模擬關(guān)系。謝謝觀賞2019-4-1892計(jì)算機(jī)模擬-發(fā)展的歷史計(jì)算的歷史主要是模擬的歷史；謝謝觀賞2模擬計(jì)算機(jī)發(fā)展中模擬是不變的，而變化的只不過(guò)是模擬的對(duì)象，那么什么是模擬？從系統(tǒng)觀來(lái)看，模擬是兩個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系，模擬的實(shí)質(zhì)是兩事物或兩個(gè)系統(tǒng)同一性的轉(zhuǎn)化。模擬要素有四：原型，轉(zhuǎn)化，模型，系統(tǒng)同一性。謝謝觀賞2019-4-1893模擬計(jì)算機(jī)發(fā)展中模擬是不變的，而變化的只不過(guò)是模擬的對(duì)象，那傳統(tǒng)建摸方法的問(wèn)題

近代科學(xué)使用的各種建模方法普遍存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

——宏觀和微觀的割裂。

——狀態(tài)和過(guò)程的割裂。

——難以描述反映非線(xiàn)性過(guò)程。

——忽視個(gè)體或元素的主動(dòng)性。謝謝觀賞2019-4-1894傳統(tǒng)建摸方法的問(wèn)題近代科學(xué)使用的各種建模方法普遍存在基于主體的建摸方法

新的方法具有三個(gè)顯著的特點(diǎn)：

——

宏觀和微觀的結(jié)合

——

過(guò)程和狀態(tài)的結(jié)合

——

可操作性強(qiáng)，軟件工具的提供。謝謝觀賞2019-4-1895基于主體的建摸方法新的方法具有三個(gè)顯著的特點(diǎn)：謝基于主體的建模方法謝謝觀賞2019-4-1896基于主體的建模方法謝謝觀賞2019-4-1896多主體建模的理論常見(jiàn)縮寫(xiě)CAScomplexadaptivesystemMASMulti-AgentSystemABMAgentbasedModelACEAgentbasedComputionalEconomy。。。廣泛應(yīng)用于各種社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)與工程科學(xué)中（生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)人工社會(huì)政治科學(xué)人工智能人工生命商務(wù)經(jīng)濟(jì)模擬工程模擬地理信息系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)生物信息學(xué)）謝謝觀賞2019-4-1897多主體建模的理論常見(jiàn)縮寫(xiě)CAScomplexadapti計(jì)算機(jī)模型的一般特點(diǎn)（1）計(jì)算機(jī)模型一般只輸出一組離散的數(shù)值。它不像解微分方程組那樣給出通解或一個(gè)函數(shù)。（2）它不用深究變動(dòng)機(jī)理，只需從實(shí)際數(shù)據(jù)或直觀感覺(jué)出發(fā)，來(lái)模仿描述系統(tǒng)，然后通過(guò)逐步求精，最后達(dá)到正確地反映系統(tǒng)。謝謝觀賞2019-4-1898計(jì)算機(jī)模型的一般特點(diǎn)（1）計(jì)算機(jī)模型一般只輸出一組離散的數(shù)計(jì)算機(jī)模型的一般特點(diǎn)（續(xù)）（3）計(jì)算機(jī)建模用其程序模擬現(xiàn)象，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言被證明是便于進(jìn)行模擬的。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以方便地描述系統(tǒng)的狀態(tài)。用計(jì)算機(jī)程序能靈活地描述各種復(fù)雜的進(jìn)程。（4）計(jì)算機(jī)建模的應(yīng)用很廣泛,可用于工、農(nóng)、商及軍事等各行各業(yè)的規(guī)劃、調(diào)度、設(shè)計(jì)和決策等等。謝謝觀賞2019-4-1899計(jì)算機(jī)模型的一般特點(diǎn)（續(xù)）（3）計(jì)算機(jī)建模用其程序模擬現(xiàn)象，有人對(duì)美國(guó)1000家最大的公司的計(jì)劃系統(tǒng)應(yīng)用定量分析方法的情況調(diào)查時(shí)，得到不同方法應(yīng)用的頻數(shù)表，發(fā)現(xiàn)在各種定量分析方法中模擬方法所占的比重很大。項(xiàng)目應(yīng)用頻數(shù)所占百分比模擬研究線(xiàn)性規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)分析（包括PERT與CPM）存儲(chǔ)理論非線(xiàn)性規(guī)劃動(dòng)態(tài)規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃排隊(duì)理論其他6043282416877122921141284336合計(jì)205100

應(yīng)用定量分析方法的頻率謝謝觀賞2019-4-18100有人對(duì)美國(guó)1000家最大的公司的計(jì)劃系統(tǒng)應(yīng)用定量分析方法的情計(jì)算機(jī)模型的一般特點(diǎn)（續(xù)）（5）可充分發(fā)揮人和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)。人具有直覺(jué)，其思維方式是很靈活的。在尋找復(fù)雜的因果關(guān)系時(shí)，可以根據(jù)直覺(jué)與經(jīng)驗(yàn)比較敏銳地給出一個(gè)模型結(jié)構(gòu)的框架。計(jì)算機(jī)有大的存儲(chǔ)器，又有高速運(yùn)算的能力，所以它可以同時(shí)顧及系統(tǒng)的各方面結(jié)構(gòu)或易于展現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化的具體情節(jié)計(jì)算機(jī)模型發(fā)揮了人機(jī)兩方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)人的直覺(jué)、思維和推理，一塊一塊地構(gòu)筑模型，送入計(jì)算機(jī)，然后可迅速地逐步計(jì)算。謝謝觀賞2019-4-18101計(jì)算機(jī)模型的一般特點(diǎn)（續(xù)）（5）可充分發(fā)揮人和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)。計(jì)算機(jī)模型的一般特點(diǎn)（續(xù)）（6）計(jì)算機(jī)建模的實(shí)現(xiàn)方法靈活。一般來(lái)說(shuō)，用解析式表示量之間的關(guān)系，明確、清晰、令人信服。然而，它只解決較簡(jiǎn)單而且有固定模式的問(wèn)題。對(duì)復(fù)雜而靈活的問(wèn)題，就要用模擬的辦法。（7）智能化的發(fā)展方向。人工智能的原理就是從人腦處理問(wèn)題的模式中抽象出來(lái)的。計(jì)算機(jī)模型把人機(jī)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，以解決傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法不易解決的復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)問(wèn)題，所以必然利用人工智能所取得的成果。謝謝觀賞2019-4-18102計(jì)算機(jī)模型的一般特點(diǎn)（續(xù)）（6）計(jì)算機(jī)建模的實(shí)現(xiàn)方法靈活。一計(jì)算機(jī)建模方法優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)性對(duì)于一個(gè)大型的系統(tǒng)、直接實(shí)驗(yàn)成本十分昂貴，使用計(jì)算機(jī)建模實(shí)驗(yàn)?zāi)艽蟠蟮亟档蛯?shí)驗(yàn)成本，而且可以多次重復(fù)使用；安全性對(duì)于某些系統(tǒng)，如載人宇宙飛行器、核電站控制、直接實(shí)驗(yàn)往往是危險(xiǎn)的和不允許的；預(yù)見(jiàn)性對(duì)于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生物、戰(zhàn)爭(zhēng)等非工程系統(tǒng)，直接實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的。計(jì)算機(jī)模型可用于預(yù)測(cè)系統(tǒng)的特性和外部作用的影響，從而研究管理、控制的策略。謝謝觀賞2019-4-18103計(jì)算機(jī)建模方法優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)性對(duì)于一個(gè)大型的系統(tǒng)、直接實(shí)驗(yàn)成計(jì)算機(jī)模擬局限性各種模型都是基于建模者的認(rèn)知水平和觀測(cè)能力的結(jié)果，從而模型模擬的可信度缺乏統(tǒng)一的測(cè)量尺度，因此結(jié)果很難被大眾采納而形成公共知識(shí)；根據(jù)測(cè)不準(zhǔn)定理，觀測(cè)事實(shí)不過(guò)是一種近似結(jié)果，由于建模者的參與，觀測(cè)事實(shí)的細(xì)節(jié)和觀測(cè)指標(biāo)的取舍都帶有建模者預(yù)先設(shè)計(jì)的痕跡，得到的結(jié)果很難客觀第三，建模者本身就是有限信息和有限理性的主體，就是現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的參與者。因此不大可能實(shí)現(xiàn)超越系統(tǒng)、超越自身的理性。這些局限在通常的實(shí)驗(yàn)研究方法中也同樣存在，但在計(jì)算機(jī)建模方法中更容易引起人們的質(zhì)疑謝謝觀賞2019-4-18104計(jì)算機(jī)模擬局限性各種模型都是基于建模者的認(rèn)知水平和觀測(cè)能力的模擬軟件平臺(tái)的介紹SwarmStarlogo謝謝觀賞2019-4-18105模擬軟件平臺(tái)的介紹Swarm謝謝觀賞2019-4-18105SWARM簡(jiǎn)介1、背景2、Swarm的歷史與簡(jiǎn)介3、面向?qū)ο蟮募夹g(shù)4、用Swarm建模的思想和方法5、對(duì)Swarm的感性認(rèn)識(shí)——例子6、Swarm類(lèi)庫(kù)簡(jiǎn)介謝謝觀賞2019-4-18106SWARM簡(jiǎn)介1、背景謝謝觀賞2019-4-181061、背景

早期的科學(xué)家通常自己制造實(shí)驗(yàn)儀器，自己磨透鏡，自己連探測(cè)器，甚至自己制造計(jì)算機(jī)。研究者首先是工程師、技師、電工，其次才是科學(xué)家。

計(jì)算機(jī)模擬程序?qū)嶋H上就是用軟件制造的實(shí)驗(yàn)儀器，這種方法在某些方面已經(jīng)取代了物理實(shí)驗(yàn)儀器。

計(jì)算機(jī)模型常常使優(yōu)秀的科學(xué)家變成糟糕的程序員。Swarm是一個(gè)高效率的、可信的、可重用的軟件實(shí)驗(yàn)儀器。其目標(biāo)就是予科學(xué)家們一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件工具集，從而提供一個(gè)設(shè)備精良的軟件實(shí)驗(yàn)室，幫助人們集中精力于研究工作而非制造工具。謝謝觀賞2019-4-181071、背景早期的科學(xué)家通常自己制造實(shí)驗(yàn)儀器，自己磨透鏡，自Swarm是一個(gè)面向?qū)ο蟮念?lèi)庫(kù)，用戶(hù)可以通過(guò)調(diào)用這些類(lèi)庫(kù)簡(jiǎn)化模擬工作。用戶(hù)通過(guò)在自己的程序中引入Swarm類(lèi)建模。Swarm類(lèi)用ObjectiveC編寫(xiě)，ObjectiveC是一種面向?qū)ο蟮腃語(yǔ)言。圖形用戶(hù)界面用Tcl/Tk編寫(xiě)，這是一種用于編寫(xiě)窗口小部件的腳本語(yǔ)言。既可用于Unix平臺(tái)又可以用于Windows95/98/NT。2、Swarm的歷史與簡(jiǎn)介謝謝觀賞2019-4-18108Swarm是一個(gè)面向?qū)ο蟮念?lèi)庫(kù)，用戶(hù)可以通過(guò)調(diào)用這些類(lèi)庫(kù)簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)環(huán)境：Swarm支持SUNJDK1.2或以上版本。因此，常用的開(kāi)發(fā)工具，如Jbuilder3，VisualCafe4等都可以用來(lái)編寫(xiě)和調(diào)試基于Java的Swarm程序。Unix下：1）如果要使用Java，必須首先安裝Swarm支持的Java虛擬機(jī)。在Unix下，可以使用Kaffe（/tech/jikes），BlackdownJDK（http://www.B）或SUNJDK（/products/jdk/1.2/）。2）系統(tǒng)中還必須安裝emacs，emacs是一個(gè)GNU的編輯器，由于它配置靈活，功能強(qiáng)大，可以免費(fèi)獲得，又與開(kāi)發(fā)工具具有一定的集成性，應(yīng)用非常廣泛。謝謝觀賞2019-4-18109開(kāi)發(fā)環(huán)境：謝謝觀賞2019-4-181093、SWARM的技術(shù)基礎(chǔ)——面向?qū)ο蟮募夹g(shù)

對(duì)象（object）這個(gè)詞在英語(yǔ)中的意思是被感知或被觸摸的事物。對(duì)象在客觀世界中的意義是很簡(jiǎn)單的，即明確的物體，小到一個(gè)螺絲釘、大到一個(gè)生物、一個(gè)社會(huì)，都是實(shí)實(shí)在在的對(duì)象。作為系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它們都為其所在的系統(tǒng)提供一定的功能，在系統(tǒng)中具有一定的作用，擔(dān)當(dāng)一定的角色。實(shí)際上，我們?cè)谡J(rèn)識(shí)世界的時(shí)候就是面向?qū)ο蟮?，我們通過(guò)了解系統(tǒng)中這些實(shí)實(shí)在在的對(duì)象來(lái)把握整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)方面。謝謝觀賞2019-4-181103、SWARM的技術(shù)基礎(chǔ)——面向?qū)ο蟮募夹g(shù) 對(duì)象（objec變量方法狀態(tài)行為一個(gè)對(duì)象程序消息謝謝觀賞2019-4-18111變量方法狀態(tài)行為一個(gè)對(duì)象程序消息謝謝觀賞2019-4-181謝謝觀賞2019-4-18112謝謝觀賞2019-4-18112簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)類(lèi)封裝了對(duì)象的變量和方法父類(lèi)其變量和方法將被繼承子類(lèi)從父類(lèi)處繼承了變量和方法實(shí)例一個(gè)對(duì)象，也是一個(gè)類(lèi)的實(shí)例實(shí)例變量一個(gè)實(shí)例中的內(nèi)部變量方法函數(shù).可以通過(guò)給實(shí)例發(fā)消息來(lái)調(diào)用謝謝觀賞2019-4-18113簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)類(lèi)實(shí)例謝謝觀賞2019-4-18113三大特點(diǎn)封裝對(duì)象把他們的功能（方法）和數(shù)據(jù)（實(shí)例變量和方法變量）隱藏起來(lái)繼承所有子類(lèi)都繼承其父類(lèi)的所有方法和變量多態(tài)一個(gè)類(lèi)可以有多個(gè)對(duì)象，他們有共同的行為，但是又有不同的狀態(tài)父類(lèi)子類(lèi)謝謝觀賞2019-4-18114三大特點(diǎn)封裝父類(lèi)子類(lèi)謝謝觀賞2019-4-181144。用Swarm建模的思想和方法

Swarm建?？蚣苁且幌盗歇?dú)立的主體通過(guò)獨(dú)立事件進(jìn)行交互。Swarm模擬可使用不同的領(lǐng)域如化學(xué)、經(jīng)濟(jì)、物理、人類(lèi)學(xué)和政治科學(xué)。

Swarm模擬的基本單位是主體，一個(gè)主體就象系統(tǒng)中的一個(gè)演員，是能夠產(chǎn)生動(dòng)作并影響自身和其他個(gè)體的一個(gè)實(shí)體。模擬包括幾組交互的主體。 主體定義Swarm系統(tǒng)中的基本對(duì)象——模擬部件。一個(gè)時(shí)間表定義這些對(duì)象的獨(dú)立事件發(fā)生的流程。謝謝觀賞2019-4-181154。用Swarm建模的思想和方法Swarm建?？蚣苁且幌礸etparametersinitializefor1totimestepsdo:for1tonum_agentsdo:agent-i-do-somethingendforshowstateendforquit提供一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)主體的狀態(tài)和行為初始化，設(shè)定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和輸入輸出等將狀態(tài)數(shù)據(jù)輸出給程序在編程語(yǔ)言中的實(shí)現(xiàn)謝謝觀賞2019-4-18116getparameters提供一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)主體主體的組織結(jié)構(gòu)活動(dòng)主體模型Swarm靜態(tài)主體探測(cè)器Swarm建模結(jié)構(gòu)：探測(cè)器輸出界面謝謝觀賞2019-4-18117主體的組織結(jié)構(gòu)活動(dòng)主體模型Swarm靜態(tài)主體探測(cè)器Swarm模型“swarm”SWARM就是許多個(gè)體（對(duì)象）組成的一個(gè)群體，這些個(gè)體共享一個(gè)行為時(shí)間表和內(nèi)存池。顯然“swarm”有兩個(gè)主要的組成部分：對(duì)象——模型“swarm”中的每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)模型世界中的每一個(gè)對(duì)象（個(gè)體）?！皊warm”中的個(gè)體就象系統(tǒng)中的演員，是能夠產(chǎn)生動(dòng)作并影響自身和其他個(gè)體的一個(gè)實(shí)體。時(shí)間表——時(shí)間表是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，定義了各個(gè)對(duì)象的獨(dú)立事件發(fā)生的流程，即各事件的執(zhí)行順序。在SWARM中特定的事件發(fā)生在特定的時(shí)間，按照時(shí)間表安排的順序進(jìn)行。每種行為是一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)作。模型按照這種安排好的事件的執(zhí)行順序向前發(fā)展，并盡量使這些事件看起來(lái)象同步發(fā)生的。輸入輸出——模型“swarm”還包括一系列輸入和輸出。輸入是模型參數(shù)：如世界的大小，主體的個(gè)數(shù)等環(huán)境參數(shù)。輸出是可觀察的模型的運(yùn)行結(jié)果：如個(gè)體的行為等等。謝謝觀賞2019-4-18118模型“swarm”謝謝觀賞2019-4-18118觀察員“swarm”

模型“swarm”只是定義了被模擬的世界。但是一個(gè)實(shí)驗(yàn)不應(yīng)只包括實(shí)驗(yàn)對(duì)象，還應(yīng)包括用來(lái)觀察和測(cè)量的實(shí)驗(yàn)儀器。在SWARM計(jì)算機(jī)模擬中，這些觀察對(duì)象放在一個(gè)叫觀察員“swarm”的“swarm”中。最重要的觀察組件是——模型Swarm觀察員行為的時(shí)間表主要是為了驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)收集，即從模型中將數(shù)據(jù)讀出，并畫(huà)出圖表。輸入是對(duì)觀察工具的配置，例如生成哪類(lèi)圖表;輸出是觀察結(jié)果。在圖形模式下運(yùn)行時(shí)，觀察員“swarm”中的大部分對(duì)象被用來(lái)調(diào)節(jié)用戶(hù)界面。這些對(duì)象可能是平面網(wǎng)格圖，折線(xiàn)圖或探測(cè)器，它們一方面與模型“Swarm”相連以讀取數(shù)據(jù)，同時(shí)把數(shù)據(jù)輸出到到圖形界面，為用戶(hù)提供了很好的實(shí)驗(yàn)觀察方式。謝謝觀賞2019-4-18119觀察員“swarm”在圖形模式下運(yùn)行時(shí)，觀察員“swarm”SwarmSub-Swarm主體時(shí)間表圖形用戶(hù)界面模型探測(cè)器Sub-sub-Swarm謝謝觀賞2019-4-18120SwarmSub-Swarm主體時(shí)間表圖形用戶(hù)界面模型探測(cè)器Swarm中所有的主體和變量都可以被探測(cè)。探測(cè)器將它自己和主體聯(lián)系起來(lái),它可以給主體發(fā)送消息，還可以通過(guò)直接讀取或者調(diào)用主體來(lái)獲得或修改主體變量。探測(cè)器被觀測(cè)變量=10.2主體探測(cè)器謝謝觀賞2019-4-18121Swarm中所有的主體和變量都可以被探測(cè)。探測(cè)器被觀測(cè)變量=探測(cè)器將主體與圖形界面聯(lián)系起來(lái)缺省的探測(cè)器圖形界面會(huì)顯示被觀測(cè)的主體的所有變量——也可以由用戶(hù)自定義顯示變量。探測(cè)器主體執(zhí)行方法輸入變量值打開(kāi)該類(lèi)的探測(cè)器關(guān)閉探測(cè)器探測(cè)器與圖形用戶(hù)界面（GUI)謝謝觀賞2019-4-18122探測(cè)器將主體與圖形界面聯(lián)系起來(lái)探測(cè)器主體執(zhí)行方法輸入變量值打可用于繪制線(xiàn)性圖柱狀圖格柵圖Digraphs圖形用戶(hù)界面的支持對(duì)象可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集，計(jì)算和更新。圖形用戶(hù)界面（GUI)謝謝觀賞2019-4-18123可用于繪制圖形用戶(hù)界面（GUI)謝謝觀賞2019-4-18平均價(jià)格平均成本探測(cè)器探測(cè)器主體圖形窗口圖形窗口輸出依賴(lài)于探測(cè)器動(dòng)態(tài)地收集主體的數(shù)據(jù)。給圖形用戶(hù)界面（GUI)提供數(shù)據(jù)謝謝觀賞2019-4-18124平均價(jià)格平均成本探測(cè)器探測(cè)器主體圖形窗口圖形窗口輸出依賴(lài)于探建模思想：這種建模方法不需要一個(gè)方程形式來(lái)體現(xiàn)系統(tǒng)中內(nèi)生的關(guān)系。這種方法強(qiáng)調(diào)非均衡的發(fā)展路徑，它的分析是基于進(jìn)化和突變行為而不是基于一種機(jī)械的觀點(diǎn)來(lái)看待社會(huì)。這種方法是基于單個(gè)主體的，因此用戶(hù)必須為每個(gè)決策者建立微觀模型，而不是為整個(gè)市場(chǎng)建立宏觀模型。這種方法將經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)看作是一個(gè)進(jìn)化的復(fù)雜系統(tǒng)。用戶(hù)可以使用Swarm提供的隨機(jī)數(shù)生成器輕松的引入隨機(jī)因素。謝謝觀賞2019-4-18125建模思想：這種建模方法不需要一個(gè)方程形式來(lái)體現(xiàn)系統(tǒng)中內(nèi)生的關(guān)建模方法：Swarm是一種支持“自下而上”(bottom-up)的建模工具。謝謝觀賞2019-4-18126建模方法：Swarm是一種支持“自下而上”(bottom-u5、對(duì)Swarm的感性認(rèn)識(shí)——例子熱蟲(chóng)（Heatbugs） 熱蟲(chóng)是Swarm的經(jīng)典例子之一，它說(shuō)明了簡(jiǎn)單的局部的主體活動(dòng)如何產(chǎn)生復(fù)雜的全局的行為。謝謝觀賞2019-4-181275、對(duì)Swarm的感性認(rèn)識(shí)——例子熱蟲(chóng)（Heatbugs）謝結(jié)果顯示謝謝觀賞2019-4-18128結(jié)果顯示謝謝觀賞2019-4-18128界面的樣子謝謝觀賞2019-4-18129界面的樣子謝謝觀賞2019-4-18129interfaceHeatbugModelSwarm:Swarm{intnumBugs;//simulationparametersdoubleevaporationRate;doublediffuseConstant;intworldXSize,worldYSize;intminIdealTemp,maxIdealTemp;intminOutputHeat,maxOutputHeat;doublerandomMoveProbability;idmodelActions;//schedulingdata structuresidmodelSchedule;idheatbugList;//listofalltheheatbugsGrid2d*world;//objectsrepresentingHeatSpace*heat;//theworld}-getHeatbugList;//accessmethodsintothe-(Grid2d*)getWorld;//modelswarm.Thesemethods-(HeatSpace*)getHeat;//allowthemodelswarmtobe observed.+createBegin:aZone;//extramethodsyou-createEnd;//provideforSwarms-buildObjects;-buildActions;-activateIn:swarmContext;第一步：建立一個(gè)模型swarm

一個(gè)模擬的關(guān)鍵部分是模型swarm。這里是HeatbugModelSwarm的定義：謝謝觀賞2019-4-18130-getHeatbugList;//accessmet第二步：定義一個(gè)主體 所有個(gè)體是整個(gè)模擬的中心。在模擬中的大部分工作來(lái)自于定義個(gè)體的行為，以使模型與真實(shí)世界的現(xiàn)象類(lèi)似。heatbug主體的定義如下：interfaceHeatbug:SwarmObject{doubleunhappiness;//mycurrentunhappinessintx,y;//myspatialcoordinatesHeatValueidealTemperature;//myideal temperatureHeatValueoutputHeat;//howmuchheatIputoutfloatrandomMoveProbability;//chanceofmoving randomlyGrid2d*world;//theworldIliveinintworldXSize,worldYSize;//howbigthatworldisHeatSpace*heat;//theheatfortheworldColorbugColor;//mycolour(display)}-setWorld:(Grid2d*)wHeat:(HeatSpace*)h;//whichworldarewein-createEnd;-(double)getUnhappiness;-setIdealTemperature:(HeatValue)i;-setOutputHeat:(HeatValue)o;-setRandomMoveProbability:(float)p;-setX:(int)xY:(int)y;//bug'sposition-setBugColor:(Color)c;//bug'scolour(display)-step;-drawSelfOn:(id<Raster>)r;謝謝觀賞2019-4-18131第二步：定義一個(gè)主體interfaceHeatbug:S第三步：建立主體

Heatbug們已經(jīng)被定義，模型swarm需要?jiǎng)?chuàng)建它們。這里是HeatbugModelSwarm中buildObjects方法的一段代碼：for(i=0;i<numBugs;i++){Heatbug*hbug;intidealTemp,outputHeat;//Choosearandomidealtemperature,outputheatfromthespecifiedidealTemp=[uniformRandomrMin:minIdealTempMax:maxIdealTemp];outputHeat=[uniformRandomrMin:minOutputHeatMax:maxOutputHeat];//Createtheheatbug,setthecreationtimevariableshbug=[HeatbugcreateBegin:[selfgetZone]];[hbugsetWorld:worldHeat:heat];hbug=[hbugcreateEnd];//Addthebugtotheendofthelist.[heatbugListaddLast:hbug];//Nowinitializetherestoftheheatbug'sstate.[hbugsetIdealTemperature:idealTemp];[hbugsetOutputHeat:outputHeat];[hbugsetX:[uniformRandomrMax:worldXSize]//randompositionY:[uniformRandomrMax:worldYSize]];}謝謝觀賞2019-4-18132第三步：建立主體for(i=0;i<numBug第四步：建立空間對(duì)象 在swarm中，空間是另一種個(gè)體。在Heatbug模型中我們創(chuàng)建一個(gè)熱空間，這是swarm的space庫(kù)中一個(gè)散射對(duì)象的子類(lèi)。這里是HeatbugModelSwarm中buildObjects方法的一段代碼：heat=[HeatSpacecreateBegin:[selfgetZone]];[heatsetSizeX:worldXSizeY:worldYSize];[heatsetDiffusionConstant:diffuseConstant];[heatsetEvaporationRate:evaporationRate];heat=[heatcreateEnd];謝謝觀賞2019-4-18133第四步：建立空間對(duì)象heat=[HeatSpacecr第五步：模型swarm的時(shí)序安排 一旦所有的模擬對(duì)象在buildObjects中被創(chuàng)建，下一步的任務(wù)就是在buildActions方法中確定它們的時(shí)序安排。modelActions=[ActionGroupcreate:[selfgetZone]];[modelActionscreateActionTo:heatmessage:M(stepRule)];[modelActionscreateActionForEach:heatbugListmessage:M(step)];[modelActionscreateActionTo:heatmessage:M(updateLattice)];modelSchedule=[SchedulecreateBegin:[selfgetZone]];[modelSchedulesetRepeatInterval:1];modelSchedule=[modelSchedulecreateEnd];[modelScheduleat:0createAction:modelActions];謝謝觀賞2019-4-18134第五步：模型swarm的時(shí)序安排modelActions=第六步：建立圖形化的探測(cè)器 模型swarm已經(jīng)定義，下一步是安排圖形化的探測(cè)器swarm。對(duì)于Heatbug模型來(lái)說(shuō)，代碼段在HeatbugObserverSwarm中。探測(cè)器swarm的結(jié)構(gòu)同建立模型swarm幾乎完全相同。interfaceHeatbugObserverSwarm:GUISwarm{intdisplayFrequency;//oneparameter:updatefreqiddisplayActions;//scheduledatastructsiddisplaySchedule;

HeatbugModelSwarm*heatbugModelSwarm;//theSwarmwe'reobserving //Lotsofdisplayobjects.First,widgetsXColormap*colormap;//allocatecoloursZoomRaster*worldRaster;//2ddisplaywidgetEZGraph*unhappyGraph;//graphingwidget

//Now,higherorderdisplayanddataobjectsValue2dDisplay*heatDisplay;//displaytheheatObject2dDisplay*heatbugDisplay;//displaytheheatbugs}謝謝觀賞2019-4-18135第六步：建立圖形化的探測(cè)器interfaceHeatbug第七步：建立數(shù)據(jù)圖表 數(shù)據(jù)圖表是HeatbugObserverSwarm中的一個(gè)對(duì)象，表示平均的不高興程度。這段代碼用來(lái)創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象：//Createthegraphwidgettodisplayunhappiness.unhappyGraph=[EZGraphcreateBegin:[selfgetZone]];[unhappyGraphsetTitle:"Unhappinessofbugsvs.time"];[unhappyGraphsetAxisLabelsX:"time"Y:"unhappiness"];unhappyGraph=[unhappyGraphcreateEnd];[unhappyGraphcreateAverageSequence:"unhappiness"withFeedFrom:[heatbugModelSwarmgetHeatbugList]andSelector:M(getUnhappiness)];謝謝觀賞2019-4-18136第七步：建立數(shù)據(jù)圖表//Createthegraph第八步：主函數(shù) 函數(shù)main()是你的程序中最先被調(diào)用的函數(shù)。所有的實(shí)際工作已經(jīng)完成，剩下的就是在合適的時(shí)間創(chuàng)建對(duì)象。intmain(intargc,constchar**argv){idtheTopLevelSwarm;//Swarminitialization:allSwarmappsmustcallthisfirst.initSwarm(argc,argv);//swarmGUIModeissetininitSwarm().It'ssettobe0ifyou//typed`heatbugs--batchmode'or`heatbugs-b',Otherwise,it'ssetto//1.if(swarmGUIMode==1)