基于細胞自動機的協(xié)同演化優(yōu)化方法.pdf

1、細胞自動機是當前計算機科學的一個研究熱點。細胞自動機本質(zhì)上是一個時間離散化、空間離散化的動力學系統(tǒng)。它所具有的極度并行性、基本單元的簡單性、細胞相互作用的局部性等特點引起眾多學科的學者們越來越多的關注。
　　 當前在最優(yōu)化領域，不斷出現(xiàn)一些超大規(guī)模的非線性問題，由于這些問題的復雜性、強約束性、非線性、不確定性、建模困難，使得這類問題難于解答。針對這類問題的特點，用具有智能特性的優(yōu)化方法在求解這類問題時能表現(xiàn)出較好的性能。目前廣泛

2、應用的智能優(yōu)化算法有遺傳算法、模擬退火算法、神經(jīng)網(wǎng)絡等，但這些算法的實現(xiàn)模式都還是基于串行模式。假如我們利用細胞自動機來解決優(yōu)化問題，也就意味著能夠建立極度并行的解決最優(yōu)化問題的程序。未來的超級計算機具有每秒千萬億次甚至萬萬億次浮點計算能力，這類計算機的一種可能的體系結(jié)構(gòu)是基于細胞自動機的架構(gòu)，為了適應未來的超級計算機結(jié)構(gòu)，本文嘗試探討將演化算法與細胞自動機相結(jié)合，研究一類基于細胞自動機的演化算法，以充分發(fā)揮計算機和算法的高效運行能力。

3、
　　 本文首先擴充細胞自動機概念，利用細胞自動機簡單規(guī)則可導致復雜行為和細胞自動機局部化相互作用導致整體計算能力突現(xiàn)的重要特性，提出了基于細胞自動機的協(xié)同演化優(yōu)化算法，通過定義細胞間簡單的協(xié)同與合作演化規(guī)則來求解最優(yōu)化問題，從理論上證明了在使用標準交叉算子的情況下算法的收斂性。運用本文提出的問題求解模式和協(xié)同演化算法求解了無約束函數(shù)優(yōu)化問題、約束函數(shù)優(yōu)化問題、組合優(yōu)化問題。實驗結(jié)果表明，算法在無約束函數(shù)優(yōu)化和約束函數(shù)優(yōu)化方面具