Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ

Ф


ЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУВПО Самарский муниципальный архитектурно-строительный институт

Факультет информационных систем и технологий

Кафедра прикладной арифметики и вычислительной техники


РЕФЕРАТ

по методологии исследований

на тему:

Компьютерное моделирование и исследование эволюции простых мультиагентных сообществ.












Подпись, дата

Расшифровка подписи







ВЫПОЛНИЛ:













студент

Поляков Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ В.О

/ /








ПРОВЕРИЛ:


д.т.н, проф.

Пиявский С.А.
















/ /



Самара

2008


  1. ^ Введение в теорию клеточных автоматов.


Реальные объекты и процессы бывают настолько многогранны и сложны, что наилучшим методом их исследования нередко Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ является построение модели, отображающей какую-то грань действительности и поэтому неоднократно более обычный, чем эта действительность, и исследование сначала этой модели.

Многолетний опыт развития науки обосновал на практике плодотворность такового подхода Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ.

Моделирование сейчас получило общенаучный нрав и применяется в исследовательских работах живой и неживой природы, в науках о человеке и обществе.

Моделирование в научных исследовательских работах стало применяться еще в глубочайшей древности и Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ равномерно захватывало все новые области научных познаний: техническое конструирование, строительство и архитектуру, астрономию, физику, химию, биологию и, в конце концов, публичные науки. Огромные успехи и признание фактически во всех отраслях современной науки Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ принес способу моделирования ХХ в. Но методология моделирования длительное время развивалась независимо отдельными науками. Отсутствовала единая система понятий, единая терминология. Только равномерно стала осознаваться роль моделирования как универсального способа научного зания.

Развитие теоретических основ Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ моделирования и развитие новых, более современных подходов к моделированию сложных процессов, имеющих пороговых нрав, является принципиальным нюансом современных исследовательских работ.

Обычно используемый аппарат дифференциальных уравнений не всегда эффективен и просит Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ огромных издержек времени и мощностей. В последние десятилетия все большее применение находит подход клеточных автоматов и теории игр.

Теория клеточных автоматов базирована на моделировании сложных систем, состоящих из обычных подсистем, результатом коллективного Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ функционирования которых является сложное поведение всей системы в целом. Модели клеточных автоматов очевидным образом сводят макроскопические явления к точно определенным микроскопичным процессам. Таковой подход учитывает реальную физику процесса, позволяя задавать сложные граничные условия, рассматривать Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ сложные фазовые переходы с промежными соединениями, выдвигать разные догадки относительно формирования фаз и рассредотачивания полей концентраций и температур, что является неосуществимым в случае с дифференциальными уравнениями.

Кле́точный автома́т (КА) — набор Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ клеток, образующих некую повторяющуюся решетку с данными правилами перехода, определяющими состояние клеточки в последующий момент времени через состояние клеток, находящимися от нее на расстоянии не больше некого, в текущий момент Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ времени. Обычно, рассматриваются автоматы, где состояние определяется самой клеточкой и наиблежайшими соседями. В качестве решетки обычно рассматривается кубическая решетка. Один из самых увлекательных примеров клеточного автомата — игра Конуэя «Жизнь».

Клеточный автомат состоит из набора Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ объектов (ячеек), обычно образующих регулярную решетку. Состояние раздельно взятого i-го объекта (либо ячейки) в момент времени N характеризуется некой переменной, которая может быть целым, реальным либо всеохватывающим числом, или представлять Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ собой набор из нескольких чисел. Рассматриваемые состояния ячеек меняются синхронным образом через дискретные интервалы времени в согласовании с локальными вероятностными правилами, которые могут зависеть от состояния переменных в ближайших примыкающих узлах. Эти правила Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ не изменяются с течением времени.

Клеточный автомат является дискретной динамической системой, поведение которой на сто процентов определяется в определениях локальных зависимостей. Назовём дискретным местом место над дискретным обилием частей. Экземпляр Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ места этого класса будем именовать решёткой клеточного автомата, а каждый его элемент - клеточкой. Любая клеточка характеризуется определённым значением из некоторого огромного количества.

Теория игр — математический способ исследования хороших стратегий в играх. Под игрой понимается Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ процесс, в каком участвуют две и поболее сторон, ведущих борьбу за реализацию собственных интересов. Любая из сторон имеет свою цель и употребляет некую стратегию, которая может вести к выигрышу либо проигрышу Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ — зависимо от поведения других игроков. Теория игр помогает избрать наилучшие стратегии с учётом представлений о других участниках, их ресурсах и их вероятных поступках.

Теория игр — это раздел прикладной арифметики. В большинстве случаев способы теории Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ игр находят применение в экономике, чуток пореже в других публичных науках — социологии, политологии, психологии, этике и других. Начиная с 1970-х годов её взяли на вооружение биологи для исследования поведения Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ животных и теории эволюции. Очень принципиальное значение она имеет для искусственного ума и кибернетики, в особенности с проявлением энтузиазма к умственным агентам.

Теория игр берёт своё начало из неоклассической экономики. В первый раз Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ математические нюансы и приложения теории были изложены в традиционной книжке 1944 года Джона фон Неймана и Оскара Моргенштерна «Теория игр и экономического поведения» (англ. Theory of Games and Economic Behavior).



  1. ^ Введение в популяционные исследования Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ.


Математические модели динамики био популяций — более разработанный раздел математической экологии: бессчетные исследования, проводимые в этой области, обобщены в целом ряде монографий, обзор и надлежащие ссылки на которые можно отыскать в работах Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ Э. Пилу (Pielou, 1974, 1977), Ю.М. Свирежева и Д.О. Логофета (1978), Г.С. Розенберга (1984), А.Д. Базыкина (1985), Ю.П. Фролова и Г.С. Розенберга (2002), Э.В. Ивантера и А.В. Коросова (2003) и многих Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ других.

Теория возможной эффективности сложных систем представляет собой один из более увлекательных инструментов моделирования структуры и динамики популяций и поочередно разрабатывается Б.С. Флейшманом (1971, 1982), основополагающие результаты которого и будем использовать при Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ построении законов теоретической экологии на популяционном уровне.

«Искусственная жизнь» – юное междисциплинарное направление исследовательских работ. Предметом исследования искусственной жизни является эволюция сложных систем, а главным способом – построение компьютерных моделей. Модели искусственной жизни находят свое Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ применение в теоретических областях исследовательских работ появления жизни, био эволюции, коллективного поведения, социальной эволюции. Чтоб осознать место искусственной жизни посреди других способов, разглядим главные этапы развития математического моделирования.

Потребность в моделях искусственной Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ жизни появляется, когда из-за трудности и контраста поведения отдельных индивидуумов (к примеру, зависимо от локального окружения) тяжело либо нереально получить систему уравнений, описывающих динамику популяции. При всем этом сами результаты компьютерных тестов могут Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ посодействовать в поиске применимых аналитических моделей. Не считая того, многоагентное моделирование может быть применено в качестве кандидатуры либо для верификации результатов численного решения системы уравнений.

Современная наука остро нуждается Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ в новых инструментах для теоретических и прикладных исследовательских работ сложных систем. Искусственная жизнь, базирующаяся на эволюционной идеологии и синтезе способов нелинейной динамики, синергетики и компьютерного моделирования, претендует на роль 1-го из таких инструментов.

Традиционная Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ теория игр, направленная на поиск статической хорошей стратегии, поначалу была использована в теоретической биологии для моделирования эволюции в популяции, а потом приобретенные результаты были применены и для развития самой теории игр, но Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ уже в направлении исследования динамики стратегий. Эта ветвь теории игр именуется эволюционная теория игр и посвящена динамической устойчивостью стратегий.



  1. ^ Постановка задачки исследования и применяемые способы.


Игра «Жизнь» — клеточный автомат, выдуманный Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ английским математиком Джоном Конуэем (John Horton Conway) в 1970 году. Описание этой игры было размещено в октябрьском выпуске журнальчика Scientific American (1970 г.), в рубрике «Математические игры» Мартина Гарднера (Martin Gardner).



Набросок 1 – Моделирующая игра «Жизнь» Д. Конуэя


Игра Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ "Жизнь" относится к категории так именуемых моделирующих игр - игр, которые в той либо другой степени имитируют процессы, происходящие в реальной жизни. Действие игры происходит на некоторой плоскости, разбитой на Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ клеточки. Любая клеточка окружена 8 такими же клеточками (округа Мура). Любая клеточка может находиться в 2-ух состояниях - живом либо мертвом, т. е. пустом.

На состояние хоть какой клеточки влияют состояние примыкающих клеток. Во времени эти состояния Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ дискретно в согласовании с некими правилами либо ГЕНЕТИЧЕСКИМИ ЗАКОНАМИ КОНУЭЯ, состоящими из 2пт:

^ ВЫЖИВАНИЕ Либо Смерть.


Смерть и рождение всех организмов происходит сразу. Возникающие в игре ситуации очень похожи на реальные процессы Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ, происходящие при зарождении, развитии и смерти живых организмов
Основная мысль игры заключается в том, чтоб, начав с какого-либо обычного расположения живых клеток, проследить за эволюцией начальной позиции под действием упоминавшихся ГЕНЕТИЧЕСКИХ Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ ЗАКОНОВ, которые управляют рождением, смертью и выживанием клеток.

Простой метод поочередно просматривает все ячейки решетки и для каждой ячейки подсчитывает соседей, определяя судьбу каждой клеточки (не поменяется, умрет, родится). Более непростой, да и Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ более резвый метод составляет списки клеток для просмотра в следующем поколении, клеточки, которые не могут поменяться, в списки не вносятся.

Моделирующая игра Конуэя «Жизнь» реализует собственный метод зависимо от геометрического положения Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ особей, не беря во внимание вероятные особенности поведения самих особей. Таким макаром, особи в модели Конуэя становятся безвольными созданиями, не способными выбирать линию взаимодействия со своими соседями. Это - так именуемые особи Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ 1-го типа. Но, в теории игр есть методы, способные учесть особенности поведения, повадки моделируемых популяций. Одним из ярчайших примеров такового метода является «Дилемма заключённого».



  1. ^ Введение в «Дилемму заключённого».


В теории игр проблема Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ заключённого (пореже употребляется заглавие «дилемма бандита») — некооперативная игра, в какой игроки стремятся получить выгоду, сотрудничая вместе либо предавая. Как во всей теории игр, подразумевается, что игрок («заключённый») максимизирует собственный свой выигрыш, не заботясь о Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ выгоде других.

В проблеме заключённого предательство строго доминирует над сотрудничеством, потому единственное вероятное равновесие — предательство обоих участников. Проще говоря, непринципиально, что сделает другой игрок, каждый выиграет больше, если кинет. Так как в Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ хоть какой ситуации предать прибыльнее, чем сотрудничать, все оптимальные игроки изберут предательство.

Ведя себя по отдельности правильно, совместно участники приходят к нерациональному решению: если оба предадут, они получат в сумме наименьший Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ выигрыш, чем если б сотрудничали (единственное равновесие в этой игре не ведёт к Парето-оптимальному решению). В этом и заключается проблема.

Во всех судебных системах кара за бандитизм (совершение злодеяний в составе организованной Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ группы) намного тяжелее, чем за те же злодеяния, совершённые в одиночку (отсюда другое название — «дилемма бандита»).

Традиционная формулировка проблемы заключённого такая:

Двое преступников, А и Б, попались приблизительно в одно Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ и тоже время на схожих грехах. Есть основания считать, что они действовали по сговору, и милиция, изолировав их друг от друга, предлагает им одну и ту же сделку: если один свидетельствует Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ против другого, а тот хранит молчание, то 1-ый освобождается за помощь следствию, а 2-ой получает наибольший срок (10 лет). Если оба молчат, дело проходит по другой статье, и они приговариваются к 6 месяцам. Если оба свидетельствуют против Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ друг дружку, они получают малый срок (по 2 года). Каждый заключённый выбирает, молчать либо свидетельствовать против другого. Но ни какой-то из них не знает точно, что сделает другой. Что произойдёт?

Игру Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ можно представить в виде последующей таблицы:






Заключённый Б хранит молчание

Заключённый Б даёт показания

Заключённый А хранит молчание

Оба получают полгода.

А получает 10 лет,
Б освобождается

Заключённый А даёт показания

А освобождается,
Б получает 10 лет Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ кутузки

Оба получают 2 года кутузки

«Дилемма заключённого» в обычной форме.


Проблема возникает, если представить, что оба хлопочут только о минимизации собственного срока заключения.

Представим рассуждения 1-го из заключённых. Если партнёр молчит, то лучше его предать и выйти Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ на свободу (иначе — полгода кутузки). Если партнёр свидетельствует, то лучше тоже свидетельствовать против него, чтоб получить 2 года (иначе — 10 лет). Стратегия «свидетельствовать» строго доминирует над стратегией «молчать». Аналогично другой заключённый приходит к Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ тому же выводу.

Исходя из убеждений группы (этих 2-ух заключённых) идеальнее всего сотрудничать вместе, хранить молчание и получить по полгода, потому что это уменьшит суммарный срок заключения. Хоть какое другое решение будет наименее Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ прибыльным.

Слияние игры «Жизнь» и «Дилеммы заключённого».


В базу проведённой создателем работы легло слияние в единую моделирующую систему игру «Жизнь» и «Дилемму заключённого». До сотворения моделирующей программки нужно чётко найти Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ, что она должна делать. Т.е. нужно сделать систему тезисов:





  1. ^ Моделирующая программка.


Матрица смешанных стратегий.

Позволяет юзеру вводить вероятностное значение, с которым особи популяции А либо В изберут ту либо иную стратегию поведения.

Есть Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ последующие стратегии поведения: нападение, отказ от контакта и сотрудничество.




Набросок 2 – Форма задания матрицы смешанных стратегий


^ Количественные характеристики популяции.

Позволяют юзеру регулировать численность популяций А и В.




Набросок 3 – Форма задания численности популяций


^ Матрица значимости Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ.

Позволяет юзеру задавать очки значимости, получаемые популяциями зависимо от избранных схем поведения. Вероятны последующие действия: убийство конкурента, рождение новейшей особи и сохранение состояния.

То либо другое событие может произойти с некой Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ вероятностью.

^ Возможность выигрыша находится в зависимости от мощности собственной популяции:


Va = 50+ (Pa/(Pa+Pb) – 50%)

Vb = 50+ (Pb/(Pa+Pb) – 50%)


Va – возможность выигрыша для популяции A

Vb – возможность выигрыша для популяции B

^ Pa –численность популяции A

Pb –численность популяции Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ B




Набросок 4 – Форма задания значений матрицы значимости


^ Таблицы результатов.

Показывают количественные результаты текущего и всех прошлых тестов.




Набросок 5 – Вид программки. Таблицы результатов.


  1. База данных.




Набросок 6 – Схема данных


^ Перечень ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



  1. Пиявский, С.А. Системы поддержки принятия решений Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ в образовании: Учебное пособие [Текст]/ С.А. Пиявский. СГАСУ. – Самара, 2005. – 344 с.

  2. Пиявский, С.А., Информационные системы и технологии: Методические указания по дипломному проектированию [Текст]/ С.А. Пиявский, В.П. Дерябкин. - СГАСУ. - Самара Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ, 2006. – 31 с.

  3. Мишакова, В.Н., Генетика в школьном курсе биологии: учебно-методическое пособие [Текст]/ В.Н. Мишакова, О.А Гурина; ООИПКРО. – Оренбург, 2008 – 461 с.

  4. Т. Тоффоли, Н. Марголус, Машины клеточных автоматов [Текст], М Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ.: "Мир",ISBN 5-03-001619-8. – Москва,1991. - 356с.

  5. Барабашева, Ю.М., Некие модели динамики численностей взаимодействующих видов исходя из убеждений математической статистики [Текст]/ Барабашева, Ю.М., Девяткова Г.Н., Тутубалин В.Н., Угер Е Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ.Г. - М.: Журнальчик общей биологии, 1996.- С.123 – 139.

  6. Дегерменджи А.Г. Механизмы и аспект сосуществования взаимодействующих микробных популяций в проточных системах (гомогенных и пространственно разбитых) // Экологический прогноз. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1986. – С Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ.57 – 69.

  7. Глушаков С. В. "Программирование на Java 2. Учебный курс" – Москва, 2005, 241с.

  8. Высшая математика. Лекции, курсовые, примеры решения задач [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.matclub.ru.

  9. Статистическая обработка экспериментальных данных [электронный ресурс] – Режим доступа: http://www Реферат по методологии научных исследований на тему: Компьютерное моделирование и исследование эволюции простейших мультиагентных сообществ.novsu.ru.

  10. Теория вероятностей и математическая статистика в аналитической химии [электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.hemstat.com.ru.


referat-sintez-i-prevrasheniya-azotproizvodnih-ugolnoj-kisloti.html
referat-situacii-ugolovno-processualnoj-i-kriminalisticheskoj.html
referat-socialno-ekonomicheskoe-razvitie-stran-zapadnoj-evropi-i-ssha-v-hih-nachale-hh.html