基于生物网络的智能控制与优化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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丁永生 等 著

图书标签:

• 生物网络
• 智能控制
• 优化算法
• 复杂网络
• 系统生物学
• 控制理论
• 优化方法
• 生物信息学
• 网络科学
• 人工智能

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030270337

商品编码：29745948772

包装：平装

出版时间：2010-03-01

基本信息

书名:基于生物网络的智能控制与优化

定价：60.00元

售价：42.0元,便宜18.0元,折扣70

作者:丁永生 等

出版社：科学出版社

出版日期：2010-03-01

ISBN：9787030270337

字数：

页码：227

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.558kg

编辑推荐

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内容提要

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《基于生物网络的智能控制与优化》面向智能系统学科前沿，讨论了基于生物网络智能控制和优化的理论、技术及其应用的若干方面，主要包括免疫网络、神经内分泌网络、神经内分泌免疫网络、生物整体网络等研究领域启发的理论、技术与应用方法；取材新颖，内容深入浅出，材料丰富，理论密切结合实际，具有较好的创新性，且具有较高的学术水平和参考价值。
《基于生物网络的智能控制与优化》可作为高等院校相关专业高年级本科生或研究生的教材及参考书，也可供从事智能科学、自然计算、计算机科学、自动控制、系统科学、应用数学等领域研究的教师和科技工作者参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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（1）免疫算法起源于宿主与宿原之间的内部竞争，其相互作用的环境既包括外部也包括内部环境；而遗传算法起源于个体与自私基因之间的竞争。
（2）在免疫算法中，基因组合是为了获得多样性，且在同一代个体进行进化，一般不用交叉操作；而遗传算法后代个体通常是父代个体交叉的结果。
（3）免疫算法和遗传算法都是启发式随机搜索算法，都属于模拟自然现象的计算智能方法。
（4）免疫算法与遗传算法在形式上很相似，都采用重组、变异等算子操作，遗传算法以交叉为主，变异为辅；而免疫算法以交叉为辅，变异为主。
免疫算法与遗传算法一样，也存在难以确定控制参数和收敛速度慢的特点。在已有的免疫模型和免疫算法中，免疫机制的引入非常有限，只是模拟了免疫系统的很小部分。因此，AIS还具有很大的发展空间。AIs在控制领域的应用，主要包括基于免疫机理的智能控制算法的研究、模型辨识和优化控制等。将来应从不同的角度对人体免疫系统所特有的信息处理机制进行建模，以期得到更广更深的研究和应用。
1.2.3AES
内分泌系统是机体执行内分泌调节功能的机构，在实现其分布式调节功能的过程中内分泌系统体现了许多重要的功能特点，如内分泌系统对神经系统的高层调控、内分泌功能的情感反应、不同生物机体中内分泌系统的同源性、内分泌系统内部基于激素反应扩散机制的自组织等。生物体内环境的相对稳定是其一切智能活动的基础，生物内分泌系统在维持机体内环境的稳定方面起着不可替代的作用。
随着内分泌学的发展，人们对内分泌系统的信息处理机制有了更深的理解，对基于内分泌系统信息处理机制的智能模型研究也越来越重视。近几年来，国际上有一些人工智能的研究者已开始意识到，内分泌系统的分布式调节机制作为生物信息处理的一个重要组成部分，在开发新的人工智能模型和算法时是不应被忽视的。AES是指在研究人体内分泌系统的信息处理机制的基础上，构造出体现内分泌系统的信息处理特性的一类新的人工智能模型和方法。
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序言

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《智海扬帆：探索计算科学的边界》 一、 探索数据洪流中的智慧之光 我们身处一个信息爆炸的时代，海量数据以前所未有的速度涌现，从社交媒体的每一次互动，到科学实验产生的海量参数，再到工业生产线上持续不断的监测记录，数据无处不在，并以惊人的速度增长。这些数据蕴含着巨大的价值，但其复杂性和规模也给传统的分析和处理方法带来了前所未有的挑战。如何从纷繁复杂的数据中提炼出有意义的洞察？如何利用这些洞察来指导决策，优化流程，甚至预测未来？《智海扬帆：探索计算科学的边界》正是为了回答这些关键问题而诞生的。 本书并非聚焦于某个单一学科的狭窄领域，而是以计算科学为广阔的视角，深入探讨如何驾驭数据洪流，从中挖掘出智慧的火花。我们将从基础的计算原理出发，逐步深入到更复杂的计算模型和算法，旨在为读者构建一个清晰而系统的认知框架。我们将带领读者穿越概率论与数理统计的迷宫，理解数据的内在规律与随机性；穿梭于线性代数与微积分的数学殿堂，掌握描述和分析复杂系统的语言；并深入探索离散数学与图论的奥秘，揭示数据结构与关系的本质。这些基础的数学和计算工具，如同罗盘和海图，是我们在信息海洋中航行的必备。 然而，仅仅掌握工具是不足以驾驭巨浪的。本书更侧重于展示如何将这些工具融会贯通，应用于解决现实世界中的挑战。我们将目光投向人工智能的各个分支，探索机器学习的核心思想，包括监督学习、无监督学习和强化学习。我们将深入剖析神经网络的精妙结构，理解深度学习如何在多层感知中学习复杂的模式。同时，我们也将探讨自然语言处理的奇妙旅程，学习机器如何理解和生成人类的语言，以及计算机视觉如何赋予机器“看”的能力。这些前沿的人工智能技术，正是我们从数据中提取智慧、实现智能化的关键。 二、 算法的诗篇：设计与分析的艺术 在计算科学的浩瀚星空中，算法无疑是最闪耀的星辰。算法是解决问题的蓝图，是指令的集合，是连接问题与解决方案的桥梁。《智海扬帆》将算法视为一种艺术，一种需要深刻理解、精心设计和严谨分析的创造过程。 本书将带领读者踏上一段算法探索之旅，从经典的排序和搜索算法开始，理解它们的设计思想、效率分析（时间复杂度和空间复杂度）以及适用的场景。我们将深入剖析分治、动态规划、贪心算法等重要的算法设计范式，揭示它们如何化繁为简，高效地解决一类普遍性的问题。例如，在动态规划部分，我们将以斐波那契数列、背包问题等经典例子，阐释如何通过存储子问题的解来避免重复计算，从而达到最优解。而在图算法方面，我们将详细讲解最短路径算法（如Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法）、最小生成树算法（如Prim算法和Kruskal算法）等，这些算法在网络路由、资源分配等领域有着广泛的应用。 更进一步，本书将引导读者思考算法的效率与规模的权衡。在处理大规模数据集时，简单的算法可能变得不堪重负。因此，我们将探讨近似算法和启发式算法，它们虽然不保证找到绝对最优解，却能在可接受的时间内提供高质量的解决方案，这在很多实际应用中是至关重要的。我们还将触及算法的并行化与分布式处理，探讨如何利用多核处理器和计算集群来加速计算过程，以应对日益增长的数据规模和计算需求。 算法的生命力在于其应用。本书将通过丰富的案例研究，展示不同算法在各个领域的实际应用。例如，在数据挖掘领域，我们将讨论关联规则挖掘算法（如Apriori算法）如何发现海量交易数据中的隐藏模式；在文本处理领域，我们将探讨高效的字符串匹配算法如何用于搜索引擎的查询匹配；在图像处理领域，我们将了解图像压缩和特征提取算法的工作原理。通过这些具体的例子，读者将能够深刻体会到算法设计的精妙之处及其对解决实际问题的重要贡献。 三、 系统之美：架构、并行与分布式计算 当算法的威力得以释放，我们便需要强大的计算系统来承载它们。《智海扬帆》将视角拓展至计算系统的设计与优化，深入探讨如何构建高效、可靠且可扩展的计算环境，以应对日益复杂的计算任务。 本书将首先剖析现代计算机系统的基本架构，从指令集架构、CPU流水线到存储层次结构，帮助读者理解计算的基本运作机制。在此基础上，我们将重点关注并行计算的理念与实践。我们将深入探讨多线程、多进程的编程模型，理解如何利用现代多核处理器来同时执行多个计算任务，从而大幅提升计算效率。我们还将介绍GPU计算的强大能力，揭示其在大规模并行计算中的独特优势，并讨论如何在图形处理器上实现高效的科学计算。 随着数据规模的爆炸式增长和计算任务的日益复杂，单台计算机的算力往往捉襟见肘。因此，本书将重点阐述分布式计算的关键概念和技术。我们将深入探讨分布式系统的基本原理，包括数据分片、任务分配、容错机制和一致性问题。读者将了解到如何构建大规模的分布式存储系统（如Hadoop HDFS）和分布式计算框架（如MapReduce和Spark），这些技术是处理海量数据的基石。 本书还将涉及云计算的最新进展，探讨如何利用云平台提供的弹性和可扩展性来部署和运行计算密集型应用。我们将讨论容器化技术（如Docker）和编排工具（如Kubernetes）在简化分布式系统部署和管理方面的作用。此外，我们还将触及高性能计算（HPC）的领域，介绍高性能计算集群的构建、作业调度系统以及在科学模拟和工程计算中的应用。 通过对计算系统的深入剖析，本书旨在帮助读者理解，强大的计算能力并非来自于单一的“巨型计算机”，而是来自于精巧的系统设计、高效的算法调度以及对并行与分布式计算的深刻理解。我们将强调，只有将优秀的算法与卓越的系统相结合，才能真正释放计算的无限潜能。 四、 跨界融合：计算科学在各领域的应用 计算科学的魅力在于其无所不在的影响力，它已经渗透到几乎所有学科领域，成为推动科技进步和社会发展的重要引擎。《智海扬帆》将带领读者见证计算科学如何与其他学科进行跨界融合，激发出新的思想和解决方案。 我们将首先聚焦计算在生命科学领域的应用。从基因组学的数据分析，到蛋白质结构预测，再到药物研发的分子模拟，计算科学正在以前所未有的速度推动着我们对生命的认知。本书将介绍生物信息学中的关键算法和计算模型，以及如何利用高性能计算来加速这些复杂的模拟过程。 接着，我们将目光投向物理学和化学。量子化学计算、材料科学的模拟、天体物理学的仿真，这些领域都离不开强大的计算能力。我们将探讨如何利用计算方法来理解微观粒子的行为，设计新型材料，甚至模拟宇宙的演化。 在工程领域，计算科学更是不可或缺。从航空航天领域的空气动力学仿真，到土木工程的结构力学分析，再到汽车设计中的碰撞测试，计算模拟极大地缩短了研发周期，降低了试错成本。我们将介绍有限元分析、计算流体力学等关键的工程计算方法。 此外，我们还将探讨计算科学在金融、交通、能源等传统行业的转型升级中所扮演的角色。例如，在金融领域，算法交易、风险评估和欺诈检测都高度依赖于计算模型；在交通领域，智能交通管理系统、路径规划和自动驾驶技术是计算科学的直接体现；在能源领域，智能电网的优化调度、可再生能源的预测和管理，也离不开精密的计算分析。 本书将通过一系列生动的案例，展示计算科学如何与其他学科相互促进，相互启发。我们相信，未来的重大突破往往诞生于学科的交叉地带，而计算科学正扮演着连接这些学科的桥梁。通过阅读本书，读者将能够深刻理解计算科学的广泛适用性，并激发其在自身领域中应用计算思维的兴趣和能力。 五、 未来展望：智能时代的新篇章 《智海扬帆：探索计算科学的边界》并非一本静态的教科书，而是一本充满活力的探索指南。它旨在为读者打开一扇通往计算科学未来的大门，激发对未知领域的探索热情。 我们将展望计算科学在未来可能的发展方向。例如，量子计算的崛起，它有望在某些特定问题上提供指数级的加速，从而彻底改变我们解决问题的方式。我们还将探讨通用人工智能（AGI）的可能性，以及如何利用计算技术来实现更高级别的智能。 此外，本书还将关注计算伦理和社会影响。随着计算能力的不断提升和人工智能的广泛应用，我们必须认真思考技术发展所带来的伦理挑战，例如数据隐私、算法偏见和就业结构的改变。我们将强调负责任的创新，以及如何利用计算科学为人类社会创造更美好的未来。 总而言之，《智海扬帆：探索计算科学的边界》是一次深入探索计算科学核心原理、前沿技术及其广泛应用的旅程。它旨在培养读者严谨的科学思维，激发创新能力，并帮助读者理解计算科学在塑造我们现在和未来的世界中所扮演的关键角色。无论您是初学者还是有一定基础的从业者，本书都将为您提供宝贵的知识和启发，助您在这信息浪潮中扬帆远航，驶向智慧的彼岸。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度，无疑代表了当前该领域研究的顶尖水平。它成功地搭建起了一座坚实的桥梁，连接了理论控制科学、复杂系统研究以及新兴的计算智能方法。我惊喜地发现，书中对一些新兴算法的引入处理得非常得当，例如，关于群体智能在资源分配问题中的动态寻优策略的讨论，不仅梳理了经典算法的局限，更引入了最新的协同进化机制，并在数学上给出了收敛性的初步论证。对于希望站在学科前沿进行创新研究的人来说，这本书提供的知识储备是极为充实的。它不仅仅是一本知识的传授者，更像是一张详细的“研究地图”，明确标示出了当前已开发的区域和尚未探索的未知疆域，为后续的研究方向选择提供了极具价值的战略参考。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种偏向应用和实践的读者来说，这本书的实证案例部分无疑是最大的亮点之一。书中提供的数个工业级应用案例，不仅详细描述了从问题定义、模型选择到参数调优的全过程，更重要的是，它坦诚地揭示了理论模型在实际部署中遇到的瓶颈和妥协之处。例如，在某能源调度系统的优化案例中，作者清晰地指出了传统基于精确建模方法的局限性，以及引入模糊逻辑和适应性学习机制后性能提升的具体量化数据。更难能可贵的是，作者在讨论这些案例时，并没有将技术描述停留在理想化的层面，而是深入剖析了数据噪声、计算资源限制等现实约束对最终决策质量的影响，并提供了相应的鲁棒性设计策略。这使得这本书的指导价值远超一般的教科书，更像是一份高质量的工程实践手册，充满了可以直接借鉴和参考的“干货”。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我发现这本书的叙事逻辑和知识构建方式非常具有启发性。它并非简单地罗列技术细节，而是像一位经验丰富的导师，循序渐进地引导读者进入一个全新的思考框架。开篇部分对于“系统”的定义和“涌现”现象的探讨，为后续所有模型的建立打下了坚实的哲学基础。作者巧妙地将控制论的核心思想与生命系统中自调节的精妙机制相结合，这种跨界对话极大地拓宽了我的视野。我尤其欣赏作者在论述复杂性理论时所展现出的清晰度，他没有陷入晦涩的数学符号泥潭，而是通过一系列生动的类比，比如细胞群落的决策过程与工业流程优化的对比，让抽象的概念变得触手可及。这种由宏观哲学深入到微观工程细节的过渡处理得非常流畅自然，使得读者在掌握具体工具的同时，也能保持对全局性理解的关注，这种“大处着眼，小处着手”的写作风格，对于培养系统思维至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了深刻的印象。封面采用了深邃的蓝色调，点缀着精密的电路图和抽象的生物分子结构剪影，这种视觉上的冲突与融合，恰到好处地预示了内容的前沿性与跨学科的特性。书脊的烫金字体清晰有力，即便是放在高耸的书架上，也显得沉稳而专业。纸张的质感上乘，触感温润而不失韧性，长时间翻阅也不会感到疲劳。内页的排版设计充分考虑了读者的阅读体验，图表清晰，公式推导步骤详尽，关键概念的界定和术语的解释都采用了加粗或不同的字体颜色进行区分，使得复杂的理论结构层次分明，易于消化。尤其值得称赞的是，作者在引用和注释方面做得极为严谨，参考文献的格式规范统一，为我们这些希望深入探究某一分支领域的读者提供了可靠的溯源路径。总体而言，从拿到这本书的第一刻起，我就感受到了一种对知识的敬畏感和对阅读体验的极致追求，这绝对是一本值得收藏的案头参考书。

评分☆☆☆☆☆

作者在语言运用上的风格，给我一种极其严谨而又带着一丝人文关怀的感觉。通篇来看，学术气息浓厚，用词精准，几乎没有发现任何含糊不清的表述。然而，在关键的理论过渡章节，作者偶尔会插入一些对历史发展脉络的简要回顾，或者对前人研究成果的公正评价，这使得冰冷的科学讨论增添了一丝温度。特别是当涉及到某些尚无定论的前沿问题时，作者的态度是极其审慎的，他会清晰地区分“已验证的结论”和“有待探索的方向”，避免了过度宣传或夸大的倾向。这种保持批判性思维和尊重科学发展规律的态度，对于年轻一代的研究者来说，是比任何技术细节都更宝贵的财富。它教会我们，真正的科学探索，是在严谨的逻辑之下，怀着谦逊和好奇心不断前行的过程。