多項式膜計算模型的遺傳優(yōu)化設計方法.pdf

1、膜計算作為自然計算的一個新分支，旨在從生命細胞的結構中和組織、器官等細胞群的協(xié)作中抽象出的計算模型。膜計算模型被稱為膜系統(tǒng)（P系統(tǒng)），以其分布式和極大并行性等特點而廣受關注。
　　研究者們通過數(shù)學、形式語言等工具對膜計算進行理論研究，已提出一些膜計算模型。但這些模型大都是由設計者們根據(jù)經驗反復推敲、驗證而設計出的，設計過程較為耗時耗力。因此，將進化算法引入到膜系統(tǒng)設計中實現(xiàn)膜系統(tǒng)的自動設計已成為膜計算領域一個重要的研究方向。從已有

2、成果來看，通過引入進化算法來實現(xiàn)膜系統(tǒng)的自動設計，已經能夠實現(xiàn)完成一定計算任務的膜系統(tǒng)，如計算42、n2的膜系統(tǒng)。然而這些膜系統(tǒng)只能完成簡單的單項式的計算，沒有形成統(tǒng)一的計算框架，不利于膜系統(tǒng)設計工作的推進。因此，本j文以細胞型膜系統(tǒng)為研究對象，探討采用遺傳算法和P-Lingua仿真軟件實現(xiàn)多項式膜系統(tǒng)的自動設計。論文主要工作及研究成果概括如下:
　　1、采用C＃語言編程實現(xiàn)了一款專門用于統(tǒng)計細胞型膜系統(tǒng)種類的軟件，著重介紹了該軟

3、件的設計思路、開發(fā)流程、實現(xiàn)功能、使用方法等，并以具體實例驗證了該軟件的有效性;
　　2、提出多項式膜系統(tǒng)的遺傳優(yōu)化自動設計方法，在給出其一般設計思路的基礎上，具體介紹了膜系統(tǒng)的置換編碼方案、膜系統(tǒng)終止與否的判斷方法、改進的罰函數(shù)評價方法、遺傳操作算子的選擇及遺傳參數(shù)的設置等。并將該方法應用于計算三次多項式膜系統(tǒng)的設計，實驗結果表明，該方法可成功設計出多種滿足要求的膜系統(tǒng);
　　3、提出規(guī)則條數(shù)可變的膜系統(tǒng)自動設計方法，具體