软计算及其应用

前言

第1章绪论

1.1软计算与人工智能的关系

1.2软计算科学的主要分支

1.2.1人工神经网络

1.2.2遗传算法

1.2.3模糊逻辑

1.3软计算的特性

1.4软计算研究的主要问题

1.4.1学习

1.4.2搜索

1.4.3推理

第2章模拟退火算法

2.1概述

2.1.1物理退火过程

2.1.2Metroplis算法

2.1.3模拟退火算法

2.2模拟退火算法的收敛性分析

2.2.1模拟退火算法的Markov链描述

2.2.2模拟退火算法的收敛性

2.3模拟退火算法的设计

2.3.1初始温度t0

2.3.2终止温度te

2.3.3Markov链长Lk

2.3.4控制参数的更新函数T(t)

2.4模拟退火算法的应用

2.4.1模拟退火算法应用的一般要求

2.4.2典型组合优化问题的模拟退火算法

参考文献

第3章人工神经网络

3.1人工神经网络的基本概念

3.1.1生物神经元模型

3.1.2人工神经元模型

3.1.3人工神经网络模型

3.2人工神经网络的学习方法

3.2.1学习机理

3.2.2学习方法

3.2.3学习规则

3.3前向式神经网络与算法

3.3.1感知器及算法

3.3.2BP网络与误差反向传播算法

3.4反馈网络模型及其主要算法

3.4.1Hopfield网络与算法

3.4.2Boltzmann机网络和学习方法

3.4.3自组织特征映射网络和算法

3.5神经网络的系统设计

3.5.1神经网络的适用范围

3.5.2神经网络的设计过程和需求分析

3.5.3神经网络的性能评价

3.5.4输入数据的预处理

3.6神经网络的应用

3.6.1基于神经网络的优化计算

3.6.2图像边缘检测

参考文献

第4章遗传算法

4.1遗传算法的概念

4.1.1遗传算法的生物遗传学基础

4.1.2遗传算法的一般结构

4.1.3遗传算法的特点

4.2标准遗传算法的基本设计

4.2.1编码

4.2.2适应度函数

4.2.3遗传算法的基本操作

4.2.4遗传算法的终止控制设计

4.3遗传算法的模式理论

4.3.1模式概念

4.3.2模式定理

4.3.3遗传算法有效处理的模式数量

4.4遗传算法的理论与分析

4.4.1遗传算法的一般收敛性理论

4.4.2遗传算法的Markov链模型

4.4.3遗传算法的收敛速度分析

4.4.4遗传算法结构分析与设计

4.5遗传算法的发展

4.5.1改进遗传算法的一般结构

4.5.2编码问题

4.5.3遗传运算

4.5.4控制参数

4.5.5混合遗传算法

4.6遗传算法的应用

4.6.1巡回旅行商问题

4.6.2进化神经网络

4.6.3基于遗传算法的分类器系统

参考文献

第5章支持向量机

5.1基本原理

5.1.1统计学习概述

5.1.2支持向量机

5.2支持向量机用于多类问题

5.3支持向量机用于回归

5.3.1ε不敏感损失回归

5.3.2核岭回归

5.4支持向量机的算法

5.5贝叶斯方法与高斯过程

5.5.1贝叶斯方法

5.5.2高斯过程

5.6支持向量机的应用

5.6.1文本分类

5.6.2图像识别

5.6.3手写数字识别

参考文献

第6章模糊计算

6.1模糊系统概述

6.1.1传统数学与模糊数学

6.1.2不相容原理

6.2模糊集合与隶属度函数

6.2.1模糊集合与隶属度函数

6.2.2模糊集合的运算

6.3模糊关系与模糊矩阵

6.3.1普通关系

6.3.2模糊关系

6.3.3模糊关系的合成

6.3.4模糊矩阵

6.3.5模糊蕴含关系

6.4模糊逻辑与模糊推理

6.4.1模糊逻辑

6.4.2语言变量

6.4.3模糊推理

6.5模糊系统的建模

6.5.1模糊系统模型

6.5.2模糊系统模型的建立方法

6.6模糊系统与其他软计算的混合计算

6.6.1模糊神经网络

6.6.2模糊推理与遗传算法的结合

参考文献

　　当前，软计算方法的研究成果比较分散。为了推动高校及科研院所研究人员对软计算方法的了解，让初涉优化领域的人花费较少的时间和精力认识并掌握该优化技术，编者试编了本书，将软计算方法所涉及的模糊计算、遗传算法、神经计算等进行有机集成，在保证各类算法的结构统一性和系统完整性的基础上，从基本概念、理论基础、算法流程、应用示例入手，对软计算方法进行系统的阐述，并通过介绍各类算法的实际应用及本课题组的研究成果为大家提供参考。　　软计算方法是国际上最新发展起来的数学优化方法，它在国民经济的各个领域都有广泛的应用。本书较系统地介绍了软计算及其应用方法，包括模拟退火算法、人工神经网络计算方法、遗传算法、支持向量机和模糊计算等。书中从结构上对软计算方法进行了统一地描述，并注重叙述各内容之间的相互融合，特别注意讲述这些软计算方法的实际应用，并给出了其应用实例。　　本书取材新颖，反映了当前国际先进的软计算技术，并兼顾课堂教学、自学的特点。叙述深入浅出，易读易懂，可作为高等院校相关专业的研究生、本科生的教材和参考书，也可供有关学科的教师及工程技术人员参考。