多項(xiàng)式膜計(jì)算模型的遺傳優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.pdf

1、膜計(jì)算作為自然計(jì)算的一個(gè)新分支，旨在從生命細(xì)胞的結(jié)構(gòu)中和組織、器官等細(xì)胞群的協(xié)作中抽象出的計(jì)算模型。膜計(jì)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(diǎn)而廣受關(guān)注。
　　研究者們通過(guò)數(shù)學(xué)、形式語(yǔ)言等工具對(duì)膜計(jì)算進(jìn)行理論研究，已提出一些膜計(jì)算模型。但這些模型大都是由設(shè)計(jì)者們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)反復(fù)推敲、驗(yàn)證而設(shè)計(jì)出的，設(shè)計(jì)過(guò)程較為耗時(shí)耗力。因此，將進(jìn)化算法引入到膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)膜系統(tǒng)的自動(dòng)設(shè)計(jì)已成為膜計(jì)算領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向。從已有

2、成果來(lái)看，通過(guò)引入進(jìn)化算法來(lái)實(shí)現(xiàn)膜系統(tǒng)的自動(dòng)設(shè)計(jì)，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)完成一定計(jì)算任務(wù)的膜系統(tǒng)，如計(jì)算42、n2的膜系統(tǒng)。然而這些膜系統(tǒng)只能完成簡(jiǎn)單的單項(xiàng)式的計(jì)算，沒有形成統(tǒng)一的計(jì)算框架，不利于膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的推進(jìn)。因此，本j文以細(xì)胞型膜系統(tǒng)為研究對(duì)象，探討采用遺傳算法和P-Lingua仿真軟件實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)式膜系統(tǒng)的自動(dòng)設(shè)計(jì)。論文主要工作及研究成果概括如下:
　　1、采用C＃語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)了一款專門用于統(tǒng)計(jì)細(xì)胞型膜系統(tǒng)種類的軟件，著重介紹了該軟

3、件的設(shè)計(jì)思路、開發(fā)流程、實(shí)現(xiàn)功能、使用方法等，并以具體實(shí)例驗(yàn)證了該軟件的有效性;
　　2、提出多項(xiàng)式膜系統(tǒng)的遺傳優(yōu)化自動(dòng)設(shè)計(jì)方法，在給出其一般設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)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(jìn)的罰函數(shù)評(píng)價(jià)方法、遺傳操作算子的選擇及遺傳參數(shù)的設(shè)置等。并將該方法應(yīng)用于計(jì)算三次多項(xiàng)式膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可成功設(shè)計(jì)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(dòng)設(shè)計(jì)方法，具體