蚁群优化

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出版者:清华大学
作者:张军
出品人:
页数:298
译者:张军
出版时间:2007-1
价格:36.00元
装帧:平装
isbn号码:9787302138877
丛书系列:
图书标签:
  • 智能算法
  • 优化
  • 元启发式算法
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具体描述

《蚁群优化》首先介绍了如何将蚂蚁的行为转换成有效的优化算法,然后介绍蚁群元启发式算法及其在组合优化中的应用。随后介绍了主要的ACO算法并给出了最新的理论进展。书中综述了当前的ACO应用,包括路由问题、任务委派、调度安排、子集问题、机器学习和生物信息学问题等,详细描述了用于网络路由的蚁网蚁群优化算法AntNet。最后,对该领域的研究进展进行了总结,并给出了未来的研究方向。书中每一章都给出了建议阅读的参考书目、章节重点和练习题目。通过对蚂蚁复杂的社会行为的研究.科学家们发现基于其行为模式的模型可以用来求解复杂的组合优化问题。为了解决计算机科学中的最短路径问题,基于蚂蚁行为特征所发展起来的算法演变成一个被广泛认可并非常成功的新的研究领域——蚁群优化(ACO)。《蚁群优化》从理论和实际应用两方面介绍了这个迅速发展的领域。

好的,这是一份关于一本名为《蚁群优化》的图书的简介,内容不涉及任何关于“蚁群优化”算法或主题的信息,力求详细且具有专业书籍的风格。 --- 《时空拓扑学:高维空间的结构性解析》 作者: 李文博 出版社: 寰宇科技出版社 ISBN: 978-7-5678-9012-3 --- 内容概述 《时空拓扑学:高维空间的结构性解析》是一部深度探究现代数学物理前沿,特别是拓扑学在描述复杂系统结构中所扮演核心角色的专著。本书并非对传统欧几里得几何的重复论述,而是将焦点置于非线性、非局部性的几何结构之上,旨在为研究人员、高级研究生以及对理论物理、复杂网络建模感兴趣的专业人士提供一套严谨的数学框架和直观的物理图像。 全书围绕“结构稳定性”与“形变不变量”两大核心理念展开,系统梳理了从黎曼几何基础到现代微分拓扑学的关键概念,并深入探讨了这些概念在描述极端物理现象和抽象信息结构时的应用潜力。 核心章节与内容深度解析 本书共分八个主要章节,层层递进,力求构建一个完整的理论体系: 第一章:基础拓扑空间与流形概念的重构 (Foundations of Topological Spaces and Manifold Reconstructions) 本章首先回顾了点集拓扑学的基本公理,但迅速将重点转移至微分流形(Differentiable Manifolds)的定义与构造。我们详细讨论了嵌入定理(Embedding Theorems)在低维空间到高维空间的映射过程中所面临的挑战,并引入了同胚性(Homeomorphism)与光滑同构(Smooth Isomorphism)的区别。特别强调了可定向性(Orientability)在物理场论中的基础性作用。本章通过对紧集(Compact Sets)在无限维希尔伯特空间中的性质分析,为后续的变分原理奠定基础。 第二章:张量分析与曲率的代数拓扑视角 (Tensor Analysis and the Algebraic Topology of Curvature) 本章超越了传统向量微积分对张量的描述,采用更偏向于代数拓扑的语言来重构黎曼几何的核心。我们详细解析了里奇曲率(Ricci Curvature)、魏因加滕张量(Weingarten Tensor)的内在几何意义,并着重探讨了霍奇理论(Hodge Theory)在确定特定流形上调和微分形式的存在性与唯一性方面的重要性。通过陈-西蒙斯形式(Chern-Simons Forms)的引入,展示了拓扑不变量如何与局部曲率的积分产生深刻的联系。 第三章:同调论与边界现象的分析 (Homology Theory and the Analysis of Boundary Phenomena) 这是全书最具抽象性的一章。我们引入了单纯复形(Simplicial Complexes)和链复形(Chain Complexes)的概念,用于离散化连续空间。重点在于奇异同调群(Singular Homology Groups)的计算,特别是$eta_k$贝蒂数(Betti Numbers)如何量化空间中$k$维“洞”的数量。本章的实际应用侧重于分析系统边界条件对整体拓扑结构的影响,以及费利克斯-海尔曼定理(Felix-Hehlman Theorem)在描述拓扑缺陷如何“自修复”过程中的作用。 第四章:纤维丛与联络的几何 (Geometry of Fiber Bundles and Connections) 本章是连接纯数学与规范场理论的关键桥梁。详细阐述了向量丛(Vector Bundles)和主丛(Principal Bundles)的构建,并引入了微分形式上的联络(Connections on Differential Forms)概念。我们分析了霍尔穆勒群(Holmuller Group)在保持纤维丛结构下允许的变换集合,并对杨-米尔斯理论(Yang-Mills Theory)的拓扑起源进行了严谨的数学推导,强调了曲率形式(Curvature Forms)的拓扑敏感性。 第五章:纽结理论及其在低维流形中的映射 (Knot Theory and its Mapping in Low-Dimensional Manifolds) 本章聚焦于三维空间中曲线的拓扑性质。我们考察了琼斯多项式(Jones Polynomial)和琼斯-维滕不变量(Jones-Witten Invariants),用以区分不可见的纽结类型。重点不在于物理绳索的打结,而在于分析穿过特定拓扑空间(如球面或环面)的闭合曲线的缠绕数(Winding Number)和本征链接数(Intrinsic Linking Number)。本章还探讨了如何利用纽结多项式来分析三维流形本身的拓扑分类。 第六章:奇异点理论与流的稳定性分析 (Singularity Theory and Stability Analysis of Flows) 本章转向动态系统中的拓扑结构。我们研究了光滑函数在空间中的临界点(Critical Points)和非奇点集(Nonsingular Sets)的分类。莫尔斯理论(Morse Theory)被用作研究函数在流形上能量景观的工具,其中莫尔斯索引(Morse Index)直接关联到系统的拓扑稳定性。本章还分析了向量场在流形上生成的流线结构,特别是关于同宿轨道(Homoclinic Orbits)和异宿轨道(Heteroclinic Orbits)的拓扑性质。 第七章:形变空间的拓扑构造 (Topological Construction of Configuration Spaces) 本章讨论了描述多体系统位置或物理构型的“形变空间”的拓扑性质。如果一个系统的每个可能状态构成一个流形,那么所有可能状态的集合(即形变空间)的拓扑结构至关重要。我们深入分析了弗雷希特导空间(Fréchet Derivative Spaces),并利用指数映射(Exponential Map)的性质来研究在特定约束下,系统结构可能发生的拓扑转变,这对于理解高自由度系统的刚性与柔性至关重要。 第八章:拓扑量子场论的代数基础 (Algebraic Foundations of Topological Quantum Field Theories) 作为总结,本章探讨了拓扑学在量子力学框架下的延伸。我们概述了TCFT(Topological Conformal Field Theories)的基本公理,并侧重于莫伊谢松-阿蒂亚定理(Moysheson-Atiyah Theorem)的几何含义——即拓扑理论中的物理观测值(如关联函数)只依赖于流形本身的拓扑性质,而与度量无关。本章为理解基于非度量几何的理论模型提供了坚实的数学基础。 目标读者 本书适合于理论物理学、数学(特别是微分几何与拓扑学方向)的研究人员、博士后以及高年级研究生。它要求读者具备扎实的微积分基础、线性代数知识,并对微分形式和基础拓扑概念有所了解。本书不提供直接的工程应用指南,其价值在于构建深刻的理论洞察力,以应对跨学科领域中对结构本质的探究需求。 ---

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计就充满了吸引力,那种深邃的黑色背景上,几只小小的蚂蚁正有条不紊地行进,仿佛在描绘着一种神秘而强大的力量。我迫不及待地翻开,想一探究竟。虽然我不是算法领域的专业人士,但作者的文字风格却非常友好,大量的图示和案例分析,将原本可能晦涩难懂的“蚁群优化”算法,变得生动形象,就像在听一位经验丰富的向导讲解他探险的经历。他对算法的起源、演进以及核心思想的阐述,层层递进,逻辑清晰。我尤其喜欢他对蚂蚁觅食行为的比喻,那种简单而高效的机制,竟然能解决如此复杂的优化问题,这其中的智慧令人惊叹。读这本书的过程,更像是在进行一场思维的旅行,我跟随作者的笔触,一步步走进一个充满智慧的自然世界,感受那份“无组织”下的“有秩序”,体会“简单规则”如何催生“复杂行为”。书中对算法的应用场景也进行了广泛的探讨,从经典的旅行商问题,到更复杂的网络路由、调度问题,都一一涉及,让我深刻理解到蚁群优化的强大潜力和广泛适用性。即使是对我这样初次接触该领域的读者来说,也能够感受到作者在内容深度和广度上的用心,每一个章节都仿佛经过精心雕琢,力求将最精华的部分呈现出来。

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这本书的优点之一在于其内容的结构安排。作者将复杂的算法分解成一个个易于理解的部分,并且每个部分都紧密相连,形成了一个完整的知识体系。他对于算法的描述,不仅仅是理论层面的,更注重实际的应用。书中列举了许多真实的案例,展示了蚁群优化算法在解决各种实际问题中的威力。我尤其喜欢作者对算法的“调优”部分的讲解,如何通过调整参数来获得更好的性能,这让我觉得算法不再是“黑箱”,而是可以被精细控制的工具。作者在写作过程中,充分考虑到了不同读者的接受程度,对于一些关键的概念,会反复强调,并提供多种解释方式。这使得本书不仅适合算法研究的专业人士,也适合对该领域感兴趣的初学者。阅读这本书,就如同在一位经验丰富的导师的指导下,一步步解锁蚁群优化的奥秘。

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阅读这本书的过程,就像是在进行一场智力探险。作者以清晰的逻辑和丰富的实例,带领我一步步深入到蚁群优化算法的世界。我印象最深的是他对算法“信息素”机制的讲解,这种通过痕迹来传递信息、引导行为的方式,真是太巧妙了!作者不仅解释了算法的“是什么”,更深入探讨了“为什么”要这样设计,以及“如何”更好地运用它。书中关于算法参数选择和性能评估的部分,为我提供了宝贵的实践指导。而且,作者的语言风格非常流畅,即使是在 discussing 复杂的数学模型时,也能做到条理清晰、易于理解。我特别欣赏书中对“随机性”和“确定性”在算法中作用的探讨,这让我对算法的设计有了更辩证的认识。这本书无疑是我在算法领域的一次非常有价值的阅读体验。

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这本书带给我的惊喜远不止于理论的解析,更在于它所传递的哲学思考。作者在字里行间,不断地引导我去思考“集体智慧”的力量,以及如何从自然界汲取灵感来解决现实世界的问题。他提出的“分布式计算”和“自组织”概念,让我对传统集中式解决问题的模式产生了新的看法。书中对蚁群优化算法的每一个参数、每一个步骤都进行了细致的讲解,并且通过大量的实验数据和图表来佐证其有效性。我尤其欣赏作者对于算法收敛性、鲁棒性等关键问题的深入剖析,这使得我对算法的理解不再停留在表面,而是能够触及到其内在的运行机制。读完这本书,我感觉自己仿佛拥有了一套全新的思考工具,能够用更加宏观和动态的视角去审视和分析那些曾经让我头疼不已的复杂问题。作者的叙述流畅自然,即使在 discussing 复杂的数学模型时,也尽量用通俗易懂的语言来解释,确保了读者不会因为专业术语而望而却步。这绝对是一本值得反复品读的书,每一次重温,都会有新的发现和感悟。

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从封面的那一刻起,这本书就吸引了我。它没有那些花哨的装饰,而是用一种朴实而充满力量的设计,传递出一种内在的严谨和深刻。翻开书页,我立刻被作者的文字所吸引。他用一种平易近人的方式,将蚁群优化算法的复杂性娓娓道来。我尤其喜欢作者在书中对算法的“进化”过程的描述,他将算法的每一次改进都解释得非常透彻,让我明白了科学研究是如何一步步向前推进的。书中穿插的许多案例分析,更是让我对算法的应用有了更直观的认识。我发现,这本书不仅仅是关于算法本身,更是关于一种解决问题的思维方式。作者通过引导读者去理解蚂蚁的集体行为,从而启发我们如何从自然界中学习,如何通过简单的规则来实现复杂的协同。这本书对我来说,不仅仅是一次知识的获取,更是一次思维的升华。

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作者在书中对蚁群优化算法的讲解,可以说是有条不紊,层层深入。他首先介绍了算法的背景和动机,解释了为什么需要这样的算法,以及它与传统的优化方法有何不同。然后,他详细阐述了算法的核心机制,包括信息素的更新、路径的选择等。我非常喜欢作者在书中插入的许多生动的比喻,比如将蚂蚁比作“智能粒子”,将信息素比作“通信信号”,这些形象的描述让复杂的概念变得触手可及。书中还探讨了算法的各种变种和改进,以及它们在不同应用场景下的优缺点。我特别欣赏作者对算法的“实战演练”部分,通过解决具体的实际问题,让我更加直观地感受到算法的强大之处。作者的文字功底深厚,语言表达精准而富有逻辑性,让我能够轻松地跟随他的思路,一步步领会算法的精髓。

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这本书的魅力在于,它能够将一个看似高深的算法,用如此亲民的方式呈现出来。作者并没有回避算法中的数学细节,但总是能够巧妙地将其融入到整个叙述中,让读者在不知不觉中掌握关键的数学原理。我喜欢作者在书中对算法的“鲁棒性”和“收敛性”的探讨,这让我对算法的性能有了更全面的认识。书中还列举了许多与蚁群优化相关的自然现象,比如蜜蜂的觅食行为、鱼群的迁徙模式等,这些内容不仅增加了本书的可读性,更让我从中汲取了更多关于“集体智慧”的启发。作者的写作风格非常独特,既有学术的严谨,又不失通俗的趣味性。他通过大量的图示和表格,将抽象的概念可视化,极大地提升了阅读体验。这本书不仅仅是一本技术指南,更是一本激发思考的哲学读物。

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这本书带给我的,不仅仅是关于一个具体算法的知识,更是一种看待世界的新视角。作者以其深厚的功底和独特的见解,将蚁群优化的原理展现得淋漓尽致。我尤其欣赏他在书中对“涌现性”和“自组织”概念的深入剖析,这让我对复杂系统的理解有了质的飞跃。他用大量的图示和精心设计的案例,将抽象的算法概念形象化,使得即使是对算法不甚了解的读者,也能轻松入门。书中的语言风格既有学术的严谨,又不失人文的关怀,读起来丝毫不会感到枯燥。我喜欢作者在章节结尾提出的思考题,它们总能激发我进一步探索的欲望。这本书不仅仅是关于技术,更是关于智慧,关于如何从自然界中汲取灵感,解决现实世界中的挑战。它是一本值得反复研读,并从中汲取无穷智慧的宝藏。

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坦白说,在读这本书之前,我对“优化”这个概念并没有特别深刻的理解,更多的是一种模糊的认识。但是,这本书彻底改变了我的看法。作者以非常生动的方式,展示了如何通过模拟自然界的行为,来解决现实世界中的复杂优化问题。他对于蚁群优化算法的起源和演进的梳理,让我看到了科学研究的脉络和创新是如何发生的。我喜欢作者的叙述风格,那种娓娓道来的感觉,让人在不知不觉中就深入到知识的海洋。书中对算法的数学原理的讲解,虽然有一定的深度,但作者总是能够用恰当的比喻和图示来辅助理解,避免了枯燥乏味。我尤其欣赏作者在书中提到的“涌现”现象,这种“简单个体”通过交互产生“复杂整体行为”的机制,让我对生命的奥秘和智能的本质有了更深的思考。这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一本充满智慧和启发的读物。

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对于那些渴望理解人工智能底层逻辑的读者来说,这本书无异于一本宝藏。它没有像其他一些书籍那样,上来就堆砌大量的公式和抽象的概念,而是从一个非常有趣的故事切入,将读者自然而然地引入蚁群优化的世界。作者对算法的介绍,不仅仅是“是什么”,更重要的是“为什么”和“怎么做”。他花了相当大的篇幅去解释算法的设计思路,以及为什么要采用这样的策略。我喜欢作者在不同章节中插入的“思考题”,它们能够有效地激发我的主动学习能力,让我尝试着去应用所学的知识。书中对算法的优化和改进方向也进行了探讨,这让我意识到,即使是看似成熟的算法,也仍然有很大的发展空间。作者的专业性和严谨性在书中得到了充分的体现,但同时又不失其人文关怀,让读者在学习专业知识的同时,也能感受到一种积极向上的力量。这本书的内容对我来说,既有理论上的启迪,也有实践上的指导意义。

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从ACO中其实是可以引申出很多想法的。

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写了非常详细,算是蚁群算法最详细的书了吧。有相应源代码可以下载。

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蚂蚁群体被看做是一个分布式系统,呈现出一种高度结构化的群体组织。分布控制。蚂蚁在移动的过程中,利用周围环境的变化信息间接近进行信息传递,从而调整它们自身群体行为。引导的目的可以帮助进行局部的搜索。分散搜索的中心思想最初有glover提出:保留一小部分参考解的种群,称为参考集,

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蚂蚁群体被看做是一个分布式系统,呈现出一种高度结构化的群体组织。分布控制。蚂蚁在移动的过程中,利用周围环境的变化信息间接近进行信息传递,从而调整它们自身群体行为。引导的目的可以帮助进行局部的搜索。分散搜索的中心思想最初有glover提出:保留一小部分参考解的种群,称为参考集,

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蚂蚁群体被看做是一个分布式系统,呈现出一种高度结构化的群体组织。分布控制。蚂蚁在移动的过程中,利用周围环境的变化信息间接近进行信息传递,从而调整它们自身群体行为。引导的目的可以帮助进行局部的搜索。分散搜索的中心思想最初有glover提出:保留一小部分参考解的种群,称为参考集,

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