元胞自動機理論研究及其仿真應用

內容概要

　　《元胞自動機理論研究及其仿真應用》基于元胞自動機的基本理論基礎系統闡述了元胞自動機的理論問題及其在各種復雜系統仿真中的應用。本書在理論方面主要對GF（2）元胞自動機理論、元胞自動機復雜行為度量方法進行了論述；在應用方面主要對元胞自動機的反問題研究、元胞自動機規(guī)則挖掘和基于元胞自動機的網絡數據傳輸模擬、疾病傳播、音樂生成等領域進行了詳細介紹。
　　本書可供研究元胞自動機理論及應用、復雜性科學的科技人員及高等院校相關專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

前言
第一章 緒論
1.1 元胞自動機的發(fā)展歷史
1.2 元胞自動機的主要應用
參考文獻
第二章 元胞自動機基礎
2.1 元胞自動機概述
2.1.1 自動機
2.1.2 元胞自動機及有關定義
2.1.3 元胞自動機的組成
2.2 元胞自動機的分類
2.2.1 元胞自動機空間維數分類
2.2.2 元胞自動機空間構型分類
2.2.3 元胞自動機動力學演化行為分類
2.2.4 元胞自動機其他分類
2.3 元胞自動機的研究方向
2.3.1 元胞自動機正問題研究
2.3.2 元胞自動機反問題研究
2.4 元胞自動機的特征及理解
參考文獻
第三章 幾種典型的元胞自動機
3.1 生命游戲
3.2 螞蟻規(guī)則
3.2.1 Langton螞蟻
3.2.2 普適螞蟻規(guī)則
3.3 自我復制元胞自動機
3.4 概率元胞自動機
3.5 隨機行走模型
3.6 沙堆模型
3.7 傳播模型
3.8 退火模型
3.9 格子氣元胞自動機
參考文獻
第四章 GF（2）元胞自動機理論
4.1 GF（2）元胞自動機
4.1.1 Galois域
4.1.2 GF（2）元胞自動機的定義
4.2 GF（2）元胞自動機矩陣模型及K環(huán)定理
4.2.1 CF（2）元胞自動機的矩陣模型
4.2.2 GF（2）元胞自動機的K環(huán)定理
4.3 基于向量空間理論的線性元胞自動機分析
4.3.1 計算特征矩陣的初等因子
4.3.2 計算初等因子對應的環(huán)結構空間
4.3.3 綜合所有初等因子計算環(huán)結構空間
4.4 多吸引域元胞自動機
4.4.1 多吸引域元胞自動機
4.4.2 基于多吸引域元胞自動機的模式分類
4.5 小結
參考文獻
第五章 元胞自動機行為復雜性研究
5.1 元胞自動機與復雜性
5.1.1 復雜性理論
5.1.2 混沌的邊緣與涌現
5.1.3 來自混沌的邊緣的思考
5.2 元胞自動機演化行為復雜性度量
5.2.1 熵
5.2.2 元胞自動機與熵
5.2.3 元胞自動機演化行為度量
5.3 Langton參數與元胞自動機復雜性
5.3.1 Langton參數
……
第六章 元胞自動機反問題研究及應用
第七章 元胞自動機在仿真領域的應用
附錄

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：    7.1 元胞自動機在網絡數據傳輸模擬中的應用 計算機互聯網絡已經發(fā)展成為一個巨大的復雜系統，網絡的數以千萬計的終端用戶通過網關和路由器（網絡節(jié)點）相連，形成一個非常復雜的拓撲結構。越來越多的信息按照協議通過互聯網絡由傳輸設備傳給不同的終端用戶。隨著用戶數量和網絡連接的迅猛增加，網絡拓撲結構更為復雜，導致網絡傳輸速率下降和等待時間加長，從而使得網絡擁塞。網絡的擁塞又使得人們不停地改進網絡協議和操作系統、增加網絡帶寬、增加和優(yōu)化網絡資源，以利于網絡更為有效合理的使用。而如何在不增加硬件成本的條件下，通過合理調配網絡資源，以使網絡效率最大化一直是網絡運營商以及廣大網絡用戶所追求的目標。 在早期網絡應用中，人們大多熱衷于電子郵件的收發(fā)以及以FIP為主的文件傳輸。后來，Web的出現將人們帶人了更廣闊的互聯網世界。人們逐漸并不滿足于瀏覽簡單的文本，于是多媒體的網絡傳輸越來越受到人們關注。目前Internet已經為人們提供了更多的服務，它不再局限于網絡通信E-Mail、簡單的信息瀏覽、FTP、Telnet等，諸如電子商務、遠程教育、視頻點播等新的服務和應用如雨后春筍般地出現。而如何使用現有網絡快速得到高質量的視頻也引起了人們的關注。 所謂流媒體技術是把連續(xù)的影像和聲音信息經過壓縮處理后存儲在網絡服務器，讓用戶邊下載邊觀看、收聽，而不需要等整個壓縮文件下載完畢后才可以觀看的網絡傳輸技術。流媒體是在Internet/Intranet中使用流式傳輸技術的連續(xù)時基媒體，與傳統的單純的下載相比較，流媒體具有明顯的優(yōu)點：由于不需要將全部數據下載，因此等待時間可以大大縮短；由于流文件往往小于原始文件的數據量，并且用戶也不需要將全部流文件下載到硬盤，從而節(jié)省了大量的磁盤空間：由于采用了RSTP等實時傳輸協議，更加適合動畫、視音頻在網上的實時傳輸。流媒體文件格式是支持采用流式傳輸及播放的媒體格式。流式傳輸方式是將動畫、視音頻等多媒體文件經過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由視頻服務器向用戶計算機連續(xù)、實時傳送。在采用流式傳輸方式的系統中，用戶不必像非流式播放那樣等到整個文件全部下載完畢后才能看到當中的內容，而是只需經過幾秒或幾十秒的啟動延時即可在用戶的計算機上利用相應的播放器或其他的硬件、軟件對壓縮的動畫、視音頻等流式多媒體文件解壓后進行播放和觀看，多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務器內繼續(xù)下載。

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