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Download PDF by Christina Stoica-Klüver, Jürgen Klüver, Jörn Schmidt (auth.): Modellierung komplexer Prozesse durch naturanaloge

By Christina Stoica-Klüver, Jürgen Klüver, Jörn Schmidt (auth.)

ISBN-10: 3834804002

ISBN-13: 9783834804006

ISBN-10: 3834892378

ISBN-13: 9783834892379

Dieses Lehrbuch ist eine Einfuhrung in die Techniken des sog. gentle Computing und verwandter formaler Methoden. Dargestellt werden Zellularautomaten und Boolesche Netze, Evolutionare Algorithmen sowie Simulated Annealing, Fuzzy-Methoden, Neuronale Netze und schlie?lich Hybride Systeme, d. h. Koppelungen verschiedener dieser Techniken. Zu jeder Technik werden Anwendungsbeispiele gegeben. Auf der foundation der Theorie komplexer dynamischer Systeme werden zusatzlich theoretische Grundlagen dargestellt und es wird auf die Gemeinsamkeiten der auf einen ersten Blick sehr heterogenen Techniken hingewiesen.
Der Leser erhalt eine systematische Einfuhrung und Ubersicht zu diesen Techniken. Durch die Beispiele wird er geschult, selbst in formalen Modellen zu denken und diese auf seine speziellen Probleme anzuwenden. Dieses Lehrbuch ist fur den Einsatz in Lehrveranstaltungen zur Simulation komplexer adaptiver Systeme sowie zur Modellbildung und -theorie in verschiedenen Bereichen geeignet.

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Für die Analyse sozialwissenschaftlicher und physikalischer Probleme verwendet; gegenwärtig finden sie in praktisch allen Wissenschafts- sowie zahlreichen Technikbereichen Anwendung (vgl. Gerhard und Schuster 1995). 1 Allgemeine Darstellung Die Grundidee der ZA ist die folgende: Gegeben ist ein Gitter von Zellen, die gewöhnlich als Quadrate konzipiert und visualisiert sind. Die Entwicklung findet in Raum und Zeit statt und die einzelnen ZA unterscheiden sich in den Dimensionen (es gibt ein-, zwei- sowie dreidimensionale ZA) und in der Gittergeometrie des zugrunde liegenden Raums.

Insbesondere wird es nach diesen sehr allgemeinen und etwas abstrakten, wenn auch methodisch notwendigen Vorbemerkungen Zeit, sich den verschiedenen Bereichen des Soft Computing näher und damit konkreter zuzuwenden. 25 2. Zellularautomaten und Boolesche Netze Zellularautomaten und Boolesche Netze sind ein mittlerweile schon fast klassisches Musterbeispiel von bottom-up Modellen, da diese formalen Systeme ausschließlich auf der Basis von lokalen Wechselwirkungen konstruiert werden können. Die einfache Grundlogik dieser Algorithmen lässt sich prinzipiell als eine kombinatorische Erweiterung der binären Aussagenlogik verstehen und somit als ein Modell der einfachsten Grundformen menschlichen Denkens.

Diese Variable lenkt die Funktionsdynamik sozusagen in einen festen Kanal – daher der Name. Kanalisierende Funktionen können in einer graphischen Darstellung erkannt werden dadurch, dass die Knoten bei K = 2 bzw. eine Würfeloberfläche bei K = 3 dieselben Werte haben (Klüver und Schmidt 1999): Bild 2-6 Graphische Darstellung zur Erkennung von kanalisierenden bzw. nicht kanalisierenden Funktion bei K = 2 und K = 3 Eine kanalisierende Funktion ist z. B. die Konjunktion: Wenn nur eine Variable den Wert 0 hat, dann ist das Ergebnis immer 0; entsprechend kanalisierend wirkt die Disjunktion, da hier nur eine – beliebige – Variable 1 sein muss, um das Ergebnis immer auf 1 zu bringen.

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Modellierung komplexer Prozesse durch naturanaloge Verfahren: Komplexe adaptive Systeme — Modellbildungen und -theorie — neuronale Netze — Soft Computing und verwandte Techniken by Christina Stoica-Klüver, Jürgen Klüver, Jörn Schmidt (auth.)


by Michael
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