Genetic algorithm in DNA computing： A solution to the maximal clique problem

Genetic algorithm is one of the possible ways tobreak the limit of brute-force method in DNA computing.Using the idea of Darwinian evolution, we introduce a geneticDNA computing algorithm to solve the maximal clique prob-lem. All the operations in the algorithm are accessible withtoday‘s molecular biotechnoiogy. Our computer simulationsshow that with this new computing algorithm, it is possible toget a solution from a very small initial data pool, avoidingenumerating all candidate solutions. For randomly generatedproblems, genetic algorithm can give correct solution withina few cycles at high probability. Although the current speedof a DNA computer is slow compared with silicon computers,our simulation indicates that the number of cycles needed inthis genetic algorithm is approximately a linear function ofthe number of vertices in the network. This may make DNAcomputers more powerfully attacking some hard computa-tional problems.     

虚拟现实技术在非恒定流实时仿真中的应用(英文)

为实时显示河道流场的动态变化过程,将虚拟现实技术应用于非恒定流的实时仿真模拟,开发了基于虚拟现实技术的流场动态可视化系统.采用虚拟现实技术在计算机中构建真实的三维地形地物,进行交互漫游;河道流场状态由二维水动力学模型提供;基于粒子系统思想,采用运动的矢量箭头模拟动态流场,并将该流场集成于三维场景中,实现了虚拟现实与科学可视化的有机结合.为解决三维虚拟仿真与数值计算数据量和计算量都很庞大的问题,采用基于网络的并行算法,使数值计算与三维显示在不同的PC上进行,计算结果通过网络传输进行交互,同时采用插值处理的方法解决计算速度与显示频率不协调的问题.系统用来模拟三峡工程与葛洲坝工程当前流量状态下整个流场的动态变化,具备直观性、实时性和科学性,是流场实时模拟显示的解决方案之一.     

Introduction to Ant Colony Algorithm and Its Application in CIMS

Ant colony algorithm is a novel simulated ecosystem e volutionary algorithm, which is proposed firstly by Italian scholars M.Dorigo, A . Colormi and V. Maniezzo. Enlightened by the process of ants searching for food , scholars bring forward this new evolutionary algorithm. This algorithm has sev eral characteristics such as positive feedback, distributed computing and stro nger robustness. Positive feedback and distributed computing make it easier to find better solutions. Based on these characteristics...     

一种新的决策树组合优化算法

数据分类是数据挖掘中的一个重要课题,研究各种高效的分类算法是数据挖掘的重要问题之一.本文对了GAAA算法进行改进提出了一种新组合优化算法,将其应用到分类规则的优化问题,采用遗传算法生成信息素分布,利用蚂蚁算法求精确解,优势互补,有效地节省了计算时间,并优化了生成的分类规则.实验结果表明:该算法可以有效克服停滞,提高搜索效率,有效地挖掘出最优的分类规则集.     

一种改进的微种群遗传算法

 采用种群隔离机制、算术交叉、杰出者保留策略等对微种群遗传算法进行了改进。减少了重启动次数,增强了两次重启动之间遗传优化过程的全局和局部搜索能力,使算法在尽可能保有模式识别信息的前提下进行智能搜索;采用了实数编码,减少了编码和解码过程中的计算开销;引入了自适应随机变异算子,使之在不增加循环次数的前提下,增加了利用现有种群已经获得的遗传信息进行有效搜索的次数;引入了异种机制,有效提高了微种群遗传算法收敛于全局最优解的概率,加快了收敛速度。最后,标准测试函数的测试结果证明了这一改进的微种群遗传算法能够用远低于标准遗传算法的计算代价获得更佳的优化效果。     

基于正区域的快速求核算法

基于正区域求核算法的最好时间复杂度为O(|C|2|U|log|U|),为降低该求核算法的时间复杂度,给出了基于正区域的简化决策表定义和相应核的定义.证明了该简化决策表的核与原决策表的核等价.由于求正区域的简化决策表首先要求划分U/C,而求划分U/C的最好算法的时间复杂度为O(|C||U|log|U|),因此以基数排序的思想设计了一个新的求划分U/C的算法,其时间复杂度为O(|C||U|).最后以快速缩小搜索空间为目的设计了一个新的求正区域POSC(D)的算法.在此基础上,利用核的性质设计了一个新的求核算法,其时间复杂度为max(O(|C||U|,O(|C|2|U/C|)).并用实例说明了算法的实用性.     

基于混合搜索算法的图像稀疏分解

为了提高图像稀疏分解的效果,降低其计算时间,提出一种基于量子进化算法(quantum-inspired evolutionaryalgorithm,QIEA)和改进差分进化算法(improved differential evolution,IDE)的混合搜索算法,并应用到图像稀疏分解中.该方法将1DE引入到QIEA中...     

基于云计算平台的虚拟资源可扩展存储算法研究

当前虚拟资源存储算法针对规模较大的虚拟资源无法实现实时传输,且存储能耗高、负载均衡性较差。为此,提出一种新的基于云计算平台的虚拟资源可扩展存储算法,介绍了云计算平台,其由存储层、基础控制层、应用接口层和访问层构成,给出其系统架构。依据云计算平台,通过采集虚拟资源的高阶累积量信息特征,利用K-L特征压缩法实现虚拟资源的低负荷存储,针对该过程扩展性能低的弊端对其进行改进。通过自适应全域空间搜索找到最佳基函数,对云计算平台的存储空间进行重组,得到改进后的虚拟资源存储空间结构。实验结果表明,所提算法存储空间、时延和能耗均较低,负载均衡性强。     

判定H-矩阵的一个迭代算法的修正

 随着H-矩阵在科学与工程计算中的广泛应用,如何判定一个给定矩阵是否为H-矩阵引起了许多研究者的兴趣.本文对一个现有判定H-矩阵的迭代算法进行了修正,得到了一个新的迭代算法.数值算例表明该算法是有效的.     

ID3算法的改进和简化

针对ID3算法倾向于选择取值较多的属性的缺点,引进属性重要性来改进ID3算法,并根据改进的ID3算法中信息增益的计算特点,利用凸函数的性质来简化该算法.实验表明,优化的ID3算法与原ID3算法相比,在构造决策树时具有较高的准确率和更快的计算速度,并且构造的决策树还具有较少的平均叶子数.     

基于局部搜索策略的车间作业调度问题的算法研究

为车间作业调度问题提供了一个快速、易于实现的近似算法．该算法基于局部搜索策略,采用特殊的邻域构造方法,即邻域的构造仅与关键路径上的工序相关．该算法找到了所测试的14个标准算例中12算例的最优解,而且在PⅡ233的计算机上每个算例的计算时间不超过1s。     

模拟退火方法的改进及其在地震剩余静校正中的应用

分析了模拟退火非线性反演方法随机寻优的特点,提出了一种改进的具有较高计算效率的模拟退火方法,该方法采用数论中的均匀试验设计方法来建立候选解在解空间的均匀分布,少量的目标函数计算就能了解目标函数解空间性质,减少了目标函数的计算次数.理论和实际计算表明该方法具有较高的计算效率.     

基于使用轻量级流算法的DCT系数变换多媒体内容加密

针对实时安全系统中多媒体内容加密时由于数据量较大而导致计算开销非常大的问题,为了综合考虑安全性及实时性,提出了基于使用轻量级流算法的DCT余弦转换多媒体内容加密算法。首先提出了一种轻量、快速的加密算法,通过将明文划分成不同部分并且使用流加密算法对信息的每个部分分别进行加密;然后,基于设计部分加密方案的三项基本原则和对抗部分加密攻击,提出了两种DCT变换系数的部分加密方案;最后,通过对峰值信噪比、针对部分加密攻击的安全性、性能的分析评估了所提算法的有效性及可靠性。分析结果表明,相比A5/1和W7两种较为先进的流密码算法及另外两种加密模式(DC系数加密和无变换加密),提出的流加密算法和两种DCT加密方案更加适用于要求高速计算和足够安全的多媒体实时安全系统。     

异构任务图的实现模型

任意异构程序映射到任意异松系统上执行,是并行程序计算最复杂的情况,为此提出了异构任务图的定义,它是异构程度直观和有效描述方法,还研究了异构任务图的实现模型,它是异构计算环境中软件和硬件的桥梁,分别给出了任务图的分簇算法、系统图的分簇算法和映射算法及应用实例,利用该模型可设计出可移植的并行程序,然后调度到可动态配置的异构计算机组织上运行。     

基于混合搜索算法的图像稀疏分解

为了提高图像稀疏分解的效果,降低其计算时间,提出一种基于量子进化算法(quantum-inspired evolutionary algorithm,QIEA)和改进差分进化算法(improved differential evolution,IDE)的混合搜索算法,并应用到图像稀疏分解中。该方法将IDE引入到QIEA中,前期进行QIEA寻优,当寻优搜索到的最优解经过多次进化后没有变化时,引入IDE以提高搜索解的精度和质量。图像稀疏分解的仿真实验结果表明,与QIEA和IDE相比,混合搜索算法的图像稀疏分解方法获得的重构图像具有最好的图像视觉质量和最高的峰值信噪比,且具有相对较低的计算时间。     

推测计算中多Agent的资源协商

推测计算是在信息不完全的情况下,提前进行决策的一种计算过程.它以假设推理为基础,并利用缺省值对未来的问题进行计算.事实上,在计算过程中,缺省值并不是唯一的基础信息.在时间允许的情况下,主Agent可以通过协商获得尽可能多的真实信息,信息越丰富,推测计算的结果越精确.为了强化协商,本文分析了假设推理和推测计算的基本理论,并以此为基础给出了推测计算的扩展框架,定义了协商语言,提出了协商算法,并将其嵌入到了推测计算中,从而可以提高推测计算的精确性.     

并行计算一类奇异方程组的PCR算法

本文给出了一个计算奇异方程组Ｒ（Ａｋ））的新的高度并行算法．通过该算法可以在时间步内，用ｐ＝２ｎ（ｎ－１）台处理机得到方程组的解ｘ＝Ａｄｂ．     

公路网移动终端的KNN查询技术

公路网中移动兴趣点(POIs)的查询处理是一个难点,目前的研究多基于欧氏距离对静态POIs进行处理,不能很好地适应移动环境下终端弱连接和频繁移动的需要.文中在公路网移动计算场景下,设计了一种存储分区数据对象的结构来表示公路网图形模型,提出适用于移动终端的连续KNN查询(CQ-KNN)算法.该算法改进了Wang等提出的MKNN算法,将逐层渐近探测和检索边列表结合起来进行近邻查询,避免了MKNN算法在限定层数不够却不得不执行范围查询时所带来的开销;同时使用缓存策略来支持移动终端提交的连续查询请求,并给出基于广播位置失效报告的缓存一致性维护策略.仿真结果表明,CQ-KNN算法较MKNN算法有更快的CPU处理速度和更短的网络响应延时,并且能支持移动终端的离线KNN近似查询.     

用神经网络新方法求解图的最大独立集问题

在Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络优化方法的基础上,根据模拟退炎算法逃离局部最优解的原理,提出了一种神经网络计算的新方法,并用这种方法求解图的最大独立集问题。结果表明,该方法获得最优解比Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络优化算法获得的解要好,且所需时间比模拟退火算法少得多。     

基于Viterbi算法计算TCM码欧氏自由距离的有效方法

提出了计算格形编码欧氏自由距离的一种有效算法，该算法是依据Viterbi算法，取全零路径为参考路径进行计算，求得准规则码的欧氏自由距离，它适用于搜索高斯信道中的TCM好码。