五、Agent模型与元胞自动机.pptx

Agent模型和元胞自动机Agent是什么? 可感知环境,并可根据环境做出某种状态反馈的结构单元每一个Agent所代表的,是一个宏观整体中的一个微观的个体;Agent模型的讨论思路,就是探讨微观个体之间的相互作用是如何影响宏观结构的典型的agent模型所有格点动力学模型元胞自动机格子气行走者类模型随机行走活性行走所有复杂网络模型元胞自动机(Cellularautomata)元胞自动机最早由冯·诺依曼在1950年代为模拟生物细胞的自我复制而提出的1970年,剑桥大学的约翰·何顿·康威设计了一个电脑游戏《生命游戏》后吸引了科学家们的广泛注意当前已经成为应用最为广泛的离散agent类模型之一一个标准的细胞自动机(A)由元胞、元胞状态、邻域和状态更新规则构成:A=(L,d,S,N,f)其中L为元胞空间;d为元胞自动机内元胞空间的维数;S是元胞有限的、离散的状态集合;N为某个邻域内所有元胞的集合;f为局部映射或局部规则空间离散时间离散每个格点根据固定的规则和邻居格点的状态,来改变自身状态Moore邻居vonNeumann邻居基本特性并行计算(putation):每一个格点都同时同步的改变局部性(local):格点的状态变化只受周边细胞的影响一致性(homogeneous):所有格点的演化均受同样的规则所支配Conway生命游戏生命游戏是英国数学家约翰·何顿·康威1970年发明的元胞自动机。它最初于马丁·加德纳的“数学游戏”专栏出现。生命游戏其实是一个零玩家游戏。它包括一个二维矩形世界,这个世界中的每个方一个细胞在下一个时刻生死取决于相邻八个方格中活着的或死了的细胞的数量。基本规则如果一个细胞周围有3个细胞为生(一个细胞周围共有8个细胞),则该细胞为生(即该细胞若原先为死,则转为生,若原先为生,则保持不变)如果一个细胞周围有2个细胞为生,则该细胞的生死状态保持不变;在其它情况下,该细胞为死(即该细胞若原先为生,则转为死,若原先为死,则保持不变)若干基本结构