معرفی و دانلود کتاب بهینه سازی کلونی مورچگان (مفاهیم، الگوریتم‌ها و کدنویسی)

معرفی کتاب بهینه سازی کلونی مورچگان (مفاهیم، الگوریتم‌ها و کدنویسی)

کتاب بهینه سازی کلونی مورچگان (مفاهیم، الگوریتم‌ها و کدنویسی) نوشته‌ی مسعود میرزایی و مهدی بشیری، در کنار معرفی مفاهیم و مبانی نظری الگوریتم کلونی مورچگان، شیوه استفاده کاربردی از آن را برای مسائل بهینه سازی تشریح می‌کند. با مطالعه این کتاب شما قادر خواهید بود روش حل مسأله را با الگوریتم کلونی مورچگان مناسب طراحی کرده و با استفاده از نرم افزار متلب کد مورد نیاز خود را بنویسید.

درباره‌ی کتاب بهینه سازی کلونی مورچگان (مفاهیم، الگوریتم‌ها و کدنویسی):

برای حل مسائل بهینه‌سازی ترکیبی و سخت، بهینه‌سازی کلونی مورچگان (ACO) روشی بدیع است که به تازگی ارائه شده و از فرومون مورچه‌های واقعی و رفتار جمعی آن‌ها الهام گرفته شده است. در ACO اثر فرومون مثل اطلاعات عددی عمل می‌کند که در فضای جواب توزیع شده‌اند و مورچه پاسخ‌هایی را به صورت احتمالی با استفاده از آن برای مساله می‌سازد و مورچه‌ها در هنگام اجرای الگوریتم از آن استفاده می‌کنند تا تجربیات خود را به دیگران نشان دهند.

کاربرد امروزه الگوریتم‌های ACO در دو دسته مهم از مسائل جای می‌گیرند: مسائل بهینه‌سازی ترکیبی ایستا و پویا. مسائل ایستا آن‌هایی هستند که شکل کلی مسأله و هزینه آن‌ها در طی حل مسأله تغییری نمی‌کند. مثلا مسأله فروشنده دوره گرد در حالتی که مکان شهرها و فاصله میان شهرها در هنگام حل مسأله تغییری نمی‌کند از این دسته است. اما در مسائل پویا، شکل مسأله و هزینه در هنگام تولید جواب‌ها می‌تواند تغییر کند. یک مثال برای چنین مساله‌ای مسیریابی در شبکه‌های ارتباطات است که در آن الگوی تردد در مسیرها به صورت مداوم در حال تغییر هستند.

الگوریتم‌های ACO برای حل این دو دسته از مسائل در نگاه کلی بسیار مشابه هستند ولی در جزئیات اجرا و پیاده‌سازی تفاوت‌های عمده‌ای دارند. از مثال‌های دیگری که می‌توان برای پویا یا ایستا بودن مسائل ذکر کرد عبارتند از تقاضای ثابت یا تقاضای پویا در فصول مختلف سال، قیمت ثابت یا قیمت پویا ہر اساس تقاضای کلی مشتریان و...

مورچه‌های مصنوعی در ACO یک روش ابتکاری تصادفی را پیاده‌سازی می‌کنند به این صورت که بر اساس تابعی از اثر فرومون و گاهی اطلاعات ابتکاری موجود در داده‌های ورودی مسأله، تصمیم‌های تصادفی ایجاد می‌کنند. بدین ترتیب می‌توان پیش‌بینی کرد ACO به عنوان توسعه‌ای از روش‌های ابتکاری سنتی است که برای حل مسائل بهینه‌سازی ترکیبی موجود هستند و اما تفاوت عمده با روش‌های ابتکاری این است که در طی اجرای الگوریتم اثر فرومون به عنوان وسیله‌ای برای ذخیره و تجمع تجربیات جستجو‌های قبلی استفاده می‌شود.

کتاب ببهینه سازی کلونی مورچگان (مفاهیم، الگوریتم‌ها و کدنویسی) مناسب چه کسانی است؟

گروه اصلی این کتاب پژوهشگرانی هستند که با مسائل بهینه‌سازی سروکار دارند و نیز دانشجویان رشته ریاضیات کاربردی و مدیریت فنی مهندسی بخصوص مهندسی صنایع در مقاطع مختلف تحصیلی که برای حل مسائل پیچیده و سخت نیاز به روش‌های حل فرا ابتکاری دارند.

در بخشی از کتاب بهینه سازی کلونی مورچگان (مفاهیم، الگوریتم‌ها و کدنویسی) می‌خوانیم:

به طور ساده رفتار مورچه‌ها در الگوریتم ACO را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد. یک کلوتی از مورچه‌ها به صورت هم زمان حرکت‌هایی مستقل در میان حالت‌های هم‌جوار در مسأله انجام می‌دهند و مسیری بر روی گراف G می‌سازند. مورچه‌ها با استفاده از یک سیاست تصمیم‌گیری محلی حرکت می‌کنند که از اثرهای فرومون و اطلاعات هیوریستیک استفاده می‌کند. پس از تولید یک جواب توسط مورچه (به صورت جزئی یا کامل)، جواب تولید شده مورد ارزیابی قرار گرفته و بر اساس مقدار ارزیابی شده اثر فرومون را بر روی مؤلفه‌ها یا مسیرهایی که از آن‌ها استفاده می‌کند بر جای می‌گذارد. اثرات فرومون اطلاعاتی دارد که مسیر جستجوی مورچه‌های بعدی را هدایت می‌کند. بنابر این هوشمندی ظریفی در الگوریتم مورچگان وجود دارد که عمدتا بر اساس میزان مناسب بودن پاسخ‌های تولید شده توسط کلونی است.

یک الگوریتم ACO در کنار فعالیت مورچه‌ها دو رویه دیگر نیز دارد، یکی تبخیر فرومون و دیگری اقدام خارق العاده (که اختیاری است). تبخیر فرومون فرآیندی است که به وسیله آن شدت فرومون موجود بر روی مؤلفه‌ها کاهش می‌یابد. در عمل تبخیر فرومون از همگرایی خیلی سریع الگوریتم به یک بهینه محلی جلو گیری می‌کند و در حقیقت یک نوع فراموشی است که کمک می‌کند تا نواحی جدیدی از فضای جواب کاوش گردند.

فهرست مطالب کتاب

مقدمه
پیدایش و تاریخچه الگوریتم‌های ACO
روش فراابتکاری کلونی مورچگان
جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
منابع و ماخذ