Modellierung komplexer Prozesse durch naturanaloge Verfahren: soft Computing und verwandte Techniken
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
2012
|
Ausgabe: | 2., erw. und aktualisierte Aufl. |
Schriftenreihe: | Lehrbuch
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort.
V
Einleitung. 1
1 Bottom-up Modelle, Soft Computing und komplexe Systeme. 5
1.1 Soft Computing, Bottom-up und
Top-down
. 5
1.2 Dynamiken komplexer Systeme. 11
1.3 Erweiterungen und Anwendungsmöglichkeiten
eines universalen Modellschemas . 19
1.4 Methodologische Schlussbemerkungen . 23
2 Zellularautomaten und Boolesche Netze. 25
2.1 Zellularautomaten. 26
2.1.1 Allgemeine Darstellung. 26
2.1.2
Stochastische
Zellularautomaten . 34
2.2 Boolesche Netze. 35
2.3 Regeln,
Topologie
und Dynamik - die Ordnungsparameter . 40
2.4 Analyse konkreter Modelle . 47
2.4.1 Die Simulation der Ausbreitung von Epidemien durch einen ZA. 47
2.4.2 Modellierung von Meinungsbildungsprozessen
durch
stochastische
ZA . 51
2.4.3 Die Konstruktion von Schaltdiagrammen durch Boolesche Netze . 56
2.4.4 Ablaufüberwachung von Projekten durch ein BN. 63
2.4.5 Lösung von Sudoku-Rätseln auf der Basis eines ZA . 65
3 Die Modellierung adaptiver Prozesse durch Evolutionäre Algorithmen . 69
3.1 Allgemeine Charakterisierungen . 69
3.2 Genetische Algorithmen (GA) . 72
3.3 Evolutionsstrategien (ES). 80
3.4 Der Regulator Algorithmus (RGA) . 83
3.5
Simulated Annealing .
87
3.6 Analyse konkreter Modelle . 92
3.6.1 Entwicklung eines Mehrkomponentenklebers durch eine ES . 93
3.6.2 Minimierung der Länge von Kabelnetzen
durch einen Genetischen Algorithmus . 97
3.6.3 Steuerung einer sozialen Gruppe durch einen GA,
eine ES und ein SA im Vergleich. 103
3.6.4 Ein Vergleich zwischen GA und RGA . 111
X
Inhaltsverzeichnis
4 Modellierung lernender Systeme durch Neuronale Netze
(NN)
. 115
4.1 Biologische Vorbilder. 115
4.2 Grundbegriffe und Grundlogik . 117
4.2.1
Topologie,
Funktionen und Schwellenwerte von NN. 117
4.2.2 Erweiterungen: Einschichtige und mehrschichtige Modelle. 121
4.2.3
Feed forward
und
feed back
Netzwerke. 125
4.2.4 Lernregeln. 126
4.2.5 Ein allgemeines Lernparadigma. 130
4.2.6 Exkurs: Graphentheoretische Darstellung neuronaler Netze. 132
4.2.7 Informationsverarbeitung in neuronalen Netzen. 135
4.3 Modelle des nicht überwachten bzw. selbstorganisierten Lernens. 138
4.4 Zusammenfassung und „Neurogenerator" . 142
4.5 Analyse konkreter Modelle. 144
4.5.1 Lernen digitaler Anzeigen . 144
4.5.2 Auswahl von Vorgehensmodellen durch ein
SEN
. 148
4.5.3 Auswahl von Standorten
fur Offshore-
Windkraftanlagen
durch ein
SEN
. 151
4.5.4 Direktmarketing und
Data-Mining
durch eine
SOM
und ein
SEN
. 153
5 Fuzzy-Mengenlehre und Fuzzy-Logik . 159
5.1 Einführung in die Grundbegriffe : Von der Unscharfe der Realität. 160
5.2 Ein Begriffsexkurs: Wahrscheinlichkeit und Unscharfe. 169
5.3 Variationen der Operatoren und unscharfe Logik. 172
5.4 Unscharfe Relationen. 174
5.5 Experten- und Produktionssysteme sowie Demzzyfizierungen. 177
5.6 Darstellung und Analyse konkreter Modelle . 181
5.6.1 Die Modellierung von Wahlverhalten mit einem Fuzzy-ZA . 182
5.6.2 Ampelsteuerangen durch ein Fuzzy-System. 186
5.6.3 Ein
Fuzzy
Expertensystem zur Simulation von Delphi-Verfahren . 190
6 Hybridisierungen der Basismodelle . 197
6.1 Hybride Systeme und Metaparameter. 198
6.2 Darstellung von Beispielen . 201
6.2.1 Modellierung und Steuerung von Verkehrsaufkommen auf Autobahnen
durch die horizontale Koppelung eines ZA mit einer
SOM
. 201
6.2.2 Die Modellierung kognitiver Ontogenese: Ein horizontal gekoppeltes
hybrides System. 207
7 Resümee und Perspektiven . 217
Literaturverzeichnis . 219
Sachwortverzeichnis. 225
Modellierung komplexer Prozesse durch naturanaloge Verfahren
Dieses Lehrbuch ist eine Einführung in die Techniken des sog. Soft Computing
und verwandter formaler Methoden. Dargestellt werden Zellularautomaten und
Boolesche Netze, Evolutionäre Algorithmen sowie
Simulated Annealing» Fuzzy-
Methoden, Neuronale Netze und schließlich Hybride Systeme, d. h. Koppelungen
verschiedener dieser Techniken. Zu jeder Technik werden Anwendungsbeispiele
gegeben. Auf der Basis der Theorie komplexer dynamischer Systeme werden zu¬
sätzlich theoretische Grundlagen dargestellt und es wird auf die Gemeinsamkeiten
der auf einen ersten Blick sehr heterogenen Techniken hingewiesen. Neu an der
zweiten Auflage sind die Darstellungen eines neuartigen evolutionären Algorith¬
mus und eines neuen selbstorganisiert lernenden neuronalen Netzes, die beide von
uns entwickelt worden sind. Ebenfalls neu sind verschiedene Anwendungsbeispiele
sowie die Einfügung von QR-Codes in den Text, die einen Zugang zu Programm¬
videos ermöglichen.
Der Inhalt
Komplexe dynamische Systeme -
Trajek torién
und
At
traktoren
· Zellularautoma¬
ten und Boolesche Netze · Evolutionäre Algorithmen und
Simulated Annealing
·
Fuzzy-Methoden · Neuronale Netze · Hybride Systeme
Die Zielgruppe
Studierende und Lehrende der Elektrotechnik, Physik, Informatik sowie der Wirt¬
schafts- und Sozialwissenschaften und zusätzlich Praktiker in Wirtschafts- und
Ausbildungsbereichen |
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author | Klüver, Christina Klüver, Jürgen 1941- Schmidt, Jörn |
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spelling | Klüver, Christina Verfasser (DE-588)13356584X aut Modellierung komplexer Prozesse durch naturanaloge Verfahren soft Computing und verwandte Techniken Christina Klüver ; Jürgen Klüver ; Jörn Schmidt 2., erw. und aktualisierte Aufl. Wiesbaden Springer Vieweg 2012 X, 227 S. Ill., graph. Darst., Kt. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Lehrbuch Formale Methode (DE-588)4333722-3 gnd rswk-swf Komplexes System (DE-588)4114261-5 gnd rswk-swf Soft Computing (DE-588)4455833-8 gnd rswk-swf Dynamisches System (DE-588)4013396-5 gnd rswk-swf (DE-588)4123623-3 Lehrbuch gnd-content Komplexes System (DE-588)4114261-5 s Dynamisches System (DE-588)4013396-5 s Soft Computing (DE-588)4455833-8 s Formale Methode (DE-588)4333722-3 s DE-604 Klüver, Jürgen 1941- Verfasser (DE-588)107521202 aut Schmidt, Jörn Verfasser (DE-588)136457363 aut Erscheint auch als Online-Ausgabe 978-3-8348-2510-0 (DE-604)BV040612307 X:MVB text/html http://deposit.dnb.de/cgi-bin/dokserv?id=4123276&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm Inhaltstext Digitalisierung UB Passau - ADAM Catalogue Enrichment application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=025433460&sequence=000003&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis Digitalisierung UB Passau - ADAM Catalogue Enrichment application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=025433460&sequence=000004&line_number=0002&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Klappentext |
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