基于膜計(jì)算的黑洞聚類算法研究.pdf

1、大自然總是能夠給人們帶來(lái)無(wú)窮的靈感和豐富的想象空間，當(dāng)問題的解決遇到各種阻礙時(shí)，借助自然規(guī)律很有可能就會(huì)獲得意想不到的效果。在過去的幾十年里，受大自然的啟發(fā)，多種啟發(fā)式算法應(yīng)運(yùn)而生。遺傳算法、模擬退火算法、粒子群算法等等這些智能優(yōu)化算法都是根據(jù)自然界中的各種生物、物理現(xiàn)象抽象出來(lái)的計(jì)算模型。本文中即將提到的黑洞聚類算法（BH）也是從宇宙中的物理黑洞現(xiàn)象中得到啟發(fā)，并于2013年由Abdolreza Hatamlou根據(jù)物理黑洞中星體塌陷

2、、粒子逃逸等現(xiàn)象抽象出來(lái)的一種新型計(jì)算模型。該模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，且就算法本身而言也達(dá)到了較好的聚類效果，為人們?cè)诰垲悊栴}上的分析指明了一個(gè)新的方向。
　　膜計(jì)算，作為自然計(jì)算的一個(gè)新分支，是從細(xì)胞以及由細(xì)胞組成的組織或結(jié)構(gòu)中抽象出來(lái)的一種計(jì)算模型。由于該模型的分布并行式計(jì)算特點(diǎn)，自它被提出以來(lái)就受到了國(guó)內(nèi)外的眾多關(guān)注。實(shí)驗(yàn)證明，膜計(jì)算可以在線性時(shí)間內(nèi)有效的解決 SAT問題并且在計(jì)算能力上有超越圖靈機(jī)局限性的可能。
　　

3、結(jié)合以上兩種算法，本文提出了一種基于膜計(jì)算的黑洞聚類算法（BH-MC）。該算法結(jié)合膜計(jì)算的分布式并行計(jì)算特點(diǎn)，將黑洞聚類算法機(jī)制（選擇、移動(dòng)、吸收）融入到了膜計(jì)算的計(jì)算框架下，并利用細(xì)胞型 P系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了對(duì)象之間的信息共享，達(dá)到了提升算法收斂速度的目的。為了驗(yàn)證算法性能，本文在三個(gè)數(shù)據(jù)集上分別對(duì)BH-MC算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并將算法的聚類效果和一些經(jīng)典算法（K-means、PSO）進(jìn)行了比較，同時(shí)，相較BH算法而言，為了突出BH-M