酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、膜計(jì)算作為自然計(jì)算領(lǐng)域一個(gè)熱門(mén)研究方向，受到廣泛關(guān)注。其計(jì)算模型是從生命細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能，組織與器官的協(xié)作中抽象出來(lái)的。膜計(jì)算模型又被稱(chēng)之為膜系統(tǒng)或P系統(tǒng)，擁有分布式和極大并行性等特點(diǎn)。數(shù)值膜系統(tǒng)作為膜計(jì)算的一個(gè)研究分支，其計(jì)算模型受經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象啟發(fā)，由膜計(jì)算創(chuàng)始人Pǎun最先提出。不同于非數(shù)值膜系統(tǒng)中使用字符串類(lèi)型變量的特點(diǎn)，數(shù)值膜系統(tǒng)中使用實(shí)數(shù)類(lèi)型變量，進(jìn)而極大地方便了工程應(yīng)用。酶數(shù)值膜系統(tǒng)作為一種特殊的數(shù)值膜系統(tǒng)，繼承了數(shù)值膜系統(tǒng)的優(yōu)

2、點(diǎn)，同時(shí)對(duì)數(shù)值膜系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。兩種膜系統(tǒng)的最大區(qū)別在于數(shù)值膜系統(tǒng)每層膜中只有一條不可控制的規(guī)則而酶數(shù)值膜系統(tǒng)每層膜中擁有多條可控制規(guī)則，通過(guò)增加規(guī)則數(shù)來(lái)達(dá)到增加膜層數(shù)的效果。相比于數(shù)值膜系統(tǒng)，酶數(shù)值膜系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在簡(jiǎn)化膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)算效率等方面。
　　在膜計(jì)算發(fā)展過(guò)程中，軟件實(shí)現(xiàn)是其中一個(gè)重要的研究方向，即使用普通計(jì)算機(jī)仿真膜計(jì)算過(guò)程。目前在模型的具體應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)中，多是通過(guò)手工推導(dǎo)方式驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的膜系統(tǒng)。然而手工推導(dǎo)過(guò)程不

3、但繁瑣，且容易出錯(cuò)。隨著膜結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜，僅僅依靠手工推導(dǎo)驗(yàn)證膜系統(tǒng)正確性幾乎是不可能的。因此，軟件實(shí)現(xiàn)膜系統(tǒng)值演化過(guò)程代替手工推導(dǎo)過(guò)程無(wú)疑將成為一種趨勢(shì)。然而現(xiàn)如今還沒(méi)有仿真酶數(shù)值膜系統(tǒng)計(jì)算過(guò)程的仿真器，因此設(shè)計(jì)一款酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器是非常有意義的。
　　本論文的主要工作及所取得的成果概括如下:
　　1、結(jié)合Eclipse平臺(tái)，明確酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器系統(tǒng)需求并設(shè)計(jì)總體方案;使用模塊化編程思想，確定酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器功能

4、模塊并通過(guò)概要設(shè)計(jì)對(duì)各模塊給出設(shè)計(jì)要求。
　　2、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器，通過(guò)對(duì)解析模塊詳細(xì)劃分，編寫(xiě)Java類(lèi)詳細(xì)設(shè)計(jì)子模塊方法，在界面模塊和計(jì)算模塊中反復(fù)調(diào)用子模塊中各類(lèi)方法設(shè)計(jì)酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器的界面與值演化過(guò)程，并通過(guò)測(cè)試表明設(shè)計(jì)方案的可行性與有效性。
　　3、對(duì)酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，將該仿真器應(yīng)用于機(jī)器人小車(chē)行為控制。通過(guò)構(gòu)建酶數(shù)值膜控制器中膜結(jié)構(gòu)，用膜計(jì)算過(guò)程代表機(jī)器人小車(chē)左右輪速度變化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)