Файл: Растригин Л.А. Автоматная теория случайного поиска.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.06.2024

Просмотров: 202

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ПОИСК БЕЗ САМООБУЧЕНИЯ

 

 

99

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, автомат рабочих шагов A( P> пред­

 

ставляет

собой

а в т о м а т

 

с о г р а н и ч е н и я м и

 

н а

 

в х о д е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 1.8.2 показаны графы переходов из

одного со­

 

стояния в другое для автомата пробных шагов Л ( П ) и для

 

автомата

 

рабочих

 

шагов

Л<Р>

при

 

с = 0;

с = 1 ;

Cj

 

=

 

= (ci<J>,..., cn{i))

Из

 

этого

рисунка

получаем следую­

 

щие матрицы переходных

вероятностей:

 

 

 

 

 

 

1) для

 

автомата

 

пробных

 

шагов

(переходные

мат­

 

рицы штрафа и нештрафа

совпадают)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1 0

0 ••• 0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л ,

л

,

,

О 0

1

0 ••• 0

0

I .

 

 

 

/ f

.

 

. ч

 

Л,(п)=Л0

(п ) = :

 

_

0

0

0

л

 

\ \ п + 1

 

(1.8.4)

 

'

 

 

 

i 0

••• 0

1

' '

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

1

о

о

о ••• о

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) для автомата

рабочих шагов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

0 ••• 0

0 ••• 0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0 ••• 0

0 -

0

1

 

 

 

 

 

(1.8.5)

 

Л ; ( р > =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тп+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m+l —j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

о-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с-0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П+1

с-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(р)

 

 

 

 

Рис.

1.8.2. Графы

переходов

автомата

пробных

тагов

 

 

 

 

(а)

и автомата рабочих

шагов

(б).

 

 

 

 

 

 

 

 

7*


ГЛАВА I

100

Здесь индекс у обозначает состояние рабочего авто­ мата, на которое он переходит из фиктивного состояния. При этом у совпадает с номером вектора штрафа Cj =

= ( с 1 0 ) , . . . , с „ « ) ) .

Объединяя автомат пробных и автомат рабочих ша­

гов, получаем

автомат, количество

состояний которого

равно п + т и переходные матрицы

имеют вид

0 • • 0 0 • • 1 0 0 • • 0

 

0 • • 0 0 • • 1

0

0 • • 0

 

0 • • 0

0 • • 1

0

0 • • 0

(1.8.6)

0 • • 0 0 • • 0 1 0 • • 0

 

0 • • 0

0 • • 0

0

0 • • 1

 

0 • • 1

0 • • 0 0 0 • • 0

 

j

п

т

 

Среда задается

вероятностями появления векторов

C j = ( c i ^ , . . . , c„(i>),

т. е. вероятностями qj выбора у'-го

рабочего шага после окончания пробных шагов. Вектор

вероятностей

Q = (q\,...,

q2n),

согласно

нумерации век­

торов ДХ<э"> (1.8.1) и переходных матриц

(1.8.3), опреде­

ляется формулой

 

 

 

п

 

 

 

 

Q = Q0)JJ

[SNA, (N) +

(1 - sN)

Л 0 (N) ].

(1.8.7)

Л'=1

 

 

 

 

Здесь Q< 0 ) — 2п -мерный начальный вектор состояний автомата «памяти» (1.8.3); Q ( 0 , = (1, 0,...

. . . . 0);

s,v вероятность штрафа iV-ro пробного шага;

sN=Bep

( A Q V ^ 0 ) = у [ 1 + Ф ( ^ ) ] '

( 1 ' 8 - 8 )

где <xN (N=\,...,n) — направляющие косинусы гради­ ента функции Q(X).



ПОИСК БЕЗ САМООБУЧЕНИЯ

10!

Функционирование объединенного автомата в случай­ ной среде (1.8.8) описывается цепью Маркова со следу­ ющей циклической переходной матрицей:

0

••• 0

1 0

0

••• 0 ;

 

О

••• 0

1 0

0 ••• 0

S т

 

 

 

 

 

0

••• 0

1 0

0

••• 0

 

А о = Л , = || 0

••• 0

0 1

0 ••• 0 j

(1.8.9)

О ••• 0

0 0 0

••• 1

 

<7i ••• qm

0 0

0 ••• О

 

Предельные вероятности этой цепи находятся как ре­ шение системы алгебраических уравнений

Pi = qiPm+n ( t = l , • • • ,m);

Pm+l

 

 

 

(1.8.10)

i=l

 

 

 

 

Pm+2~Pm+l', • • • ' Pm+n

=

Pm+n-1-

Решением этой системы

является

Яг

(t = l

, .

. . ,

m);

1 + tt

 

 

 

Xl.8.11)

 

 

 

 

l + n

(i = m+\,...,

m + n).

 

 

 

 

Тогда

средний вектор рабочего шага в пространстве {X}

равен

 

 

 

 

 

М[АХ] =

^ р

г А Х

^ =

{ [ ( < 7 H W 2 - ? I ) + .

 

 

i =

l

 

 

 

+

( 0 2 + 7 П / 2

- 9 2 ) +

••• + { q m - q m l 2 ) \ 1+n '


ГЛАВА I

102

 

 

[{o\+mh—qi)+

••• + (

M W

2 - W 2 ) -

•••

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

{QrnU+l+mh QmU+l)

~~

(am

(]mh)h ' l + n '

 

 

• • • . [ (4\+m/2

- <7l) -

(?2+m/2 ~

<7г) +

(Яз+т/2

~ Яз) ~

 

 

-

(<74+m/2-94) + ••• -

(qn~qml2)\~^

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.8.12)

Среднее

изменение

показателя

качества

равно

A f [ A Q ] = - - j 4 — [(<7i+m/2-<7i)

(0С1 + 0С2+

••• + « „ ) +

 

 

 

1 + n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

(^2+m/2 Яг) ( a i + a 3

+

••• +an-i

a n ) +

 

 

+

( 9 3 W 2 — <7з) («i +

 

+an-2 — a n - i + a n ) +

 

 

+

(<74+m/2 — 94) (0Ci+

••• +<Xn-2 —OCn-1 — a n ) + - "

 

 

••• + (qm-i — qmi2-i) ( a i

 

a n - i + a n ) +

 

 

+

[q-m-qmh)

(ai

 

a „ _ i - a„)].

 

(1.8.13)

Для

двумерного

случая

(n = 2)

из формул

(1.8.11) и

(1.8.7)

имеем:

 

 

 

 

 

 

 

Pi=

J-

( l - s i ) ( 1 - « 2 ) ; Рг= ^ - ( 1 - S i ) s 2

;

 

Рз=

J-S1S2; р 4 = — s i ( l - s 2 ) ;

 

 

 

 

Р 5 = у ;

Р е = у ;

 

 

 

 

 

 

(1.8.14)

Р с Р =

y [ s ' i ( l - s ( )

(l - Sa)+s'a(l - Si)s2 +

 

 

 

+

s/ 3 Si52 + s V i ( l - s 2 ) ] ;

 

 

 

(1.8.15)