mit 计算机科学及编程导论(17,18,19)

计算机模拟与问题解决
本文介绍了一种使用计算机解决复杂问题的方法,包括从非正式的问题描述到形式化问题陈述的过程,发明计算模型,理解并展示数据,以及评估答案质量。通过随机行走模拟的例子,展示了如何逐步增加模块的复杂性,并通过适当的数据抽象来简化程序设计。

words:

mental , gyration ,  technique , curriculum , bizarre ,  preamble , rigorous ,  mimic ,  merely , stochastic , incorporate , skip , posit , democracy ,  resemble , simulate ,  laser , external ,  abbreviation ,  convention ,  dimension , pigeon , scatter ,  embody ,  solitary ,  solitary , bump ,  intrinsic , trajectory , trial , invoke , blaze , distinction , quote , enclose , lurk ,  rack ,  recollection ,  amiss , catastrophic ,  stall ,  inaudible ,  divisor ,  inadvertently ,  curve , axis , intuitive ,  suspicious , molecule , trace , density ,  kinetics ,  protein , strand , sublime ,  tuck ,  inevitable , superimpose ,  inflection ,  deceptive ,  miscellaneous , obscure ,  wizardry ,  glance , matrix , coerce , histogram , variant , bias , distribute ,  photosensitive , speculate , pare , isolate , compact ,  identical , casino , provoke ,  aggressive ,  scatter ,  chute ,  ladder , zip , mechanism ,  confess , crunch ,  plug , radiate ,  wormhole , teleport ,  wiggle , jagged ,  alley ,  detonation ,  sphere ,  sample ,  scenario , hit


notes:

principles to use computer to solve hard problems:

1.  moving from an informal problem description to a formal problem statement

2.  invent computational models

3.  make sense of data , learn how to present data to analyze results(use graphs or something visual)

4.  evaluate quality of answers


random walk example(simulation) : 

1. start simple module and add complexity gradually

2.  appropriate data abstraction: learn how to design the program by class to minimize the amount of code and be easy to modify

a.  isolate decisions in small part in your program 

b.  polymorphism

c.  natural kind of changes can be localized in natural structured program


simulation:

1.  generate a sample of representative scenarios and exhaustive enumeration is impossible

2.  experimental device

3.  descriptive not prescriptive , 

内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的设计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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