智能控制理論和方法(第二版)第章人工免疫算法及其在智能控制中的應用教學課件

智能控制理論和方法(第二版)第章人工免疫算法及其在智能控制中的應用1、戰(zhàn)鼓一響，法律無聲?！?、任何法律的根本；不，不成文法本身就是講道理……法律，也----即明示道理?！獝邸た瓶?、法律是最保險的頭盔?！獝邸た瓶?、一個國家如果綱紀不正，其國風一定頹敗?！麅?nèi)加5、法律不能使人人平等，但是在法律面前人人是平等的?！蹇酥悄芸刂评碚摵头椒?第二版)第章人工免疫算法及其在智能控制中的應用智能控制理論和方法(第二版)第章人工免疫算法及其在智能控制中的應用1、戰(zhàn)鼓一響，法律無聲?！?、任何法律的根本；不，不成文法本身就是講道理……法律，也----即明示道理。——愛·科克3、法律是最保險的頭盔?！獝邸た瓶?、一個國家如果綱紀不正，其國風一定頹敗?！麅?nèi)加5、法律不能使人人平等，但是在法律面前人人是平等的?！蹇说?章人工免疫算法及其在智能控制中的應用第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用8.1引言8.2人工免疫系統(tǒng)與基本免疫算法簡介8.3基于生發(fā)中心反應的全局優(yōu)化算法8.4人工免疫網(wǎng)絡算法(aiNet第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用81引言811自然免疫系統(tǒng)的組成自然免疫系統(tǒng)是由分子、細胞、組織和器官組成的一個有機聯(lián)合體。它是一個多層次的防御系統(tǒng),主要有物理屏障層(皮膚、粘膜等)、生理屏障層(淚液、唾液、胃酸和汗液等)、先天免疫和適應性免疫系統(tǒng)。通常,免疫系統(tǒng)主要是由參與適應性免疫響應的器官、組織、細胞和免疫活性介質組成的。免疫系統(tǒng)的組成如表8.1所示筆者下鄉(xiāng)教學的過程中,接觸到很多農(nóng)村中小學的有關教學技術設備、校園網(wǎng)等,其中存在著許多不如人意的地方,如:網(wǎng)絡不暢;多媒體教室不能正常使用;校園網(wǎng)資源不能共享;技術力量薄弱;管理不規(guī)范等,這造成了大量資源閑置、浪費。本地區(qū)農(nóng)村雖然偏遠、落后,但是國家有關的教育技術配套投入是充分到位的。如何避免農(nóng)村學校資源閑置,改善這種不良現(xiàn)狀,有效、充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術的教育功效,是當前農(nóng)村中小學校很值得關注的問題。一、規(guī)范日常管理1、加強技術培訓學習學校配設專職管理人員,本地在職培訓機構,如縣教師進修學校為農(nóng)村中小學校長期提供技術服務與指導,進行技術支持與維護的培訓,加強管理人員自身學習,提高技術水平。在校園網(wǎng)絡建設中,選擇具有綜合技術實力的專業(yè)網(wǎng)絡公司進行建設,建立長期的合作伙伴關系,以獲得長期的技術支持等。2、建立完整的檔案學校的硬件及軟件都要分門別類地進行建檔,有完整地使用日志、維護日志等。建立健全各種規(guī)章制度,如網(wǎng)絡使用規(guī)范、上網(wǎng)規(guī)范、操作管理制度、維修保養(yǎng)制度等。二、硬件的維護1、日常保養(yǎng)。把學校的微機管理制度發(fā)到教師手中,要求每一位教職工認真學習,嚴格遵守規(guī)程,愛護學校微機設備。平時注意計算機教室、多媒體室、學校網(wǎng)絡服務器管理室等適當?shù)臏囟群蜐穸鹊谋３?作好日常衛(wèi)生工作等。2、硬件維護與維修。管理人員必須熟悉計算機原理,定期對計算機硬件進行維護。在日常使用過程中,計算機的硬件會出現(xiàn)各種各樣的故障,如因元器件老化引起機器無法正常工作,因灰塵和環(huán)境因素引起的接觸不良等。三、軟件維護軟件維護是計算機高效運行的保障,軟件維護主要指各種工具軟件、常用應用軟件、操作系統(tǒng)軟件和程序語言軟件等。1、做好系統(tǒng)保護和數(shù)據(jù)備份工作。計算機WindowsXp系統(tǒng)安裝后,電腦系統(tǒng)備份的方法有:1)使用系統(tǒng)自帶系統(tǒng)還原。系統(tǒng)自帶的系統(tǒng)還原操作如下:“開始”/“程序”/“附件”/“系統(tǒng)工具”/“系統(tǒng)還原”,點選“恢復我的計算機到一個較早的時間”,按下一步,你會看到日期頁面有深色的日期,那就是還原點,你選擇后,點擊下一步還原。2)使用第3方備份軟件,如one?key?ghost、還原精靈等等。一鍵GHOST硬盤版V11.5”安裝、備份、恢復備份,一鍵即可十分方便,用一鍵GHOST備份C盤(當然也可以備份其他盤),在出現(xiàn)系統(tǒng)故障而無法恢復時就不用安裝系統(tǒng)了,首先用一鍵GHOST恢復系統(tǒng),這樣你C盤的存儲的文件和下載的程序軟件就不會損失了(備份時的文件和程序軟件,如果后來又加進了新的文件,可以重新備份C盤)。A、系統(tǒng)備份(分區(qū)備份):現(xiàn)以WindowsXP為例,系統(tǒng)備份的方法是:重新啟動計算機――在電腦啟動時快速連續(xù)按F8鍵――點擊返回到操作系統(tǒng)選擇菜單――選擇“我的DOS”――選擇“ghost8.2版手動操作――OK――選Local→Partition→ToImage菜單,彈出硬盤選擇窗口――選擇硬盤此處第一次是顯示的第一個硬盤的信息點擊OK,將出現(xiàn)下一個操作界面――選擇分區(qū),通常選擇第一個就是C盤分區(qū),選定分區(qū)點擊OK,――出現(xiàn)一個操作界面,此處需要是輸入備份文件名字,輸入備份名字后,點擊save鍵――出現(xiàn)一個對話框,此處是提示您選擇壓縮模式上面共有三個選擇:No表示不壓縮,Fast表示適量壓縮,High高壓縮現(xiàn)選Fast,――進入下一個操作界面,此處是提示您選擇是否開始備份點擊Yes,就開始系統(tǒng)備份了。B、系統(tǒng)還原:(分區(qū)備份的還原)如果硬盤中備份的分區(qū)數(shù)據(jù)受到損壞,用一般數(shù)據(jù)修復方法不能修復,以及系統(tǒng)被破壞后不能啟動,都可以用備份的數(shù)據(jù)進行完全的復原而無須重新安裝程序或系統(tǒng)。當然,也可以將備份還原到另一個硬盤上。要恢復備份的分區(qū),就在界面中選擇菜單Local→Partition→FromImage,在彈出窗口中選擇還原的備份文件,再選擇還原的硬盤和分區(qū),點擊Yes按鈕即可。而對于重要的數(shù)據(jù),最好還是多做幾個備份,已防萬一?？梢杂靡苿佑脖P、U盤拷下來,也可以在互連網(wǎng)上申請一個空間,然后將一些重要的文件上傳到互連網(wǎng)上,在使用時可以在從網(wǎng)上下載下來,這是最科學最可靠的備份方法。2、安裝輔助軟件輔助軟件主要是輔助殺毒軟件,它們具有特定的功能,如清除插件,清除垃圾文件,查殺木馬等功能。常用的輔助軟件有360安全衛(wèi)士、金山清理專家、windows清理助手等。windows清理助手操作簡單,綠色的界面十分簡潔,可作為掃尾殺毒用。尤其是360安全衛(wèi)士,其功能較多、實用,此軟件可以說是常用的必備軟件之一。3、計算機病毒的防范。病毒對計算機的危害是相當嚴重的,必須引起高度重視。計算機安裝了輔助殺毒軟件外,還需安裝殺病毒軟件,進行綜合交叉查殺病毒,不定期地對電腦進行殺毒、惡意軟件的處理、漏洞的修復等,常用的防殺病毒軟件有:瑞星、金山毒霸、卡巴斯基和Norton等等。安裝了殺病毒軟件后,要即時對殺毒軟件進行升級,保證殺毒的有效性。另外,要從預防病毒入手,不接受來歷不明的軟件或文件,尤其是在局域網(wǎng)中,防火墻是必不可少的。如電腦常見ARP攻擊,在單機進行光纖數(shù)據(jù)測試時,一切正常。但受此攻擊后,其所在局域內(nèi)計算機網(wǎng)絡網(wǎng)速時快時慢,極其不穩(wěn)定,頻繁性區(qū)域或整體掉線,重啟計算機或網(wǎng)絡設備后恢復正常,QQ賬號的頻繁丟失,IE?瀏覽器頻繁出錯以及一些常用軟件出現(xiàn)故障等問題。在維護中,筆者采取以下措施:1)、點擊"開始"按鈕->選擇"運行"->輸入"arp?-d"->點擊"確定"按鈕,然后重新嘗試上網(wǎng),如果能恢復正常則說明此次掉線可能是受ARP欺騙所致。("arp?-d"命令用于清除并重建本機arp表并不能抵御ARP欺騙,執(zhí)行后仍有可能再次遭受ARP攻擊。2)、打開AntiArpSniffer,檢查右側【管理】欄內(nèi)是否自動獲取了網(wǎng)關地址,如果沒獲取,則手動輸入網(wǎng)關地址,再單擊【枚取MAC】。MAC地址獲取后再單擊【自動保護】即可。3)、運行一段時間后,若彈出提示說“發(fā)現(xiàn)ARP欺騙數(shù)據(jù)包”,則可以在“欺騙數(shù)據(jù)詳細記錄”看到“欺騙機MAC地址”既是中了ARP病毒機器的地址。4)、下載“網(wǎng)絡執(zhí)法官”。在“指定監(jiān)控范圍”中輸入局域網(wǎng)的IP地址段,再單擊“添加/修改”按鈕。添加完成后點下方的【確定】,返回到主界面,就可以看到各個電腦的內(nèi)網(wǎng)IP、用戶名、mac地址。此時只要找到與上面查到的MAC地址對應的內(nèi)網(wǎng)IP就知道是哪臺計算機中了ARP病毒了。5)、下載tsc.rar復制到中ARP病毒的機器上,解壓tsc.rar,然后運行其中的TSC.EXE,掃描完畢后即可清除已知的感染的ARP病毒!6)、每臺電腦都安裝了彩影ARP防火墻單機版或在360安全衛(wèi)士中打開[實時保護]中的“ARP防火墻”。就可以免受ARP等攻擊侵擾?？傊?要搞好計算機維護,如果不能緊跟技術發(fā)展潮流,隨時學習新的網(wǎng)絡知識,最后很可能被淘汰。所以在平時的工作中不斷的學習新的知識,多多實踐,“計算機維護,經(jīng)驗是金”。一、增強農(nóng)村初中生物教學中滲透德育實效性的必要性在中學教育中教書與育人是密不可分的，中學生物課程內(nèi)容涉及較廣，非常適宜滲透德育，但在實際教學工作中發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村初中生物教學滲透德育的實效性較差，與《課程標準》的要求相距甚遠，存在很多弊端。因此，加強生物教學滲透德育的實效性是有必要的，要求教師挖掘和展示教學中的各種道德因素，寓德育于生物教學之中，還要積極關注和引導學生在教學活動中的各種道德表現(xiàn)和道德發(fā)展，從而使教與學的過程成為學生一種高尚的道德生活和豐富的人生體驗，在習得生物學知識和技能的同時，使學生變得越來越有愛心，越來越有素養(yǎng)，越來越有責任感。二、增強農(nóng)村初中生物教學中滲透德育實效性的措施與方法1.利用教材中的德育素材，滲透愛國主義教育蘇科版生物新教材中有很多STS資料介紹我國生物科學的成就，為教學提供了豐富的德育素材，教學中教師要把握好滲透時機，如，在講“遺傳與變異”時，介紹袁隆平對雜交水稻的研究，培育出的高產(chǎn)水稻獲得世界金獎，被稱為“雜交水稻之父”，以增強學生的愛國主義情感，激發(fā)學習熱情。介紹我國豐富的動植物資源和珍貴的動植物種類；介紹我國栽培作物的悠久歷史，講授祖國古代生物科學成就，培養(yǎng)民族自尊心和自豪感，使學生熱愛祖國。2.利用科學家的故事，滲透品格意志教育在教學中可利用多媒體教學讓學生更多地了解科學探索歷程，如，微生物學之父巴斯德實驗設計的嚴謹和巧妙；又如，孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳的兩大基本定律經(jīng)歷八年之久，最后在其他科學家的實驗里進一步認證后才被接受；再如，達爾文關于物種起源的研究遭到一片反對，但毅然堅持自己的研究。讓學生認識到頑強的意志品質和良好的心理素質是獲得成功的重要前提，來激勵學生磨煉自己的意志品質，培養(yǎng)良好的心理素質。3.利用生物學知識，滲透身心健康教育在生物學知識的教學中滲透身心健康教育，會使學生感覺到一些社會行為規(guī)范是有深厚的科學理論支持的，遵守行為規(guī)范是有利于自己身心健康發(fā)展的。如，從呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等的生理衛(wèi)生說明吸煙、酗酒的危害；從循環(huán)系統(tǒng)、運動系統(tǒng)的角度介紹適當體育運動和體力勞動對人體健康的好處；青春期的發(fā)育時生理和心理發(fā)生的變化是正常的，要正確認識性知識是一種科學知識，要努力學習，提高對各種有害影響，積極參加文體活動，健康度過青春年華。4.重視人文關懷，滲透愛的教育一切教育的起點都源于愛，它使教師和學生在教學中愉快互動，能收到良好的育人效果。教師在教學中應始終用真誠的愛心去關注愛護學生，深入學生的內(nèi)心世界，使學生樂于接受新知，只有這樣，學生才會在潛移默化中得到發(fā)展，形成獨立健康的人格，成為有愛心的社會公民。5.利用實踐活動，滲透環(huán)保教育要將環(huán)保教育滲透到生物教學中，僅靠教學是遠遠不夠的，還應開展豐富多彩的課外實踐活動。可以鼓勵學生參與實際環(huán)境問題的調(diào)查、分析，選擇貼近現(xiàn)實生活的內(nèi)容進行調(diào)查研究，既豐富了學生的感性認識，又能引導學生運用所學的知識開展研究，學會保護環(huán)境的途徑和方法，激發(fā)學生的使命感，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。如，組織學生考察學校周邊的山林、指導學生識別各種植物、了解植物的生長環(huán)境、觀察其生長狀況等。也可以成立環(huán)保興趣小組，指導小組成員學習環(huán)保知識和技能，利用校園空地開展綠化實踐活動，檢測校園內(nèi)植物的生長發(fā)育情況，更能拓展知識面，加深對課內(nèi)知識的理解，樹立環(huán)保的使命感。還可以開設環(huán)境保護的專題講座，進一步強化學生的環(huán)保意識，如，講“節(jié)約用水”時，介紹我國水資源狀況，結合本地區(qū)面臨的水資源減少及污染問題，增強節(jié)水意識、環(huán)保意識，并付諸行動。介紹生活中的節(jié)水小竅門，大家共同參與節(jié)水活動。還可以介紹白色污染的由來和危害，讓學生認識到環(huán)保就在我們身邊，認識到污染的危害，自覺加入到環(huán)保隊伍中。第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用8.1引言8.2人工免疫系統(tǒng)與基本免疫算法簡介8.3基于生發(fā)中心反應的全局優(yōu)化算法8.4人工免疫網(wǎng)絡算法(aiNet第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用81引言811自然免疫系統(tǒng)的組成自然免疫系統(tǒng)是由分子、細胞、組織和器官組成的一個有機聯(lián)合體。它是一個多層次的防御系統(tǒng),主要有物理屏障層(皮膚、粘膜等)、生理屏障層(淚液、唾液、胃酸和汗液等)、先天免疫和適應性免疫系統(tǒng)。通常,免疫系統(tǒng)主要是由參與適應性免疫響應的器官、組織、細胞和免疫活性介質組成的。免疫系統(tǒng)的組成如表8.1所示第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用表8.1免疫系統(tǒng)的組成組成類別備注免疫細胞免疫細胞淋巴細胞(B細胞、T細胞、自然殺傷細胞)、單核吞噬細胞、巨噬紺胞等T細胞受體(TCR)、B細胞受體(BCR)、MHC分子膜型分子免疫分子其他分子分泌型分子抗體分子、補體分子、細胞因子中樞免疫器官骨髓、胸腺免疫器官外圍免疫器官脾臟、淋巴結、粘膜免疫系統(tǒng)、皮膚免疫系統(tǒng)第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用8.12自然免疫系統(tǒng)的機理先天免疫系統(tǒng)為人類提供了第一道能抵抗和消滅入侵病原體的防衛(wèi)。它主要包括皮膚、粘膜和屏障結構的屏障作用(外部的)以及某些具有殺菌和吞噬作用的兔疫細胞(如粒細胞、單核巨噬細胞)等在人類的生存環(huán)境中,某些病原體能突破人的先天免疫系統(tǒng)防線在人體內(nèi)生長繁殖,引起感染,此時機體會經(jīng)歷同某一種病原體(抗原)斗爭(識別與殺滅)的過程。這一過程稱為適應性免疫。參與適應性免疫的細胞有多種,主要有免疫細胞(T細胞、B細胞等)及它們相互作用后產(chǎn)生的特異性免疫效應物質(又稱為淋巴免疫球蛋白)?？贵w的一種主要形式是依附于B細胞表面的膜結合形態(tài)?？贵w與細胞膜結合后形成的復合體也稱B細胞受體(見圖8.1)?？贵w是Y形狀的一種感受器分子,生在B細胞的表面,其主要作用是通過互補配合,識別抗原,并與抗原粘合。抗原被抗體所識別的部位叫表位,又稱抗原決定簇。一個抗原可以與多個抗體相粘合(見圖8.2)?？乖涂贵w之間的匹配程度稱為它們之間的親和度。第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用B細胞受體或者抗體B細胞圖8.1B細胞受體或者抗體的結構第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用B細胞受體(Ab)表位抗原圖82一個抗原和多個抗體粘合第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用在適應性免疫系統(tǒng)中,抗原一旦進入機體,抗原分子中的抗原表位就被T和B細胞識別,從而誘導產(chǎn)生免疫細胞活化適應性地識別特異抗原、分化和響應過程。此一系列過程被稱為免疫響應。過程中生產(chǎn)的免疫細胞具有記憶特性,當下次再遇同一特異抗原時能產(chǎn)生更快的響應。免疫的響應過程如圖8.3所示。第8章人工免疫算法及其在智能控制中的應用①初次響應②第二次響應③交叉反應響應抗體濃后遲后對Ag響應度遲對Ag1+Ag2響應對Ag響應對Ag2響應抗原Ag抗原圖83免疫響應多階段過程圖示第8章人工免疫