Transcript علی مساح استاد راهنما : دکتر میرزایی دانشگاه صنعتی اصفهان دانشکده مهندس ی برق و کامپیوتر زمستان 90 1 فهرست مطالب  مقدمه  مروري بر پديده استعمار

‫علی مساح‬
‫استاد راهنما ‪ :‬دکتر میرزایی‬
‫دانشگاه صنعتی اصفهان‬
‫دانشکده مهندس ی برق و کامپیوتر‬
‫زمستان ‪90‬‬
‫‪1‬‬
‫فهرست مطالب‬
‫‪ ‬مقدمه‬
‫‪ ‬مروري بر پديده استعمار‬
‫‪ ‬مثالهایی تاریخی از پدیده استعمار‬
‫‪ ‬مفاهیم اولیه الگوریتم رقابت استعماری‬
‫‪ ‬شمای کلی الگوریتم رقابت استعماری‬
‫‪ ‬مراحل مختلف الگوریتم رقابت استعماری‬
‫‪ ‬مثال‬
‫‪ ‬کاربرد‬
‫‪2‬‬
‫مقدمه‬
‫‪ ‬الگوريتم هاي بهينهسازي الهام گرفته از طبيعت موفق بودهاند‪.‬‬
‫‪ ICA ‬يک استراتژي جديد بر مبناي تکامل اجتماعي سياس ي انسان است‪.‬‬
‫‪ ‬بطور دقيق منبع الهام اين الگوريتم مدلسازی ریاض ی فرايند اجتماعي –‬
‫سياس ي ‪ -‬تاریخی پديده استعمار است‪.‬‬
‫‪ ‬اسماعیل آتش پز گرگری – دکتر کارو لوکس ‪1387 -‬‬
‫‪3‬‬
‫مروري بر پديده استعمار‬
‫‪ ‬استعمار‪ :‬سياست توسعه قدرت و نفوذ يک کشور در حوزه خارج از قلمرو آن‬
‫‪ ‬مستقیم‪ :‬حضور فیزیکی ‪ -‬قانونگذاري مستقيم – تعیین حاکم‬
‫‪ ‬غیر مستقیم (استعمار نو)‪ :‬کنترل کاالها و مواد خام و بازار‬
‫‪ ‬هدف‬
‫‪ ‬استفاده از منابع زميني‪ ،‬انساني و سياس ي‬
‫‪ ‬جلوگیري از نفوذ کشور استعمارگر رقيب‬
‫‪ ‬نتیجه‬
‫‪ ‬رشد و توسعه کشورهاي استعمارگر از لحاظ سياس ي‪ ،‬نظامي و اقتصادي‬
‫‪ ‬پیشرفت اجباری مستعمره در زمينههاي اقتصادي‪ ،‬اجتماعي‪ ،‬فرهنگی و انساني‬
‫‪4‬‬
‫مثالهایی تاریخی از پدیده استعمار‬
‫‪ ‬هند‬
‫‪ ‬طعمه امپرياليستهاي رقيب‪ ،‬بريتانيا و فرانسه‬
‫ً‬
‫‪ ‬بخشهايي از هند مستقيما تحت حاکميت بريتانيا بود و بر بخشهاي ديگر‪ ،‬شاهزادگان‬
‫هند با نظارت بريتانيا‪ ،‬حکومت ميکردند‬
‫‪‬‬
‫تاسيس مدارس انگليس يزبان و احداث جاده‪ ،‬راه آهن و خط تلگراف‬
‫‪‬‬
‫اصالح رسوم اجتماعي که در مقايسه با معيارهاي غربي نادرست تلقي ميشدند‬
‫‪ ‬مالزي‬
‫‪ ‬حاکميت بريتانيا بر مالزي‪ ،‬غیر مستقيم‪ ،‬و از طريق حکام بومي موسوم به سلطان‬
‫‪‬‬
‫‪5‬‬
‫الغاي بردهداري‪ ،‬احداث راهها‪ ،‬خطوط آهن‪ ،‬مدارس و برقراري نظام جديد بهداشتي‬
‫مثالهایی تاریخی از پدیده استعمار(ادامه)‬
‫‪ ‬ويتنام‬
‫‪ ‬فرانسه سياست دو محوري "جذب" و "همراهي" را تعقيب ميکرد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫جذب‪ :‬ايجاد فرانسه جديد از طريق تأسيس مدارس و توسعه زبان و رسوم فرانسوي‬
‫‪‬‬
‫همراهی‪ :‬مقامات فرانسوي مقيم‪ ،‬از نزديک دستگاه اداري را سرپرستي ميکردند‪.‬‬
‫‪ ‬احداث جاده و خطوط آهن و تسهيالت آموزش ي و بهداشت عمومي مدرن‬
‫‪ ‬اندونزي‬
‫‪ ‬سياست پدر ساالرانه هلنديها‪ :‬تعهد اخالقي در قبال مردم بومي و بهبود وضعيت رفاهي‬
‫آنها مثل تاسيس مدارس ابتدايي دولتي و حمايت از مردم عادي‬
‫‪ ‬هلند بر خالف فرانسه و بریتانیا‪ ،‬فرهنگ غربي را به مردم بومي تحمیل نکرد‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫مفاهیم اولیه الگوریتم رقابت استعماری‬
‫‪ ‬کشور‪ :‬جوابهای ممکن مساله‬
‫] ‪country  [ p1 , p2 , p3 ,..., pNvar‬‬
‫‪ ‬استعمارگر ‪Imperialist‬‬
‫‪ ‬مستعمره ‪Colony‬‬
‫‪ ‬قدرت هر کشور‪:‬‬
‫) ‪cost  f (country)  f ( p1 , p2 , p3 ,..., pNvar‬‬
‫‪ ‬امپراطوری‪ :‬هر استعمارگر با مستعمراتش‬
‫‪ ‬قدرت امپراتوری‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪0< ξ <1‬‬
‫‪Cost((imperialist‬‬
‫‪imperialistn )   mean‬‬
‫})})‬
‫‪TT.C.C.n.nCost‬‬
‫‪mean{{Cost‬‬
‫‪Cost(colonies‬‬
‫‪(coloniesofofempire‬‬
‫‪empire‬‬
‫‪n n‬‬
‫‪ ‬سیاست جذب‪ :‬امپراطوری تالش می کند مستعمراتش را به سمت خود بکشد‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫شمای کلی الگوریتم رقابت استعماری‬
‫‪8‬‬
‫تشکيل امپراطوري هاي اوليه‬
‫‪ ‬ایجاد ‪ Ncountry‬کشور به صورت آرایه ای تصادفی با ابعاد ‪1×Nvar‬‬
‫مذهب‬
‫‪…..‬‬
‫زبان‬
‫سياست اقتصادي‬
‫فرهنگ‬
‫] ‪country  [ p1 , p2 , p3 ,..., pNvar‬‬
‫‪ ‬به دنبال بهترين کشور هستيم يعني بهترين دسته پارامترهاي مسئله‬
‫) ‪cost  f (country)  f ( p1 , p2 , p3 ,..., pNvar‬‬
‫‪ ‬تعداد ‪ NImp‬از بهترین کشورها استعمارگر و ‪ NCol‬کشور باقیمانده مستعمره‬
‫هستند‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫تشکيل امپراطوري هاي اوليه (ادامه)‬
‫‪ ‬متناسب با قدرت هر استعمارگر تعداد مستعمرات آن تعیین می شود‪.‬‬
‫‪ ‬هزینه نرمالیزه هر استعمارگر‪:‬‬
‫‪ ‬قدرت نسبي نرمالیزهي هر استعمارگر‪:‬‬
‫‪Cn = max{ci}-cn‬‬
‫‪Cn‬‬
‫‪Nimp‬‬
‫‪C‬‬
‫‪i‬‬
‫‪ ‬تعداد اولیه مستعمرات هر استعمارگر‬
‫‪10‬‬
‫‪pn ‬‬
‫‪i 1‬‬
‫} ‪N .C.n  round{ pn . Ncol‬‬
‫تشکيل امپراطوري هاي اوليه (شکل)‬
‫‪11‬‬
‫سیاست جذب‬
‫• استعمارگران تالش می کردند مستعمرات را به سمت خود بکشانند‪.‬‬
‫) ‪x ~ U (0 ,   d‬‬
‫‪ 1‬‬
‫‪12‬‬
‫سیاست جذب (ادامه)‬
‫‪ ‬سیاست جذب همواره با انحرافاتی همراه بوده‪.‬‬
‫‪π‬‬
‫‪π‬‬
‫<‪<θ‬‬
‫‪4‬‬
‫‪4‬‬
‫‪13‬‬
‫‪−‬‬
‫انقالب‬
‫‪ ‬تغییرات ناگهانی و تصادفی در موقعیت یک کشور‬
‫‪14‬‬
‫تعويض مستعمره و استعمارگر‬
‫‪ ‬در طول تاريخ بسياري از امپراطوريها سقوط کرده و امپراطوريهاي ديگري‬
‫جايگزين آنها شده اند‪.‬‬
‫‪ ‬اگر کشوری در نتیجه سیاست جذب و یا انقالب در وضعیتی بهتر از استعمارگر خود‬
‫قرار گیرد جای آن را می گیرد‪.‬‬
‫‪Imperialist‬‬
‫‪Best‬‬
‫‪Colony‬‬
‫‪Colony‬‬
‫‪15‬‬
‫‪Imperialist‬‬
‫رقابت استعماري‬
‫‪ ‬امپراطوري ها براي تصاحب مستعمرات همديگر‪ ،‬در حال رقابت بودند‪.‬‬
‫‪ ‬يکي يا چند تا از ضعيفترين مستعمرات ضعيفترين امپراطوري را برداشته و‬
‫براي تصاحب آنها رقابتي ميان امپراطوريها ايجاد ميکنيم‪.‬‬
‫‪ ‬امپراطوری های قویتر قدرت تصاحب بیشتری دارند‪.‬‬
‫‪ ‬اگر یک امپراطوری نتواند قدرت خود را افزایش دهد و در جریان رقابت با‬
‫سایر امپراطوری ها مستعمرات خود را از دست بدهد‪ ،‬حذف خواهد شد‪.‬‬
‫‪16‬‬
)‫رقابت استعماري (ادامه‬
Weakest Colony in
Weakest Empire
Empire 1
The Weakest
Empire
Imperialist 1
PN
P2
Empire 2
P3
Imperialist 2
.
. .
.
.
Empire N
Empire 3
Imperialist N
Imperialist 3
. .
.
.
17
‫رقابت استعماري (ادامه)‬
‫‪.1‬‬
‫از روي هزينه کل امپراطوري‪ ،‬هزينه کل نرمالیزه شده آن (قدرت کل هر امپراطوری)‬
‫را حساب ميکنيم‪.‬‬
‫𝑛𝐶𝑇 ‪𝑁𝑇. 𝐶𝑛 = max 𝑇𝐶𝑖 −‬‬
‫𝑖‬
‫‪ .2‬احتمال (قدرت) تصاحب مستعمره مورد رقابت‪ ،‬توسط هر امپراطوري‪ ،‬محاسبه‬
‫ميشود‪.‬‬
‫‪N .T .C .n‬‬
‫‪N imp‬‬
‫‪ N .T .C.‬‬
‫‪pp ‬‬
‫‪n‬‬
‫‪i‬‬
‫‪i 1‬‬
‫‪ .3‬با استفاده از چرخ رولت یا مکانیزم پیشنهادی مستعمره مورد رقابت را با احتمال‬
‫متناسب با قدرت امپراطوريها در اختيار يکي از آنها قرار می دهیم‪.‬‬
‫‪18‬‬
‫مکانیزم پیشنهادی برای تصاحب مستعمره‬
‫‪ .1‬بردار ‪ P‬را از روي مقادير احتمال تصاحب امپراطوريها تشکيل ميدهيم‪.‬‬
‫‪P   p p , p p , p p ,..., p p ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ .2‬بردار ‪ ، R‬همسايز با ‪ P‬را با آرایه هایی از اعدادي تصادفي با توزيع يکنواخت در‬
‫بازه ]‪ [0,1‬را تشکيل ميدهيم‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪N imp‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪R   r1 , r2 , r3 , ..., rN ‬‬
‫‪imp‬‬
‫‪ .3‬سپس بردار ‪ D‬را به صورت زير تشکيل ميدهيم‪.‬‬
‫‪ rN ‬‬
‫‪‬‬
‫‪imp‬‬
‫‪N imp‬‬
‫‪D = P - R   D1 , D2 , D3 , ..., DN  =  p p  r1 , p p  r2 , p p  r3 ,... , p p‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪imp‬‬
‫‪ .4‬مستعمره را به امپراطوري ميدهيم که انديس آن در بردار ‪ D‬بزرگتر باشد‪.‬‬
‫‪19‬‬
‫سقوط امپراطوريهاي ضعيف‬
.‫ امپراطوری که تمام مستعمرات خود را از دست بدهد حذف خواهد شد‬
Empire N
Empire 6
Imperialist 6
Empire 5
Imperialist N
Empire 1
Empire 2
Imperialist 1
Imperialist 5
Imperialist 2
Empire with
no colonies
Empire 3
Empire 4
Imperialist 4
Imperialist 3
20
‫شمای کلی الگوریتم رقابت استعماری‬
‫‪21‬‬
‫روند کلی الگوریتم رقابت استعماری‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.7‬‬
‫‪.8‬‬
‫‪22‬‬
‫انتخاب چند نقطه تصادفی و تشکیل امپراطوريهای اولیه‬
‫حرکت دادن مستعمرات به سمت امپراطوری ها (سیاست جذب)‬
‫اعمال عملگر انقالب با احتمالی کم‬
‫جابجایی مستعمرات قویتر از استعمارگر با استعمارگر‬
‫محاسبه هزينهي کل هر امپراطوري‬
‫انتخاب يک (یا چند) مستعمره از ضعيفترين امپراطوري و انتساب آن به‬
‫امپراطورياي که بيشترين احتمال تصاحب را دارد‬
‫حذف امپراطوريهاي ضعيف‬
‫اگر تنها يک امپراطوري باقي مانده باشد‪ ،‬توقف کن وگرنه به ‪ 2‬برو‪.‬‬
f  x .sin(4 x )  1.1 y .sin(2 y )
0  x, y  10
‫مثال‬
minimum : f (0.9039, 0.8668)   18.5547
23
‫مثال (ادامه)‬
‫‪80 ‬کشور شامل ‪ 8‬استعمارگر و ‪ 72‬مستعمره امپراطوری های اولیه را می سازند‪.‬‬
‫‪24‬‬
‫مثال (ادامه)‬
‫‪ ‬در نسل دهم چهار امپراطوری سقوط کرده اند‬
‫‪25‬‬
‫مثال (ادامه)‬
‫‪ ‬در نسل ‪ ،30‬تنها ‪ 2‬امپراطوري زندهاند و بقيهي آنها سقوط کردهاند‪.‬‬
‫‪26‬‬
‫مثال (ادامه)‬
‫‪ ‬در نسل ‪ ،33‬همهي امپراطوريها به جز يکي‪ ،‬سقوط کرده اند و الگوریتم همگرا شده‬
‫‪27‬‬
‫کاربرد‬
‫‪ ‬طراحي يک کنترلکننده ‪ PID‬بهينه‬
‫‪ ‬شناخته شدهترين و پرکاربردترين مکانیزم فيدبک در کنترل پروسههاي صنعتي‬
‫‪ ‬جمعیت اولیه شامل ‪ 6‬استعمارگر و ‪ 60‬کشور‬
‫‪28‬‬
‫کاربرد (ادامه)‬
‫امپراطوريها در نسل ‪30‬ام؛ دو‬
‫امپراطوري سقوط کرده‬
‫امپراطوريها در نسل ‪50‬ام؛ تنها‬
‫‪ 2‬امپراطوري زندهاند‬
‫‪29‬‬
‫کاربرد (ادامه)‬
‫هزينهي مينيمم و ميانگین بر حسب‬
‫تکرار در الگوریتم رقابت استعماری‬
‫هزينهي مينيمم بر حسب تکرار‬
‫در الگوريتم ژنتيک‬
‫‪30‬‬
‫کاربرد (ادامه)‬
‫‪ ‬استفاده از الگوريتم رقابت استعماری در طراحي کنترلکننده ‪ PID‬چند متغیره‬
‫‪ ‬هزينه مينيمم ‪ ICA‬و ‪ GA‬را بر حسب تکرار نسل‬
‫‪31‬‬
‫کاربرد (ادامه)‬
‫‪ ‬طراحي بهينه آنتنهاي آرايهاي‬
‫‪32‬‬
‫منابع‬
‫ پایان نامه کارشناس ی ارشد دانشکده مهندس ی برق و‬،‫ توسعه الگوریتم بهینهسازی اجتماعی و بررس ی کارایی آن‬،‫ اسماعیل آتش پز گرگری‬
۱۳۸۷ ،‫کامپیوتر دانشگاه تهران‬
 Esmaeil Atashpaz Gargari, Farzad Hashemzadeh, Caro Lucas, “Colonial Competitive
Algorithm: A Novel Approach for PID Controller Design in MIMO Distillation Column
Process”, International Journal of Intelligent Computing and Cybernetics, 2008
 A. Biabangard-Oskouyi, E. Atashpaz-Gargari, N. Soltani and C. Lucas, “Application of
Imperialist Competitive Algorithm for Material Properties Characterization from Sharp
Indentation Test”, International Journal of Engineering Simulation (IJES)
 Esmaeil Atashpaz Gargari & Caro Lucas, “Imperialist Competitive Algorithm: An
Algorithm for Optimization Inspired by Imperialistic Competition”, 2007 IEEE Congress
on Evolutionary Computation (CEC 2007)
 Ramin Rajabioun, Esmaeil Atashpaz-Gargari, Caro Lucas, “Colonial Competitive
Algorithm as a Tool for Nash Equilibrium Point Achievement” , Springer LNCS, ICCSA
2008, Italy
 Esmaeil Atashpaz Gargari, Farzad Hashemzadeh, Caro Lucas, ” Designing MIMO PID
Controller using Colonial Competitive Algorithm: Applied to Distillation Column
Proces”, 2008 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC 2008)
33
‫با تشکر از توجه شما‬
‫یخ فروش ی را پرسیدند‪ :‬فروختی؟‬
‫گفت‪ :‬نخریدند ولی تمام شد!‬
‫‪34‬‬