Autonomic Clustering of Distributed Agents

Autonomic Clustering of Distributed Agents pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Ogston, Elizabeth
出品人:
页数:160
译者:
出版时间:
价格:$ 62.09
装帧:
isbn号码:9783764399665
丛书系列:
图书标签:
  • 分布式系统
  • 自组织
  • 集群
  • 智能体
  • 人工智能
  • 机器学习
  • 算法
  • 控制理论
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具体描述

A central principle in the design of large-scale distributed systems is that components should be organized to place those that interact frequently close together. This is essentially a basic clustering problem, but the context creates new challenges. Traditional clustering algorithms are designed to work on relatively simple units of information stored in a centralized database. This work explores the consequences of clustering autonomous entities, each with individual, possibly different, criteria defining similarity and cluster composition requirements. In this setting clustering is transformed from being mainly a catagorization task, into a problem of discovering similarity criteria and classification categories. Original research results define a general model of decentralized clustering of autonomous entities, and present simulations investigating key process, from matchmaking, to catagorization, to learning behaviors needed for adaptive cluster discovery.

《分布式智能体自组织聚类》图书简介 主题: 本书深入探讨了在复杂、动态的分布式计算环境中,智能体如何通过自组织机制实现有效聚类的关键理论、算法与实践应用。内容聚焦于去中心化决策、局部信息交互以及系统涌现行为的分析,旨在为构建高鲁棒性、高适应性的群体智能系统提供坚实的理论基础和可行的工程方法。 --- 第一部分:分布式智能体系统基础与挑战(The Foundations and Challenges of Distributed Agent Systems) 本部分首先为读者构建了理解分布式智能体系统的理论框架。我们从多智能体系统(MAS)的基本概念入手,详细阐述了智能体(Agent)的定义、感知-推理-行动(Perception-Reasoning-Action, PRA)循环,以及分布式环境下的核心约束条件,例如通信延迟、局部知识限制和潜在的故障容忍需求。 核心议题包括: 1. 智能体范式与计算模型: 对比描述了基于BDI(Belief-Desire-Intention)模型、反应式模型和混合模型的智能体架构,并重点讨论了在资源受限的分布式节点上,如何设计轻量级且高效的决策模型。 2. 通信拓扑与信息流: 探讨了不同通信拓扑结构(如全连接、网状网络、层次化结构)对聚类效率和系统稳定性的影响。详细分析了异步通信和间歇性连接对信息传播速度和一致性达成的挑战。 3. 去中心化决策的理论瓶颈: 深入剖析了在缺乏中央协调器的情况下,如何保证系统决策的全局最优性或至少是满意性。这部分会引入纳什均衡、博弈论在群体行为建模中的基础应用,为后续的聚类算法提供决策理论支撑。 第二部分:自组织与涌现行为的机制设计(Mechanisms for Self-Organization and Emergent Behavior) “自组织”(Self-Organization)是本领域的核心。本章将系统地介绍和分析驱动智能体群体形成有序结构(即聚类)的底层机制,强调涌现现象(Emergence)的非线性特征。 关键机制的深入解析: 1. 激励与反馈机制: 详细阐述了如何设计局部交互规则,使得智能体通过简单的正反馈(增强)和负反馈(抑制)机制,自然而然地趋向于形成稳定的群体。这部分会引入美誉度(Fitness)或效用函数(Utility Function)的设计,这些函数驱动了智能体间的“偏好”形成。 2. 邻域依赖与影响力传播: 分析了智能体邻域范围(Neighborhood Size)的设定对聚类质量的影响。我们将考察基于距离、基于连接强度或基于语义相似性的邻域定义方法,并引入网络科学中的概念,如社群发现(Community Detection)的启发式算法,将其转化为动态的智能体行为规则。 3. 基于势场的引导(Potential Field Guidance): 探讨了如何利用抽象的“吸引力”和“排斥力”概念来引导智能体的移动和合并。这不仅仅是物理定位上的引导,更是抽象特征空间上的靠近与分离。例如,基于特征向量相似度的“势能”设计,使得具有相似目标或能力的智能体自然聚集。 第三部分:分布式自组织聚类算法的构建与评估(Construction and Evaluation of Distributed Self-Organizing Clustering Algorithms) 本部分是本书的实践核心,聚焦于将理论机制转化为具体的、可部署的聚类算法。我们将严格区分静态聚类(预定义结构)和动态聚类(适应环境变化)的算法设计。 核心算法分类与分析: 1. 基于共识的合并与分裂算法(Consensus-Based Merging): 介绍智能体如何通过达成局部共识来决定是否与邻近实体合并或分离。重点分析投票机制、多数决定以及随机游走在信息传播和决策收敛中的作用。 2. 特征空间嵌入与投影聚类: 针对高维特征数据(如传感器读数、任务需求描述),探讨智能体如何在不共享原始数据的情况下,仅通过交换聚合统计量或嵌入向量来估计局部群体的特征中心,从而实现基于特征相似性的聚类。 3. 鲁棒性与适应性分析: 评估这些聚类方案在面对节点失效、恶意干扰(Byzantine Agents)和环境突变时的表现。我们将引入动态重构速率、信息隔离度等指标,量化系统恢复到有效聚类状态所需的时间和资源消耗。 第四部分:实际应用场景与前沿方向(Practical Scenarios and Future Directions) 本书最后一部分将视角转向实际应用领域,展示分布式自组织聚类技术如何解决现实世界中的复杂问题,并展望该领域的未来研究热点。 应用案例探讨: 传感器网络与环境监测: 智能体(传感器节点)如何根据监测到的物理事件强度(如污染扩散、火灾蔓延)自发形成局部监测小组,优化数据采集和报告路径。 移动机器人群体协调: 在未知或半结构化环境中,机器人如何通过局部信息交换实现任务分配和空间覆盖的自动分组,例如,搜索与救援任务中的区域划分。 去中心化资源调度: 在云计算或边缘计算架构中,计算任务请求如何动态地被分配给具有相似处理能力或地理位置的计算单元(智能体),实现负载均衡的自组织调度。 未来展望: 本书将讨论将深度强化学习(DRL)引入自组织规则学习的可能性,即让智能体通过与环境的交互,自动优化其邻域感知参数和合并/分裂阈值,以期达到超越预设规则的最佳聚类性能。 --- 目标读者: 本书面向对分布式系统、群体智能、复杂网络理论有基础了解的研究人员、高级工程师和研究生。它要求读者具备一定的数学建模能力和计算思维,适合作为高等院校相关专业(如计算机科学、控制工程、人工智能)的研究生教材或参考资料。阅读本书,您将掌握从底层交互规则到宏观涌现行为的全景视角,设计出真正具有弹性和智慧的分布式系统。

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读后感

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用户评价

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**评价一:** 我一直对分布式系统和自主决策机制的交叉领域颇感兴趣,所以当我在书店看到《Autonomic Clustering of Distributed Agents》这本书时,我的目光立刻就被吸引住了。书名本身就充满了科技感和未来感,让人联想到那些能够独立思考、自我组织、并且能够适应不断变化环境的智能体。我尤其好奇的是,“Autonomic Clustering”这个概念是如何在分布式系统中实现的。它是否意味着代理们能够不依赖中央协调,而是自行形成有意义的集群,以达成某种共同目标?我设想书中会深入探讨代理间的通信协议、决策算法,以及如何处理网络延迟、节点故障等分布式系统特有的挑战。我期待书中能够提供一些清晰的理论框架,解释这些自主集群是如何建立、维持和演化的。同时,我也希望作者能够通过一些实际的案例研究,展示这种技术在不同应用场景下的潜力,比如智能交通管理、大规模传感器网络、甚至是未来的去中心化计算平台。这本书对我来说,不仅仅是一本技术书籍,更像是一扇通往下一代分布式智能系统的窗口,让我对接下来的发展充满了期待。

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**评价四:** 《Autonomic Clustering of Distributed Agents》这本书,让我对分布式系统的研究领域有了更深刻的理解。它不仅仅是一本关于算法的书,更是一部关于“智慧涌现”的哲学思考。我一直认为,真正的智能,往往不是来自一个超级大脑,而是来自大量简单单元的相互作用。这本书似乎就是围绕着这个核心思想展开的。我非常期待书中能够详细阐述“自主性”到底体现在哪些方面,是行为上的自主,还是决策上的自主?代理们是否拥有某种程度的“意识”,或者仅仅是遵循预设的规则?而“集群化”的过程,又是如何避免“伪集群”的出现,确保形成的集群真正具有解决问题的能力?我猜书中会涉及到大量的数学建模和仿真实验,来验证这些理论的有效性。我尤其想知道,在现实世界中,有哪些应用能够直接受益于这种“自主集群”的技术。比如,在物联网领域,大量的传感器如何能够自发地组织成各种监测网络?在金融领域,大量的交易代理如何能够形成某种“市场情绪”的集群?这本书所能带来的启发,远不止于技术本身,更在于它对我们理解复杂系统和集体智慧的全新视角。

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**评价三:** 当我第一次注意到《Autonomic Clustering of Distributed Agents》这本书时,我脑海里立即浮现出的是一片充满活力的“智能体”世界。想象一下,成千上万的微小单元,它们不被任何人直接控制,却能像一个有生命的有机体一样,自发地组织起来,完成复杂的任务。这听起来是不是很有科幻感?我猜这本书一定会深入探讨这些智能体如何通过简单的交互规则,涌现出复杂的集体行为。它可能会介绍一些经典的博弈论模型,解释代理之间的合作与竞争,以及如何在信息不完全的情况下做出最优的“聚类”决策。我非常好奇书中会如何描述代理之间的“通信”,这种通信是直接点对点,还是通过某种共享的环境来实现?又是什么样的“奖励机制”或“激励策略”,能够驱使代理们形成有意义的集群,而不是陷入无序的混乱?我希望书中能提供一些理论上的证明,说明这些自主集群的稳定性、鲁棒性以及效率。同时,我也期待书中能够提及一些与机器学习、人工智能相关的技术,因为我觉得“自主性”的实现,离不开强大的学习和推理能力。

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**评价二:** 说实话,起初我对《Autonomic Clustering of Distributed Agents》这个书名,并没有立刻产生强烈的购买欲望。它听起来有些学术,甚至可能有些枯燥。然而,当我翻开它,仔细浏览目录和前言时,我的看法有了180度的转变。作者在书中不仅仅是罗列了枯燥的算法和模型,而是以一种非常富有洞察力的方式,阐述了“自主性”和“集群化”这两个概念在现代分布式计算中的重要性和必然性。我尤其被书中关于“非中心化决策”的讨论所打动。在当今信息爆炸、数据量呈指数级增长的时代,传统的集中式管理模式已经显得捉襟见肘。而《Autonomic Clustering of Distributed Agents》似乎提供了一种全新的思路,让代理本身就具备了“自我管理”和“协同工作”的能力,这无疑是解决许多复杂系统难题的关键。我非常期待书中能详细介绍这些自主集群是如何应对动态变化的环境,如何从错误中学习并进行自我修复,以及如何在高维、高噪声的数据集中找到有意义的模式。这本书的深度和广度,以及它所提出的前瞻性观点,绝对值得深入研读。

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**评价五:** 自从我读了《Autonomic Clustering of Distributed Agents》之后,我对于“分布式”这个词的理解,就彻底颠覆了。我以前总是认为,分布式系统需要一个强大的中心来协调一切,而这本书则向我展示了一种完全不同的可能性:一种由无数个小型、独立的“代理”组成的系统,它们不需要任何中央的指令,却能够自发地形成有组织的“集群”,并协同完成目标。我特别着迷于书中对“自主性”的定义,这不仅仅是简单的自动执行,更是一种能够根据环境变化、信息反馈,来调整自身行为,甚至重新规划策略的能力。我猜书中会详细探讨代理间的“通信范式”,以及它们是如何在有限的带宽和可能存在的延迟下,有效地传递信息,并达成共识的。我希望书中能够提供一些具体的算法和模型,例如,介绍一些基于强化学习的策略,让代理能够通过试错来学习如何形成更优的集群,以及如何处理那些“不合群”的代理。总而言之,《Autonomic Clustering of Distributed Agents》这本书,在我看来,是一本极具启发性的著作,它为我们理解和构建下一代智能、弹性的分布式系统,提供了宝贵的理论基础和实践指导。

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