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《免疫計算的建模與魯棒性分析研究 (1)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、摘要人類免疫系統(tǒng)對人類健康特別重要，因為它能檢測、識別、記憶和消除外來的病毒和內(nèi)部的病變，這些病毒和病變有時是未知的，甚至是相當復雜的。受自然界的靈感啟發(fā)，人工免疫系統(tǒng)對計算機世界特別重要，因為它用來檢測、識別、學習、記憶和消除計算機病毒、故障等特定目標，這些特定目標也可能是未知的、非常復雜的。但是，由于生物免疫學理論的不完備，人工免疫系統(tǒng)的發(fā)展存在兩大瓶頸。其一是傳統(tǒng)的病毒／異常檢測方法建立在對病毒和異常的特征匹配基礎上，而未知病毒和未知異常的特征可能是未知的，因此在理論上不可能達到100％的檢測率。其二，不完善的病毒／異常檢測機制進一步導致了較低的病毒識別率和異常識別率，限
2、制了受損計算機系統(tǒng)的修復程度和效率。為了突破人工免疫系統(tǒng)研究的瓶頸，更好地展開抗蠕蟲病毒和軟件故障診斷的應用基礎研究，根據(jù)組件的時空屬性構(gòu)建了系統(tǒng)的正常模型，在自體存儲器中存儲了正常模型，用正常模型設計了自體／異體檢測方法，在時空屬性數(shù)據(jù)正確并且自體／異體檢測算子正常的環(huán)境中從理論上達到了100％的檢測率，提高了異體識別率和系統(tǒng)修復率。在免疫計算的建模方面，提出了人工免疫系統(tǒng)的自然計算模型，建立了從自然免疫系統(tǒng)到人工免疫系統(tǒng)的映射。提出了免疫系統(tǒng)的正常模型，并在正常模型的基礎上提出了自然免疫系統(tǒng)的3層可視化免疫模型，包括固有免疫層、適應性免疫層和免疫細胞層。提出了人工免疫系統(tǒng)的
3、正常模型，用時空屬性唯一確定了系統(tǒng)的正常狀態(tài)，并在正常模型的基礎上提出了免疫計算的3層測不準有限計算模型，3層包括固有免疫計算層、適應性免疫計算層和并行免疫計算層。在所述正常模型的基礎上，提出了通過自體檢測來檢測異體的自體／異體檢測方法，在時空屬性數(shù)據(jù)正確并且自體／異體檢測算子正常的條件下其檢測率在理論上可以達到100％。提出了未知異體學習模型，通過已知異體的特征學習未知異體的特性。提出了異體消除方法和基于正常模型的受損系統(tǒng)自修復方法，該方法提高了系統(tǒng)修復的效率。在免疫計算新模型的免疫算子設計方面，提出了所述人工免疫系統(tǒng)的正常模型構(gòu)建算子，將正常模型的數(shù)據(jù)添加到自體存儲器的時空
4、屬性集合中。提出了基于正常模型的自體／異體檢測算子，提出了已知異體識別算子和未知異體識別算子。設計了異體消除算子，并提出了基于正常模型的系統(tǒng)自恢復算子。在免疫計算的特性分析方面，提出了自然免疫系統(tǒng)和人工免疫系統(tǒng)的測不準特征，人工免疫系統(tǒng)的測不準特性啟示研究人員更加重視對自體／異體檢測和受損系統(tǒng)自修復的研究。提出了免疫計算的計算有限性，利用并行計算機制能提高免疫計算的負載極限，并降低人工免疫系統(tǒng)在超負荷的情況下出現(xiàn)自我毀滅后果的可能性。提出了人工免疫系統(tǒng)的魯棒性判定定理，并提出了理想型分布式人工免疫系統(tǒng)的魯棒性歸約模型及其定理。在免疫計算新模型的實際應用方面，設計了用于抗蠕蟲病毒
5、的靜態(tài)Web免疫系統(tǒng)原型，并進行了大量的應用測試。提出了免疫控制的四元結(jié)構(gòu)和自然計算體系結(jié)構(gòu)。設計了用于軟件故障檢測與診斷的人工免疫系統(tǒng)方案，并在一些移動機器人上進行了軟件故障診斷的應用實驗。關鍵詞人工免疫系統(tǒng)，正常模型，3層免疫計算模型，魯棒性，抗蠕蟲病毒IIABSTRACTHumanimmuneSystemisveryimportantforhumanhealth,becauseitisabletodetect,recognize，memorizeandeliminateforeignvirusesandinnerfaults，whicharesometimesunknow
6、nandwenquitecomplex．Inspiredfromnature，artificialimmunesystemisveryimportantforcomputerworld，becauseitisusedtodetect,recognize，learn，memorizeandeliminatespecialobjects．whicharepossiblyunknownandevenquitecomplex,suchascomputerviruses，faultsandSOon．However,duetoincompletetheoriesofimmunology,t
7、wobottleneckspreventtheartificialimmunesystemfromdeveloping．First,traditionaldetectionapproachesagainstvirusesandfaultsarebasedonmatchingthefeaturesofthevirusesandfaults，andthefeaturesofunknownvirusesandunknownfaultsarepossiblyunknown,thus100％detec
