[發(fā)明專利]一種抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)并度的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510046471.0
• 申請(qǐng)日: 2015-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN104598748B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滿夢(mèng)華;馬貴蕾;張婭;褚杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍軍械工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 石家莊國(guó)域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司13112
• 代理人: 胡澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)并度計(jì)算方法，具體地說(shuō)是一種抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)并度的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

微電子技術(shù)的飛速進(jìn)步，大大提高了電子設(shè)備的集成化、智能化和精確化水平，使其在通信、交通、金融和軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。但日益增多的電子設(shè)備也會(huì)有意或無(wú)意的發(fā)射出高密度、高場(chǎng)強(qiáng)、寬頻譜的電磁波，加之雷電電磁脈沖、靜電放電電磁脈沖等自然強(qiáng)電磁源，以及核電磁脈沖、高功率微波、超寬帶等人為強(qiáng)電磁源，使得空間電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜、惡劣。盡管采取了諸如屏蔽、濾波、接地、瞬態(tài)抑制器件和鈍感器件以及電磁防護(hù)新材料等各種技術(shù)手段，現(xiàn)有的電子系統(tǒng)往往仍不能抵御強(qiáng)電磁脈沖的攻擊，使傳統(tǒng)的電磁防護(hù)技術(shù)面臨新的挑戰(zhàn)，威脅著裝備的可靠性與適應(yīng)性。

反觀自然界中的生物體，它們體內(nèi)的信息系統(tǒng)時(shí)刻都在遭受著各種環(huán)境因素的不間斷的“信號(hào)轟炸”，如輻射、光照、溫度、噪聲和電磁場(chǎng)等等。然而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化的洗禮，生物體對(duì)環(huán)境刺激具備了一定的抵抗能力與適應(yīng)能力。例如，大腦的神經(jīng)細(xì)胞每天都有部分凋亡，狗的嗅覺細(xì)胞每月都會(huì)全部更換一遍，但是其生理功能依然正常，也從未像電子系統(tǒng)那樣，因?yàn)槟骋粏卧考膿p壞導(dǎo)致系統(tǒng)整體的癱瘓或降級(jí)。神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理過(guò)程會(huì)受到多種類型噪聲的干擾，但神經(jīng)計(jì)算依然可靠，甚至在某些情況下能夠有效利用噪聲信號(hào)。這些優(yōu)異的生物抗擾現(xiàn)象為電磁防護(hù)領(lǐng)域帶來(lái)了全新的啟示，“電磁防護(hù)仿生”研究便應(yīng)運(yùn)而生。

電磁防護(hù)仿生研究的目標(biāo)是通過(guò)探索生物信息處理的抗干擾與自修復(fù)機(jī)制，將生物機(jī)制引入電磁防護(hù)領(lǐng)域，突破領(lǐng)域轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，研究電磁防護(hù)仿生原理、仿生模型、仿生器件與仿生系統(tǒng)，提出電磁防護(hù)仿生的新原理和新方法，為提高電子裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的可靠性與適應(yīng)性，提供一種全新的理論與技術(shù)支撐。此項(xiàng)研究面臨的科學(xué)問(wèn)題可歸納為：

(1)生物信息處理的抗擾機(jī)制；

(2)從生物抗擾機(jī)制到電子系統(tǒng)電磁防護(hù)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)換方法；

(3)面向應(yīng)用的仿生抗擾電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

模仿生物簡(jiǎn)并性的電磁防護(hù)技術(shù)研究是電磁防護(hù)仿生的一個(gè)研究方向。簡(jiǎn)并性是生物神經(jīng)系統(tǒng)抵御干擾和損傷的重要機(jī)制。在生物網(wǎng)絡(luò)中，簡(jiǎn)并性是指系統(tǒng)內(nèi)不同結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)集合在特定環(huán)境下具有相同功能或產(chǎn)生相同輸出的一種屬性。簡(jiǎn)并性是一種系統(tǒng)屬性而不是特定的結(jié)構(gòu)對(duì)象，它普遍存在于生物系統(tǒng)的各個(gè)層次卻沒有固定的結(jié)構(gòu)形式。例如，不同的三聯(lián)密碼子可以編碼同一種氨基酸；不同的蛋白質(zhì)能夠催化同一種酶反應(yīng)；不同的基因型能夠調(diào)控產(chǎn)生相同的表現(xiàn)型；不同抗體能夠約束同一種抗原；不同的神經(jīng)元回路能夠影響同樣的運(yùn)動(dòng)輸出；不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑能夠表達(dá)相同的信息等。因此，依據(jù)生物網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)并性特征，利用數(shù)學(xué)方法度量生物網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)并性，找到生物網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)并度的計(jì)算方法，進(jìn)而將該計(jì)算方法推廣到電子系統(tǒng)領(lǐng)域，就成為借鑒和模仿生物簡(jiǎn)并性現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)從生物抗擾機(jī)制到電子系統(tǒng)電磁防護(hù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換的重要途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一就是提供一種抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)并度的計(jì)算方法，采用該方法可使對(duì)生物簡(jiǎn)并性的認(rèn)識(shí)從定性的描述上升到定量的刻畫，便于準(zhǔn)確地認(rèn)知復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)中的簡(jiǎn)并性現(xiàn)象。

本發(fā)明的目的之二就是提供一種抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)并度的計(jì)算公式，采用該公式可對(duì)抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)并度進(jìn)行計(jì)算。

本發(fā)明的目的之一是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)并度的計(jì)算方法，其特征是，包括如下步驟：

第一步，計(jì)算抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)功能真值表；所述抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、轉(zhuǎn)導(dǎo)層和輸出層，所述輸入層具有l(wèi)個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述轉(zhuǎn)導(dǎo)層具有m個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述輸出層具有t個(gè)節(jié)點(diǎn)；

第二步，對(duì)所述轉(zhuǎn)導(dǎo)層中的m個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行集合劃分，共劃分出個(gè)集合，k為一個(gè)集合中所含節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，1≤k≤m；對(duì)所劃分的集合進(jìn)行分組，將所含節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相同的集合歸為一組，每一組記作X^k；每一組中包含個(gè)集合，將每一組中第z個(gè)集合記作集合的補(bǔ)集記作

第三步，確定每一個(gè)集合的獨(dú)立作用網(wǎng)絡(luò)，并計(jì)算每個(gè)集合獨(dú)立作用網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)真值表；

第四步，根據(jù)每個(gè)集合獨(dú)立作用網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)真值表，以及功能完備度函數(shù)，計(jì)算每個(gè)集合的功能完備度，每個(gè)集合的功能完備度即為每個(gè)集合對(duì)所述抑制型布爾網(wǎng)絡(luò)整體功能的獨(dú)立貢獻(xiàn)量；

所述功能完備度函數(shù)的表達(dá)式為：