沈 阳 大 学
本科毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目：人工免疫算法在数据聚类应用研究 学
院：信息工程学院
专 业 、 班 级：07通信1班 学 生 姓 名：洪岩 指导教师 （职称）：马骥（教授）
2011年 03 月 16 日填
一、选题依据 1 设计(论文)题目： 人工免疫算法在数据聚类应用研究 2 研究领域： 通信工程 3 设计(论文)工作的理论意义和应用价值 人工免疫算法的聚类方法是数据分析中的一种，可以应用在数据挖掘、统计学、机器学习、模式识别、生物学、空间数据库技术、电子商务、故障诊断等许多领域的应用与研究工作中，对数据对象聚类、分类有良好的效果。 人工免疫算法的聚类方法在数据空间上定义计数测度，并以计数测度构造目标函数。通过调整划分数据空间的分辨率，使目标函数值最大，从而实现分辨率的自动确定。在分辨率的计算中，应用人工免疫算法，解决计算数据聚类算法分辨率确定的问题，由于数据聚类算法分辨率是由计算得出，所以提高客观性。并且开拓了人工免疫算法应用的范围，使人工免疫算法得以在数据聚类领域应用，并解决算法中的关键问题。 在确定的分辨率下，某些数据细节被忽略，但是数据的主要属性和关系更为明显,使簇间的数据相似性最小，簇内的数据相似性最大。由于该算法不须专业人员提供分辨率等数据对象的先验信息，没有对参数值进行人为设定，所以与其他的的聚类算法相比有较强的准确性。在完成聚类的前提下，此数据聚类算法具有计算时间复杂度较小的优点，具有计算简便、准确率高的特点。 4 目前研究的概况和发展趋势 人工免疫算法是继人工神经网络和遗传进化算法之后，计算智能领域中的又一个热点，在国际上引起了越来越多学者的极大兴趣，研究方向已涉及优化计算、运筹调度、预测决策、网络安全、入侵监测、数据挖掘等诸多领域。 随着数字网络的兴起，数据的来源越来越广泛，在众多领域产生了海量数据，出现了数据过剩，知识匮乏的局面。数据聚类方法为人们提供了一种将大量数据聚类并转化成知识的有效途径，并成为控制领域的重要分支之一。人工免疫算法的数据聚类方法，将各应用领域中产生的有着明确意义的物理量抽象为互不相关的数据，使用算法研究数据本身，而不是数据所代表的物理意义，所以其应用领域十分广泛。聚类是在无指导的情况下对数据进行分类，以达到簇内部的任意两个对象之间有较高的相似度，而属于不同簇的两个对象有较高的相异度。相异度可以根据对象的属性计算。 二、设计（论文）研究的内容 1 重点解决的问题 将人工免疫算法与数据聚类技术相结合的具体方法的难题，对数据空间中的每个数据轴进行编码，使每个数据轴对应一个0-1的编码，应用人工免疫算法计算0-1编码与分辨率的对应关系。 2 拟开展研究的几个主要方面（设计思路或论文写作大纲） (1) 将人工免疫算法应用在聚类方法上，可以解决数据聚类的计算问题。 (2) 如何对待聚类的数据进行预处理，使其符合算法要求。然后定义数据集合的计数测度，划分数据空间。最后根据对数据空间的划分对数据进行聚类。 (3) 应用LabVIEW编程，实现(2)中涉及的算法，运行程序，得出计算结果。
3 本设计（论文）预期取得的成果 人工免疫算法在数据聚类上基于计数测度，对数据聚类算法进行了改进，有较好的处理孤立点的能力，对数据出现的顺序不敏感，且对大型数据库有效，可以发现拓扑结构复杂、形状不规则的簇，不需要任何数据的先验信息，客观性强。 将人工免疫算法应用到数据聚类领域，解决了计算数据聚类算法分辨率确定的问题。并且开拓了人工免疫算法应用的范围。将信息论、控制论和计算智能理论相结合，不仅产生了方法解决实际工程问题，同时实现了不同理论的交叉、渗透，具有理论价值。并且对人工免疫算法进行改造，将信息论中的熵值的概念引人到算法中，进一步改善了收敛于早熟的问题。将信息论、控制论和计算智能理论相结合，不仅产生了方法解决实际工程问题，同时实现了不同理论的交叉、渗透，具有理论价值。 三、设计（论文）工作安排 1．拟采用主要研究方法（技术路线或设计参数） ⑴ 人工免疫算法将数据空间看成免疫系统，数据聚类发生在形态空间中。形态空间是指抗体和与之相结合的分子之间的结合程度，通过它能建立和评价免疫系统的简单模型。 ⑵ 实现数据聚类的步骤:首先对待聚类的数据进行预处理，其次定义数据集合的计数测度，并将计数测度的方差作为划分数据空间的评价标准，最后根据对数据空间的划分根据连通性对数据进行聚类。 ⑶ 使用LABVIEW软件实现上述算法。 2．设计（论文）进度计划 第一周到第四周：确定题目，查找资料缕清思路，制作开题报告； 第五周：学习人工免疫算法的基础知识; 第六周到第七周：学习聚类算法的基础知识以及相关LABVIEW应用; 第八周到第九周：应用人工免疫算法的数据聚类方法实现对大量数据的聚类； 第十周到第十一周：利用LABVIEW软件实现算法，并得出计算结果； 第十二周：提交论文初稿 第十三周：修改论文 第十四周：准备答辩（十六周） 四、需要阅读的参考文献 [1] 李海芳,张民,陈俊杰,陈文彬. Labview下远程虚拟实验室的研究与实现[J]. 太原理工大学学报, 2010,(02) . [2] 刘林,邱继红,王瑞芳. 基于Labview开发统计过程控制软件 [J]. 计算机工程与设计, 2007,(02) . [3] 李茂军,罗安,童调生. 人工免疫算法及其应用研究[J]. 控制理论及应用 , 2004,(02) . [4] 徐春鸽. 人工免疫聚类算法分析[J]. 网络安全技术与应用 , 2009,(22) [5] 王健. 基于免疫算法的聚类分析与实现[J]. 江西理工大学学报 , 2008,(01) [6] 黄孝. 数据流聚类算法分析[J].池州师专学报,2007,(05). [7] 周颖. 一种基于生物免疫原理的识别算法[J.北京科技大学学报，2004,(26) [8] 刘涛,王耀才.一种基于人工免疫系统的聚类算法[J].计算机工程与设计,2004,(25) [9] 张爱平. Labview入门与虚拟仪器[M].北京:电子工业出版社，2004.5 [10] 杨乐平,李海涛,杨磊. Labview程序设计与应用[M]. 第2版. 北京:电子工业出版社，2005.5 [11] Robert H.Bishop . Labview 7实用教程[M ]. 北京:电子工业出版社, 2005.8 [12] 肖人彬,曹鹏彬,刘勇.工程免疫计算[M].北京:科学出版社, 2007.8 [13] 范金城,梅长林.数据分析[M].北京:科学出版社,2004.6 [14] 杨孔雨.免疫进化理论与应用[M].北京:社会科学文献出版社,2008.9 指导教师评阅意见（对选题情况、研究内容、工作安排等方面进行评阅） 签字： 年 月 日 系主任意见 签字： 学院教学指导委员会意见 签字： 日 公章：
核意见 年 月 日 年 月
