情報
ナチュラルコンピューティング・シリーズ 第4巻
細胞膜計算
ナチュラルコンピューティング・シリーズとは・・・
「ナチュラル・コンピューティング：NC」は，物理学・化学・生物学・情報科学等に関する広範な知識やアイデアを用いて新しい計算理論や方式の開拓を目指す分野である．
第４巻は、細胞膜をモデル化する!
第4巻となる本書『細胞膜計算』では，細胞膜（システム）を使った計算機構の仕組みと可能性、応用などを論じる。
膜は細胞という「領域」を作り出し、その内外で起きる「化学反応」を各領域に制限する役割を持つほか、膜内外の物質の「輸送」を制御する。この「領域」「化学反応」「輸送」を、「プロセッサ」や「演算」などの概念に読み替えたものが細胞膜計算である。
本書では、この計算機構の数理的側面（どうやって計算するか、どんな特徴・可能性があるか）を解説するとともに、自然システムにこの計算を適用する試みや、既存の計算機では難しいNP困難問題等に威力を発揮することなどにも触れる。
電子書籍¥4,950 小売希望価格（税込）
紙の書籍¥4,950定価（税込）
基本情報
| 発売日 | 2018年5月28日 |
|---|---|
| 本体価格 | 4,500円 |
| ページ数 | 200 ページ ※印刷物 |
| サイズ | A5 |
| ISBN | 9784764905689 |
| ジャンル | 情報 |
| タグ | 情報科学 |
| 電子書籍形式 | 固定型 |
主要目次
まえがき
第1章 なぜ細胞膜計算か
第2章 計算の理論に関する準備
2.1 集合と多重集合
2.2 形式言語
2.3 文法
2.4 マトリクス文法
2.5 協調分散文法システム (CD 文法システム)
2.6 Lシステム
2.7 正規表現
2.8 チューリング機械とレジスタ機械
2.9 計算の複雑性
第3章 膜計算の可能性――オブジェクト書き換え型
3.1 基本のモデル
3.2 基本モデルの計算能力
3.3 膜の破壊と規則の優先順序
第4章 膜計算の可能性――輸送型Pシステム
4.1 輸送型Pシステム
4.2 計算万能性、規則の重み、大きさ最小で
4.3 計算万能性、オブジェクト数最小化
4.4 輸送型Pシステムの能力まとめ
第5章 膜計算の可能性――並列性を生かす
5.1 Pシステムにおける計算量の精密な評価
5.2 活性膜Pシステム
5.3 NP完全問題を多項式時間で解く
5.4 PSPACE 完全問題を多項式時間で解く
第6章 組織Pシステムとスパイキングニューラル Pシステム
6.1 細胞膜によるコミュニケーション
6.2 変化型組織Pシステム(定義と例)
6.3 変化型組織Pシステム(生成能力)
6.4 輸送型組織Pシステム(定義と例)
6.5 輸送型組織Pシステム(生成能力)
6.6 スパイキングニューラルPシステム(定義と例)
6.7 スパイキングニューラルPシステム(生成能力)
6.8 入力のあるスパイキングニューラルPシステム
第7章 Pシステムの応用1:光合成のモデル
7.1 理論モデルと数値計算モデル
7.2 光合成の反応
7.3 Pシステムの拡張
7.4 光合成のR 部分集合型Pシステムモデル
7.5 計算機実験
7.6 微分方程式をたてられるか
第8章 Pシステムの応用2:膜アルゴリズム
8.1 膜アルゴリズムの基本
8.2 巡回セールスマン問題と局所探索
8.3 巡回セールスマン問題と遺伝的アルゴリズム
8.4 巡回セールスマン問題を解く膜アルゴリズム
8.5 TSPを解く膜アルゴリズム: 計算機実験
8.6 膜アルゴリズムの変形1:関数最適化問題への応用
8.7 膜アルゴリズムの変形2: レーダー信号処理
8.8 膜構造再検討:入れ子型かフラット型か
参考文献
索引
第1章 なぜ細胞膜計算か
第2章 計算の理論に関する準備
2.1 集合と多重集合
2.2 形式言語
2.3 文法
2.4 マトリクス文法
2.5 協調分散文法システム (CD 文法システム)
2.6 Lシステム
2.7 正規表現
2.8 チューリング機械とレジスタ機械
2.9 計算の複雑性
第3章 膜計算の可能性――オブジェクト書き換え型
3.1 基本のモデル
3.2 基本モデルの計算能力
3.3 膜の破壊と規則の優先順序
第4章 膜計算の可能性――輸送型Pシステム
4.1 輸送型Pシステム
4.2 計算万能性、規則の重み、大きさ最小で
4.3 計算万能性、オブジェクト数最小化
4.4 輸送型Pシステムの能力まとめ
第5章 膜計算の可能性――並列性を生かす
5.1 Pシステムにおける計算量の精密な評価
5.2 活性膜Pシステム
5.3 NP完全問題を多項式時間で解く
5.4 PSPACE 完全問題を多項式時間で解く
第6章 組織Pシステムとスパイキングニューラル Pシステム
6.1 細胞膜によるコミュニケーション
6.2 変化型組織Pシステム(定義と例)
6.3 変化型組織Pシステム(生成能力)
6.4 輸送型組織Pシステム(定義と例)
6.5 輸送型組織Pシステム(生成能力)
6.6 スパイキングニューラルPシステム(定義と例)
6.7 スパイキングニューラルPシステム(生成能力)
6.8 入力のあるスパイキングニューラルPシステム
第7章 Pシステムの応用1:光合成のモデル
7.1 理論モデルと数値計算モデル
7.2 光合成の反応
7.3 Pシステムの拡張
7.4 光合成のR 部分集合型Pシステムモデル
7.5 計算機実験
7.6 微分方程式をたてられるか
第8章 Pシステムの応用2:膜アルゴリズム
8.1 膜アルゴリズムの基本
8.2 巡回セールスマン問題と局所探索
8.3 巡回セールスマン問題と遺伝的アルゴリズム
8.4 巡回セールスマン問題を解く膜アルゴリズム
8.5 TSPを解く膜アルゴリズム: 計算機実験
8.6 膜アルゴリズムの変形1:関数最適化問題への応用
8.7 膜アルゴリズムの変形2: レーダー信号処理
8.8 膜構造再検討:入れ子型かフラット型か
参考文献
索引