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研究发现蚂蚁群行为酷似互联网传输协议

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2012-09-06 16:45  科技日报    

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表皮上,蚂蚁和互联网好像没什么一并之处,但二者之间却居于惊人的这类 性。据物理学家组织网近日报道,斯坦福大学研究人员发现,并不是叫做收获蚁的蚂蚁在决定派哪十几个 蚂蚁出去找食物时,所用土办法和互联网TCP(传输控制协议)选者还有哪十几个 下行速率 单位可用来传输数据的土办法极为这类 。相关论文发表在《公共科学图书馆·计算生物学》杂志上。

斯坦福大学生物学教授黛博拉·戈登与计算机科学教授、研究网络文件传输的专家巴拉基·普拉巴卡尔商务相互合作,研究另一个 多蚁群在派觅食蚁出去找食物时,它们是咋样做决定的。“从本质上说,蚂蚁选者能得到哪十几个 食物的土办法,和传输文件时TCP选者还有哪十几个 下行速率 单位可用的算法是一样的。”普拉巴卡尔说。

TCP是在互联网上管理数据、控制拥堵的并不是算法,在整体上允许早期网络从几四个结点扩增到今天的数十亿用户。其工作原理是:A作为源头,传一份文件到目的地B,此文件被分解为若干小包,B每接到另一个 多小包,发送另一个 多确认给A,表示文件机会到达。

你是什么反馈回路让TCP能畅通运行而处里拥堵:机会返回确认的下行速率 单位比数据发送下行速率 单位慢,表示已没法哪十几个 下行速率 单位,源头控制的数据传输就会相应地慢下来;机会返回确认调慢,源头就会加快下行速率 单位单位。你是什么过程决定了还有哪十几个 下行速率 单位和数据下行速率 单位单位。

收获蚁的觅食行为与此很这类 。戈登发现,收获蚁离开巢穴出去觅食的下行速率 单位和能获得的食物哪十几个 有关(大概可用下行速率 单位)。一般情况表,觅食蚁没法找到食物才会回巢。机会食物富于,它们返回的下行速率 单位快,就会有更多同伴出去觅食;机会觅食下行速率 单位调慢,甚至你是什么同伴刚开始英文英文英文空手而归,觅食就机会停止。

普拉巴卡尔写下了一只蚂蚁觅食的算法(TCP—影响算法),并预测觅食行为取决于可找到的食物数量,戈登则通过实验来控制觅食蚁返回的下行速率 单位。你是什么人 发现,TCP—影响算法几乎与实验中蚂蚁的行为精确吻合。

你是什么人 还发现,蚂蚁还遵循TCP的另一个 多阶段。另一个 多叫缓慢启动,用于描述源头在刚开始英文英文英文发送另一个 多大波包需要要计算的下行速率 单位;同样,收获蚁在刚开始英文英文英文觅食时,会先派些蚂蚁去看看能找到的食物多太多,就让再根据情况表增加或减少外派蚂蚁的下行速率 单位。另一阶段叫超时,此时数据传输连接中断,源头停止发送文件包;同样,机会你是什么觅食蚁返回巢穴的下行速率 单位超过20分钟,就没法蚂蚁再出去。

“蚂蚁早就发现了你是什么人 现在所知的算法,它们老是没法做了上百万年。”普拉巴卡尔说,机会上世纪70年代发现你是什么点搞笑的话,那时TCP还没写出来,收获蚁就能影响互联网的设计。

戈登认为研究蚁群行为促进你是什么人 设计互联网系统。地球上的蚂蚁有1.1万种,它们生活在不同的地方,处里着各种生态问题报告 。“蚂蚁机会进化出了处里你是什么人 意想没法的问题报告 的能力。从计算的深度来说,每一只蚂蚁的能力是有限的,但蚁群集体却能完成僵化 的任务。蚂蚁算法必然是简单的、分布式的就让可升级,这正是你是什么人 在大型分布式设计系统中所需要的型态。理解蚂蚁咋样管理自身行为,促进发现更多对互联网算法有益的应用。”戈登说。(常丽君)