Organic Computing – Technical Systems for Survival in the Real World

این کتاب مقدمه ای جامع بر محاسبات ارگانیک (OC) است که به طور سیستماتیک وضعیت فعلی هنر در OC را ارائه می دهد. با مثال‌های انگیزشی از سیستم‌های خودسازمان‌دهنده، خودسازگار و نوظهور شروع می‌شود، ویژگی‌های مشترک آنها را استخراج می‌کند و ایده‌های اساسی برای توصیف رسمی چنین سیستم‌هایی را توضیح می‌دهد. تاکید ویژه بر روی یک درمان کمی از مفاهیمی مانند خود سازماندهی، ظهور، استقلال، استحکام و سازگاری داده شده است. این کتاب نمونه‌های عملی معماری برای سیستم‌های OC و کاربردهای آن‌ها در کنترل ترافیک، محاسبات شبکه، شبکه‌های حسگر، روباتیک و سیستم‌های دوربین هوشمند را نشان می‌دهد. گسترش سیستم های OC واحد به سیستم های جمعی متشکل از عوامل اجتماعی بر اساس مفاهیمی مانند اعتماد و شهرت توضیح داده شده است. OC به شدت از فناوری های یادگیری و بهینه سازی استفاده می کند. یک نمای کلی از این فناوری‌ها و رویکردهای مرتبط با سیستم‌های خودسازمانده ارائه شده است.

تا کنون، ادبیات OC با در نظر گرفتن محقق منتشر شده است. اگرچه کتاب‌های موجود سعی کرده‌اند از یک مفهوم آموزشی پیروی کنند، اما اساساً مجموعه‌ای از مقالات علمی هستند. گزارشی جامع و منظم از ایده‌ها، روش‌ها و دستاوردهای OC در قالب یک کتاب درسی که خود را در اختیار تازه‌واردان در این زمینه قرار می‌دهد، تاکنون گم شده است. خواننده هدف این کتاب دانشجوی کارشناسی ارشد در علوم کامپیوتر، مهندسی کامپیوتر یا مهندسی برق - یا هر تازه وارد دیگری در زمینه محاسبات ارگانیک با پیشینه فنی یا علوم کامپیوتر است. خوانندگان می توانند از دیدگاه های مختلف به ایده های OC دسترسی داشته باشند: OC را می توان (1) به عنوان یک "فلسفه" از سیستم های فنی تطبیقی ​​و خودسازمانده - شبیه زندگی - (2) به عنوان رویکردی برای درک کمی و رسمی تر در نظر گرفت. از چنین سیستم هایی، و در نهایت (3) یک روش ساخت برای تمرین کننده ای که می خواهد چنین سیستم هایی را بسازد. در این کتاب ابتدا سعی می‌کنیم از طریق تعداد زیادی مثال گویا، احساسی از ویژگی خاص سیستم‌های خودسازمانده و سازگار طبیعی و فنی را به خواننده منتقل کنیم. سپس جنبه‌های کمی این گونه سازمان‌ها را مورد بحث قرار می‌دهیم و در نهایت به روش‌های چگونگی ساخت چنین سیستم‌هایی برای کاربردهای عملی می‌پردازیم.

This book is a comprehensive introduction into Organic Computing (OC), presenting systematically the current state-of-the-art in OC. It starts with motivating examples of self-organising, self-adaptive and emergent systems, derives their common characteristics and explains the fundamental ideas for a formal characterisation of such systems. Special emphasis is given to a quantitative treatment of concepts like self-organisation, emergence, autonomy, robustness, and adaptivity. The book shows practical examples of architectures for OC systems and their applications in traffic control, grid computing, sensor networks, robotics, and smart camera systems. The extension of single OC systems into collective systems consisting of social agents based on concepts like trust and reputation is explained. OC makes heavy use of learning and optimisation technologies; a compact overview of these technologies and related approaches to self-organising systems is provided.

So far, OC literature has been published with the researcher in mind. Although the existing books have tried to follow a didactical concept, they remain basically collections of scientific papers. A comprehensive and systematic account of the OC ideas, methods, and achievements in the form of a textbook which lends itself to the newcomer in this field has been missing so far. The targeted reader of this book is the master student in Computer Science, Computer Engineering or Electrical Engineering - or any other newcomer to the field of Organic Computing with some technical or Computer Science background. Readers can seek access to OC ideas from different perspectives: OC can be viewed (1) as a „philosophy“ of adaptive and self-organising - life-like - technical systems, (2) as an approach to a more quantitative and formal understanding of such systems, and finally (3) a construction method for the practitioner who wants to build such systems. In this book, we first try to convey to the reader a feeling of the special character of natural and technical self-organising and adaptive systems through a large number of illustrative examples. Then we discuss quantitative aspects of such forms of organisation, and finally we turn to methods of how to build such systems for practical applications.