蒙特卡洛和神经网络哪个简单

限号几点到几点2023-04-30  37

相比而言,蒙特卡洛方法通常比神经网络更简单。蒙特卡罗方法是利用概率和随机数来进行数值计算的方法,可以用于求解数学问题和模拟物理过程等领域。它的基本思想是通过采样,计算出问题的数学期望或概率分布等。

蒙特卡洛方法通常不需要太多的数学知识,只需要了解一些基本的随机数生成、采样和统计分析等技术即可。在分析复杂问题时,蒙特卡洛方法也可以依靠计算机的计算能力进行大规模的模拟和数据处理,因此它的应用范围很广。

相反,神经网络需要对其基本原理、结构和算法进行深入的了解,需要有较强的计算机科学基础和数学知识。同时,神经网络的实现也需要有一定的编程技能和经验,所以相比蒙特卡洛方法来说,神经网络更加复杂。不过,在实际问题中,神经网络通常具有更好的适应性和预测能力,能够处理更加复杂和抽象的问题。

工作时间估算的方法:

(一)类比估算

是指以从前类似工作的实际持续时间为基本依据,估算将来的计划工作的持续时间。

(二)利用历史数据

在时间估算中可利用的历史资料包括:

1定额

项目团队成员要根据自己的经验和本项目的实际情况,对定额数据进行调整。 利用定额进行时间估算一般采用单一时间估算法。

式中Dij——完成i-j项工作的持续时间(小时、天、周、月);

Q——该项工作的工作量;

S——产量定额;

R——投入i-j工作的人数或机械台班;

n——工作的班次。

例题:某工程项目须挖24000立方土方,目前有挖掘机5台,其中3台每班挖100立方,2台每班挖50立方,每天2班制运转,共需几天挖完

答:24000/[(3×100+2×50)×2]=30天

用这种方法估算,一般要求各项工作可变因素少,并且具有一定的时间消耗历史资料。

2项目档案

参加该项目的各个单位可能保存以前完成项目的档案资料,这些可用来估算时间。

3商业化的时间估算数据库

这些数据库在估算工作时间不受实际工作内容影响的项目时非常有用,例如,混凝土养护所需要的时间;对于某种类型的申请,政府机构的审批时间等等。

4项目团队成员的知识

项目团队成员以前完成项目的实际工作时间或时间估算。 这些记忆可能很有用,但一般不如有案可稽的结果可靠。

(三)专家判断估算

专家判断估算常常采用三时估算法。 三时估算法就是首先估算出三个时间值,即最乐观时间a、最可能时间m和最保守时间b。

完成某一工作所需时间出现的概率,可以表示成以

为期望值,以为

(四)模拟法     最常用的是蒙特卡罗分析法;标准离差的概率分布曲线。

Crystal Ball为Microsoft Excel插件。它使用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟技术进行概率风险分析。

您可以在Microsoft Excel环境下建立模型,描述输入变量与输出变量以及定义它们之间的函数关系,通过Crystal Ball指定输入变量的概率分布以及变量间的相关关系,然后通过Crystal Ball进行蒙特卡罗随机模拟抽样,Microsoft Excel会根据建立的逻辑关系和模型对输出变量进行再计算,最后得到输出变量(您所感兴趣的结果)的概率分布。

蒙特卡罗模拟属于哪类风险分析

蒙特卡罗模拟属于量化风险分析领域,是一种基于数模技术的统计学方法,可用于模拟金融市场的各种风险状况。它有助于分析和评估金融市场的复杂性,更好地解释金融事件可能带来的风险,并帮助金融机构制定更科学合理的风险管理措施。

试样的厚度小于电子在同样成分的块状样品中相互作用的范围,就可称之为薄试样。薄试样的横向范围要大于电子束的扩散范围。薄膜试样则是指依附在一个很厚的不为电子束透过的基底上的薄试样,对没有支撑层的薄样叫做薄层试样。这些试样的分析必须使用更灵敏的分析技术,且薄层和薄膜试样的分析方法差别也甚大。现介绍如下。

89441 薄层试样分析

薄层试样分析比较简单。当试样很薄时,弹性散射和能量损失要减小,原子序数效应会消失或处于很次要的位置。当电子束能量增加时,弹性和非弹性散射的截面减小,因此薄层试样最好采用分析电镜,工作电压可高至100keV或更高些。如果没有分析电镜,亦可用扫描电镜或电子探针在工作电压50keV下进行分析,此时,原子序数效应将会变得大一些。如果不考虑电子束的能量,仅仅考虑薄层的厚度,那么试样愈薄,吸收和荧光的影响也就愈小。因此,所有的基质效应,包括原子序数,吸收和荧光效应都可忽略不计。此时,薄层试样的分析可使用一种简单的相对灵敏度因子技术来完成。

A元素对B元素的相对元素灵敏度因子(或Cliff-Lorinier因子)定义为:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:KAB为A元素对B元素的相对元素灵敏度因子;w为质量分数,%;I为已作背景修正的X射线强度;下角标A、B分别为待测元素和参考元素(通常用Si)。

所有待测元素的KAB值是在成分已知的薄层标样上测得。然后利用这一系列KAB值和实测的强度比IB/IA,由上式可计算得未知试样中元素的含量wA对参考元素含量wB的比值;若wB为已知,则可求得wA。

相对灵敏度因子KAB是一种取决于具体试样条件的因子。主要取决于电离截面,阻止本领和试样对于A、B元素X射线的吸收,以及具体仪器的性能(如X射线窗口的吸收和探测器效率)。虽然,KAB因子也能通过计算得出,但谱仪窗口参数的误差将使能量低于2keV的X射线的KAB值的误差变得不可接受。因此,KAB值应在具体仪器上实测,才能用于分析。

为了防止试样吸收的增加,对薄层试样都存在着一个最大厚度极限。Goldstein等推导了最大厚度极限方程,超过此极限,必须作吸收修正。

另外,荧光修正较高的试样如Fe-Cr合金,当厚度超过上述判据时也必须作荧光修正。

除上述方法外,还有以下一些简便的方法,特别是在分析电镜中。

(1)直接质量法

这种方法是使用质量已知的标样,根据实测X射线强度比直接计算试样中某一元素的质量,可分为绝对直接质量法和相对质量法两类。

a绝对直接质量法。此方法要求有一个理想的颗粒标样,主要适用于单颗粒试样的分析。在同一实验条件下对标样和试样进行分析,在分析中要求整个颗粒试样受到电子束的激发。实验中收集到的X射线强度与试样中元素的质量成比例,即:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:mi为元素i的绝对质量;Ii为元素i的特征X射线强度;上角标sp表示试样,st表示标样。

例如,分析一含钼颗粒。使用的标样为MoO颗粒,其中含168×10-5g的钼。在100s内测得MoLα的强度,标样为1307,试样为1200,那么,试样中钼的绝对质量为:

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b相对直接质量法。在颗粒或薄试样中,两种元素的特征X射线强度比与其质量比呈线性关系,即:

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式中:C为常数,i、j为两种不同元素。

例如,分析一水泥颗粒试样。

使用的标样亦为水泥颗粒,其CaO和SiO2的质量比为: ;实测X射线强度比: 因此,常数C=15/25=06。

未知水泥颗粒试样的测量值为ICaKα/ISiKα=2,所以其两元素的比值:

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直接质量法是一种极为简单的定量方法。实际使用中常常由于找不到合适的标样受到很大的限制,并产生较大的误差。

(2)质量百分比法

这种方法是直接计算被分析试样中某一元素的质量与试样总质量的比值。

若某一试样中含有几种元素,其中某一元素i占有的质量分数(%)为:

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式中:N为原子数;A为原子质量。

分母部分实际上指试样被激发体积的总质量。

元素i发射出的特征X射线强度IPi正比于激发区内该元素的原子数Ni,而所发射的韧致辐射强度IBi正比于该区各种元素原子数乘以原子序数平方的总和,所以:

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对于一已知的薄层标样,可以算出Ni和∑Nj·Z2j,也可以测量出特征X射线峰值强度和本底强度,以求出比例常数K。

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对于未知试样则为:

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转换为元素i的质量百分比:

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式中,∑wi·Z2j/Ai项必须经过多次迭代才能得出wi值。对于一些主要成分基本已知的试样,迭代可以省略。例如,已知某软组织切片的主要成分组成为7%H、50%C、25%O、16%N、12%S和P,预测量其Ca的百分含量可选用磷辉石作Ca的标样,先分别测定其强度,然后用上述方法计算,即可得到较为正确的分析值。

实测的磷辉石标样(Ca10P6O26H2)的CaKα的强度IPCaKα=7746,本底IBCaKα=6671

软组织的CaKα峰值强度IPCaKα=7118,本底IBCaKα=7080。

已知Ca的相对原子质量ACa=401,

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上述计算方法对试样厚度有较严格的要求。厚度超过一定之后,特征X射线强度与本底X射线强度之比将失去与元素含量的线性关系。这个极限厚度值与试样的密度、加速电压等因素有关。例如对于生物试样,当使用加速电压为100keV时,可允许厚度约为10μm。

(3)浓度比率法

在某些情况下,元素的绝对浓度并不重要,往往只要知道试样中几种元素之比就可以了(例如对某些黏土矿物的分析)。浓度比率法根据所使用的标样可分为两种:

a使用纯元素薄层作标样。如果被分析的试样中有两种元素i和j,那么必须备有两个薄层标样。先测定两个标样的单位质量厚度发射出的特征X射线,那么试样中两个元素的含量比为:

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式中:IP为实测特征X射线强度,ρx为纯元素标样的质量厚度。

例:试样,Ni-Al片,厚度未知,IPNiKα=150,IPAlKα=140;

标样,Ni片,厚度100nm,IPNiKα=850,

Al片,厚度为200nm,IPAlKα=630。

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则两元素的浓度比为:

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b使用厚的纯元素标样。从厚试样分析可知,试样中元素i的质量分数wi为:

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式中:Ki为试样是元素i的X射线强度和纯标样中元素i的X射线强度比。f(ZAF)为ZAF修正系数。

对于薄试样和纯元素标样,吸收效应可忽略。对薄试样只考虑电离截面的影响,对于厚标样的X射线强度就要考虑背散射和阻止本领的影响。因而试样中两个元素的质量分数比: Fj和Fi为块状纯元素标样的数据,F=(IP)st·Q·S/R,其中:

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R为背散射系数,S为阻止本领。

例如,上述Ni-Al片,实测IPNiKα=150,IPAlKα=140;

使用厚标样纯Ni和纯Al,实测IPNiKα=70000,IPAlKα=9000

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其结果与使用薄的纯元素标样完全吻合。

89442 薄膜试样分析

对于基质上的薄膜,X射线的产生如图8929所示,电子束产生的X射线可来自薄膜或基质。电子的背散射亦同样可来自薄膜或基质。电子在它完全失去自身能量之前,也可以来回通过薄膜和基质的界面。这些作用的发生频率将取决于薄膜的厚度、成分以及基质的成分。蒙特卡罗电子轨迹模拟对于研究基质上薄膜的X射线的发射很理想。如图所示,所有的电子轨迹很易模拟。一些作者已成功地应用蒙特卡罗技术于薄膜分析。

图8929 基质上薄膜中电子可能轨迹示意图

另外一些作者推导了数学函数,用于对薄膜和块状标样的X射线强度比的修正。

Yakowitz和Newbury(1976)发展了一种经验方法,是以X射线深度产生曲线!(ρz)(或称分布曲线)的拟合为基础,作薄膜厚度和成分的快速计算,比上述两种方法较为易行。

Yakowitz-Newbury方法对于那些质量厚度为块状试样中电子与物质相互作用范围的30%的薄膜最为精确。对于较厚的薄膜,由于元素相互的效应,特别是吸收的增大,误差较大。为了修正这些效应,可以采取另一种途径,即迭代方式,这种方法尚未在多元素薄膜中作尝试。

Yakowitz-Newbury方法提供了一个直接的经验修正途径,能用于薄膜的实际分析。如果分析者有大量的多种薄膜需要分析,并希望得到较精确的分析结果,那么蒙特卡罗电子轨迹模拟将是最好的分析方法,特别是在做较厚薄膜分析时更是这样。

AlphaGo是由谷歌开发的人工智能系统,用于探索围棋的规则。蒙特卡罗算法是一种概率算法,用于模拟随机事件并解决各种问题。两者不同之处在于,AlphaGo是一种人工智能系统,通过模仿人类思维的方式来解决问题,而蒙特卡罗算法是一种数学模型,通过模拟随机事件来解决问题。

进一步说,AlphaGo使用了深度学习技术来学习围棋的规则,并使用蒙特卡罗树搜索算法来选择最佳的下棋策略。蒙特卡罗算法则是基于随机模拟的方式来解决问题的。因此,AlphaGo可以根据围棋的规则自主思考和决策,而蒙特卡罗算法则是通过随机模拟来预测结果。

蒙特卡洛模拟又称为随机抽样或统计试验方法,属于计算数学的一个分支,它是在上世纪四十年代中期为了适应当时原子能事业的发展而发展起来的。传统的经验方法由于不能逼近真实的物理过程,很难得到满意的结果,而蒙特卡罗方法由于能够真实地模拟实际物理过程,故解决问题与实际非常符合,可以得到很圆满的结果。

蒙特卡洛随机模拟法的原理是当问题或对象本身具有概率特征时,可以用计算机模拟的方法产生抽样结果,根据抽样计算统计量或者参数的值;随着模拟次数的增多,可以通过对各次统计量或参数的估计值求平均的方法得到稳定结论。

蒙特卡洛随机模拟法 - 实施步骤抽样计算统计量或者参数的值;随着模拟次数的增多,可以通过对各次统计量或参数的估计值求平均的方法得到稳定结论。

扩展资料

基本原理思想

当所要求解的问题是某种事件出现的概率,或者是某个随机变量的期望值时,它们可以通过某种“试验”的方法,得到这种事件出现的频率,或者这个随机变数的平均值,并用它们作为问题的解。这就是蒙特卡罗方法的基本思想。

蒙特卡罗方法通过抓住事物运动的几何数量和几何特征,利用数学方法来加以模拟,即进行一种数字模拟实验。它是以一个概率模型为基础,按照这个模型所描绘的过程,通过模拟实验的结果,作为问题的近似解。可以把蒙特卡罗解题归结为三个主要步骤:构造或描述概率过程;实现从已知概率分布抽样;建立各种估计量。

参考资料来源:百度百科-蒙特卡罗模拟

参考资料来源:百度百科-蒙特卡洛随机模拟法

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