MATLAB是一款功能非常強大的計算機軟件,在科學(xué)研究和工程實踐中得到了廣泛的應(yīng)用。利用它來編制科學(xué)研究領(lǐng)域常用的技術(shù)、算法、過程,并揭開這些在大多數(shù)人眼中極為深奧的數(shù)學(xué)方法神秘的面紗,使每位科學(xué)工作者都能非常容易地使用它們來解決實際問題,是作者學(xué)習(xí)MATLAB后,結(jié)合實際的科學(xué)研究經(jīng)驗產(chǎn)生的一個強烈的愿望。本書是作者撰寫的MATLAB應(yīng)用系列之一,此外還包括《模式識別與智能計算的MATLAB實現(xiàn)(第2版)》《最優(yōu)化方法及其MATLAB實現(xiàn)》。
預(yù)測是指對研究對象的未來狀態(tài)進行估計和推測。它是根據(jù)事物發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀,綜合各方面的信息,運用定性和定量的科學(xué)分析方法,揭示客觀事物發(fā)展過程中的客觀規(guī)律,并對事物的各種客觀現(xiàn)象之間的聯(lián)系及作用機制做出科學(xué)分析,指出各個客觀現(xiàn)象未來發(fā)展的可能途徑和結(jié)果。它是隨著社會化大生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進步而發(fā)展起來的一門科學(xué),其綜合了哲學(xué)、社會學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)及工程技術(shù)等方面的理論與方法。
預(yù)測是應(yīng)用非常廣泛的技術(shù),有關(guān)這方面的論文數(shù)量眾多。它既可以用于研究自然現(xiàn)象,又可以用于研究社會現(xiàn)象。將其與不同的實際問題相結(jié)合,就產(chǎn)生了不同的預(yù)測分支,如社會預(yù)測、人口預(yù)測、經(jīng)濟預(yù)測、市場預(yù)測、政治預(yù)測、科技預(yù)測、軍事預(yù)測、氣象預(yù)測等。預(yù)測也是一門歷史悠久的技術(shù)。公元前7世紀(jì)至公元前6世紀(jì),古希臘哲學(xué)家塞利斯已能通過研究氣象氣候預(yù)測農(nóng)業(yè)收成。在我國公元前4世紀(jì),祖先們就能利用自然界的運行規(guī)律,預(yù)測自然災(zāi)害。在現(xiàn)代,人們更加重視預(yù)測技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。預(yù)測技術(shù)既可能是簡單的,也可能是非常復(fù)雜的。對于一些簡單事物的發(fā)展過程(如生產(chǎn)實踐活動),預(yù)測可以輕松地得以進行并能“想當(dāng)然”地很快得出結(jié)論。但是當(dāng)今世界,事物的發(fā)展往往不是簡單、孤立地進行的,各事物之間相互聯(lián)系,影響因素多且非常復(fù)雜,有些甚至沒有辦法用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)語言來描述,此時,僅僅依靠經(jīng)驗或人工進行預(yù)測就顯得無能為力,這時就有必要借助各種技術(shù)手段了。事實上,預(yù)測的本質(zhì)就是為擇優(yōu)提供依據(jù),反映在數(shù)學(xué)上就是最優(yōu)化計算的問題。所以從這個角度分析,當(dāng)今的任何一種預(yù)測都離不開數(shù)學(xué)模型和計算機模擬。正是基于這一點考慮,本書以易于學(xué)習(xí)和應(yīng)用廣泛的MATLAB為基礎(chǔ),將計算機模擬技術(shù)與定量預(yù)測的基本原理緊密結(jié)合起來,對人類各種活動的經(jīng)典預(yù)測進行模擬計算、實驗,使得預(yù)測的理論簡明直觀、容易理解與應(yīng)用。本書的目的是幫助讀者掌握和應(yīng)用現(xiàn)代各類預(yù)測技術(shù)與方法,結(jié)合計算機模擬技術(shù),解決各類活動中各種預(yù)測問題。雖然這些技術(shù)與方法不能完全阻止人們做出不明智甚至愚蠢的預(yù)測,但可以讓人們認(rèn)真思考如何去預(yù)測,在遇到難以明辨與取舍的問題的時候能有所幫助和啟迪。
本書按照理論基礎(chǔ)、算法模型、實例三個內(nèi)容對預(yù)測技術(shù)進行闡述,著重介紹算法程序和應(yīng)用實例,具有較強的指導(dǎo)性和實用性。本書對定性預(yù)測技術(shù)作簡單介紹,而對諸如回歸分析、時間序列、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色系統(tǒng)等現(xiàn)在較為常用的定量預(yù)測技術(shù)進行了較為詳細(xì)的介紹。盡管書中較為詳盡地列舉了經(jīng)典而常用的預(yù)測技術(shù),但由于實際預(yù)測問題的種類繁多、不勝枚舉,而且還不斷有新問題出現(xiàn),所以不可能列舉出所有的問題來。本書旨在“授人以漁”,予以預(yù)測方法的引導(dǎo)和思維的啟發(fā),需要讀者加以融會貫通和思考引申,從而達到“觸類旁通、舉一反三”的目的。
本書的出版得到了北京航天航空大學(xué)出版社的大力支持,陳守平編輯在本書內(nèi)容、編排等多個方面提出了寶貴的意見,書中還參考了許多學(xué)者的研究成果,在此一并表示衷心的感謝!
由于作者水平、精力及時間有限,加之書的內(nèi)容較多,程序較多,書中難免存在疏漏,懇請讀者不吝賜教,提出寶貴的意見和建議,以匡所不逮。讀者可以登錄北京航空航天大學(xué)出版社的官方網(wǎng)站,選擇“下載專區(qū)”→“隨書資料”下載本書配套的程序代碼。也可以關(guān)注“北航科技圖書”微信公眾號,回復(fù)“ 3334”可獲得本書的免費下載鏈接。還可以登錄MATLAB中文論壇,在本書所在版塊(https://www.ilovematlab.cn/forum-277-1.html)下載相應(yīng)代碼。下載過程中遇到任何問題,請發(fā)送電子郵件至goodtextbook@126.com 或致電010 82317738咨詢處理。書中給出的程序僅供參考,讀者可根據(jù)實際問題進行完善或自行改寫,以提升自己的編程實踐能力。
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作 者
2020年5月
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