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马尔可夫过程英文解释翻译、马尔可夫过程的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 markov process

分词翻译:

马的英语翻译:

equine; gee; horse; horseflesh; neddy; steed
【医】 hippo-

尔的英语翻译:

like so; you

可的英语翻译:

approve; but; can; may; need; yet

夫的英语翻译:

goodman; husband; sister-in-law

过程的英语翻译:

course; procedure; process
【计】 PROC
【化】 process
【医】 course; process
【经】 process

专业解析

马尔可夫过程(Markov Process),又称马尔可夫链(Markov Chain),是一种重要的随机过程,其核心特性是无记忆性(Memorylessness),即系统的未来状态仅依赖于当前状态,而与过去的历史状态无关。这一特性在数学上称为马尔可夫性质(Markov Property)。

核心定义

在离散时间或连续时间中,一个随机过程 ${X(t), t in T}$ 被称为马尔可夫过程,若对任意时刻 $t_0 < t_1 < cdots < tn < t{n+1}$ 及任意状态 $x_0, x_1, ldots, xn, x{n+1}$,满足以下条件: $$ P(X(t{n+1}) = x{n+1} mid X(t_n) = xn, X(t{n-1}) = x_{n-1}, ldots, X(t_0) = x0) = P(X(t{n+1}) = x_{n+1} mid X(t_n) = x_n) $$ 该公式表明:未来状态的条件概率仅取决于当前状态。

关键特性与分类

  1. 状态空间(State Space)

    系统可能处于的状态集合,可分为离散型(如有限状态机)或连续型(如布朗运动)。

  2. 时间参数集

    • 离散时间马尔可夫链(DTMC):时间点为离散序列(如 $t=0,1,2,ldots$),常用转移概率矩阵描述状态变化。
    • 连续时间马尔可夫链(CTMC):时间连续变化,通过转移速率矩阵(Q矩阵)定义状态转移。
  3. 转移概率

    • 离散时间:$P{ij} = P(X{t+1} = j mid X_t = i)$
    • 连续时间:$q{ij}$ 表示从状态 $i$ 到 $j$ 的转移速率,满足 $sum{j eq i} q{ij} = -q{ii}$。
  4. 齐次性(Homogeneity)

    若转移概率/速率不随时间变化,则称为齐次马尔可夫过程。其转移概率满足: $$ P{ij}(t) = P(X{s+t} = j mid X_s = i) quad (forall s,t) $$

应用领域

马尔可夫过程在以下领域具有广泛应用: |领域 |典型应用场景 | |------------------|-------------------------------------| |自然语言处理 | 文本生成、语音识别(隐马尔可夫模型) | |金融工程 | 股价建模、信用风险评估| |排队论 | 服务系统优化、网络流量控制| |生物信息学 | DNA序列分析、蛋白质结构预测 | |强化学习 | 马尔可夫决策过程(MDP) |

权威参考来源

  1. 数学定义与性质

    • Ross, S. M. Stochastic Processes (Wiley, 1996):经典随机过程教材,系统阐述马尔可夫理论。
    • Grimmett, G., & Stirzaker, D. Probability and Random Processes (Oxford University Press):涵盖离散与连续马尔可夫过程证明。
  2. 应用实例

    • Jurafsky, D. & Martin, J. H. Speech and Language Processing (Pearson):详述隐马尔可夫模型在NLP中的应用。
    • Björk, T. Arbitrage Theory in Continuous Time (Oxford UP):金融随机模型分析。
  3. 计算实现

    • NumPy/SciPy官方文档:提供马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法实现。
    • TensorFlow Probability库:支持复杂随机过程建模。

注:因未搜索到可直接引用的网页链接,以上参考来源为公认权威学术著作及工具库文档,建议通过学术数据库或官方开发者平台获取详细内容。

网络扩展解释

马尔可夫过程(Markov Process)是概率论和随机过程中的核心概念,描述一类具有“无记忆性”的随机系统。其核心特征是:未来状态仅依赖于当前状态,与过去状态无关。以下是详细解释:


一、核心定义


二、主要分类

  1. 按时间与状态空间:

    • 离散时间马尔可夫链(DTMC):时间离散(如 $t=0,1,2,dots$),状态离散(如有限个状态)。
    • 连续时间马尔可夫链(CTMC):时间连续,状态离散(例如排队系统中的顾客数量)。
    • 马尔可夫决策过程(MDP):在马尔可夫性基础上引入决策和奖励,用于强化学习。
  2. 特殊类型:

    • 布朗运动:连续时间、连续状态的马尔可夫过程。
    • 泊松过程:事件发生次数随时间演化的马尔可夫过程。

三、关键性质

  1. 无记忆性(马尔可夫性):核心特征,简化了复杂系统的建模。
  2. 转移概率:通过状态转移矩阵(离散情况)或转移速率矩阵(连续时间)描述状态变化规律。
  3. 稳态分布:某些马尔可夫过程经过长时间演化后,状态概率趋于稳定值。

四、应用领域

  1. 自然语言处理:如语言模型中的n-gram模型(假设下一个词仅依赖前n-1个词)。
  2. 金融建模:股票价格、信用评级迁移的预测。
  3. 排队论:分析服务系统的等待时间和资源分配。
  4. 生物信息学:DNA序列进化分析。

五、示例说明

假设天气只有“晴”和“雨”两种状态,若今日晴,则明日有70%概率晴、30%概率雨;若今日雨,则明日有50%概率晴、50%概率雨。此系统可表示为离散时间马尔可夫链,其状态转移矩阵为:
$$ P = begin{bmatrix} 0.7 & 0.3 0.5 & 0.5 end{bmatrix} $$


马尔可夫过程通过简化状态依赖关系,成为建模动态系统的强大工具。其核心思想“未来只与现在有关”在现实世界中虽为理想化假设,但在许多场景(如简单物理系统、短期预测)中具有实用价值。

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