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馬可夫過程

馬爾可夫過程是一種隨機過程,具有「無記憶性」的特點,即未來的狀態僅與當前狀態有關,而與過去的狀態無關。馬爾可夫過程可以追溯到1907年,由俄國數學家A.A.馬爾可夫提出。

在馬爾可夫過程中,系統的下一個狀態僅取決於當前狀態,而與過去的狀態無關。這種性質被稱為馬爾可夫性。馬爾可夫過程可以用狀態空間條件分布函式來描述,其中狀態空間是過程可能處於的各種狀態集合,條件分布函式描述了在給定當前狀態下,未來狀態的條件分布。

馬爾可夫過程是一個廣泛套用於多種領域的機率模型,包括統計學經濟學計算機科學等。它被用來模擬和預測具有「無記憶」特性的系統行為。馬爾可夫過程可以分為幾種不同的類型,包括:

馬爾可夫鏈:這是最簡單的形式,涉及隨時間變化的隨機變數來模擬系統的狀態。在這種情況下,系統的下一個狀態只依賴於當前狀態。

隱馬爾可夫模型(HMM):當馬爾可夫鏈的狀態不能直接觀察到,而是通過觀察某些輸出變數時使用。

馬爾科夫決策過程(MDP):這是一種擴展形式,其中決策者(Agent)在每個時刻根據當前狀態選擇一個行動,然後根據狀態轉移機率轉移到下一個狀態。這通常用於強化學習問題。

部分可觀測馬爾科夫決策過程(POMDP):這是當系統的狀態只能部分觀察到的情況,適用於控制簡單代理或機器人等問題。

總的來說,馬爾可夫過程提供了一種理解和分析具有「無記憶」特性的動態系統的有效方法。