
- •Скобцов ю.А. «эволюционные вычисления»
- •3 Источника эволюционных вычислений
- •Генетические алгоритмы
- •Генетические операторы Репродукция
- •Оператор кроссинговера(скрещивания)
- •Мутация
- •Простой пример
- •Репродукция
- •Представление вещественных решений в двоичной форме
- •Пример функции с популяцией особей в начале эволюции
- •«Конденсация» особей в окрестностях эксремумов
- •Положение особей популяции в конце эволюции
- •Использование кода Грея в га
- •1.8.1 Концептуальная простота
- •1.8.2 Широкая применимость
- •1.8.3 Меньшие требования при решении реальных задач
- •1.8.4 Потенциальное использование априорных знаний и гибридизация с другими методами
- •1.8.5 Параллелизм.
- •1.8.6 Устойчивость к динамическим изменениям
- •1.8.7 Способность к самоорганизации
- •1.8.8 Решение проблем, которые не имеют опыта решений
- •1.8.9 Недостатки га
- •Га для задач комбинаторной оптимизации Задача о покрытии
- •Задача об укладке рюкзака
- •Модификации и обобщения га
- •Пример двухточечного кроссинговера
- •Пример четырехточечного кроссинговера
- •1. Дискретная рекомбинация
- •Промежуточная рекомбинация
- •Мутация над вещественными числами
- •Генетические алгоритмы с изменяемой мощностью популяций
- •Параллельные генетические алгоритмы
- •Генетическое программирование
- •Усекающая мутация
- •Растущая мутация
- •Мутация «Обмен поддеревьев»
- •Фитнесс-функция в генетическом программировании
- •Применение эволюционных вычислений
- •С основами эволюционных вычислений можно ознакомиться в следующей книге:
Усекающая мутация
(a+b)/c*d*e b/c*d*e
Растущая мутация
Мутация «Обмен поддеревьев»
Фитнесс-функция в генетическом программировании
В
отличие от генетических алгоритмов,
где часто при поиске экстремумов в
качестве фитнесс-функции используется
исходная целевая функция, в ГП
фитнесс-функция обычно определяет меру
близости между реальными
и требуемыми
выходными значениями (например, при
использовании ГП в символьной регрессии).
Поэтому в качестве фитнесс-функции часто используется абсолютная или квадратичная ошибка.
В этом случае фитнесс-функция использует обучающее множество данных, на котором выполняется обучение системы. С помощью фитнесс-функции в процессе обучения реализуется обратная связь, которая показывает насколько хорошо данная особь-программа реализует необходимую функцию на обучающем множестве.
Фитнесс-функция
- ошибка в метрике абсолютных значений
,
где суммирование выполняется по обучающей
выборке.
Фитнесс-функция
- квадратичная ошибка
Применение эволюционных вычислений
1. Задачи оптимизации для сложных мультимодальных функций.
2. Задачи комбинаторной оптимизации (переборного типа).
3. В технике: параметрический и структурный синтез систем (схем).
4. Обработка сигналов и изображений.
5. В экономике: задачи прогнозирования, оптимальные инвестиции.
6. Задачи календарного планирования.
7. В химии: синтез новых соединений, поиск оптимальных параметров химических процессов.
8.
С основами эволюционных вычислений можно ознакомиться в следующей книге: