Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы теории эволюционных вычислений. Научная монография
.pdf
программирование [Текст
] / В.М.
Курейчик, С.И. Родзин
//
Известия
РАН. Теория и системы управления
[
Курейчик
эволюционное
С.И. Родзин
//
, 2003]
Эволюционные вычисления: генетическое и
программирование
Новости искусственного интеллекта
. – 2002. – N 1. – С. 127 – 137.
[
Текст
N 5(59). – С. 13 – 19.
[
Курейчик
и артефактов
продукты и системы
[
Курейчик
[
Текст
] / В.М.
[
Текст
, 2004]
Компьютерный синтез программных агентов
] / В.М.
Курейчик, С.И. Родзин
. – 2004. – N 1. – С. 23-27.
, 2006]
Поисковая адаптация: теория и практика
Курейчик, Б.К. Лебедев, О.Б. Лебедев
2006.
[
Курейчик
, 2007 а]
Анализ и обзор моделей эволюции [Текст
В.В. Курейчик, В.М. Курейчик, П.В. Сороколетов
Теория и системы управления
[
Курейчик
, 2007 б]
. – 2007. – №5. – С. 114 – 126.
Новая технология эволюционно-квантового
] / В.М.
Курейчик
. – 2003. –
//
Программные
. – М.:
//
Физматлит
Известия РАН
,
,
] /
.
поиска [Текст
учебных заведений. Электромеханика
[
Курейчик
параметрами [Текст
И.В. Хабарова
[
Курейчик
] / В.В.
Курейчик, П.В. Сороколетов
. – 2007. – №3. – С. 48 – 52.
, 2007 в]
]:
–
Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ
, 2009 а]
Эволюционные модели с динамическими
монография
/ В.В.
Концепция эволюционных вычислений
Курейчик, П.В. Сороколетов
инспирированных природными системами
В.М. Курейчик, С.И. Родзин
Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ
[
Курейчик
, 2009 б]
алгоритма колонии пчёл
//
Известия ЮФУ. Технические науки
ЮФУ
[
Текст
. – 2009. – N 12 (101). – С. 47 – 54.
[
Курейчик
] / В.М.
, 2009 в] Об
Курейчик
//
Известия ЮФУ. Технические науки
. – 2009. – N 4 (93). – С. 16 – 27.
Эволюционная оптимизация на основе
[
Текст
] / В.В.
Курейчик, Е.Е. Полупанова
. –
одной модели эволюции Шмальгаузена
//
Известия ЮФУ. Технические науки
//
Известия высших
, 2007.
[
Текст
] / В.В.
Курейчик
. –
Таганрог: Изд-во ТТИ
. –
,
,
,
Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ
[
Поппер
, 2000]
Эволюционная эпистемология и логика
. – 2009. – N 4 (93). – С. 7 – 16.
211
социальных наук: Карл Поппер и его критики [Текст
] /
Составление
Д.Г. Лахути, В.Н. Садовского, В.К. Финна
2000.
[
Рапопорт
Общность
[
Текст
[
Текст
] / Г.Н.
[
Растригин
] / Л.А.
[
Редько
концепции эволюционной кибернетики
Комкнига
, 2005.
[
Редько
интеллекту [Текст
[
Родзин
интеллектуализация
, 2005]
структуры
Искусственный и биологические интеллекты
,
эволюция
Рапопорт, А.Г. Герц
, 1981]
Растригин
, 2005]
Эволюция, нейронные сети, интеллект: модели и
, 2006]
] /
Под ред. В.Г. Редько
, 2002]
. –
От моделей поведения к искусственному
обучения
Адаптация
Рига: Зинатне
Информационные
. – М.:
,
и
Комкнига
, 1981.
[
. – М.:
моделирование
. – М.:
процессы
сложных
Текст
Комкнига
Эдиториал УРСС
познания
, 2005.
] / В.Г.
Редько
систем
. – М.:
, 2006.
технологии
эволюции
,
.
:
,
распознавание речи
Дону: Изд-во СКНЦ ВШ
[
Родзин
, 2005]
[
Текст
] / С.И.
Родзин, С.М. Ковалев
. −
Ростов-на
, 2002.
Интеллектуальные системы. Проблемы и
перспективы создания единой концепции гибридных эволюционных
вычислений
[
Текст
] /
С.И. Родзин
. – М.:
Физматлит
, 2005. –
С. 76 − 94.
[
Родзин
, 2007 a]
Интеллектуальные системы. Генетические
алгоритмы: базовая концепция, когнитивные возможности и
проблемные
монография
/ С.И.
вопросы
теории
[
Текст
Родзин; под ред. В.М. Курейчика
]:
. – М.:
коллективная
Физматлит
2007. – С. 47 − 66.
[
Родзин
генетического программирования
межд. научно-тех. конф
«
Интеллектуальные САПР
, 2007 б]
О
некоторых
[
Текст
. «
Интеллектуальные системы
» (CAD-2007).
прикладных
] / С.И.
Научное издание в
Родзин
» (AIS'07) и
//
задачах
Труды
4-х
-
,
томах
. – М.:
[
Родзин
Физматлит
, 2009 a]
, 2007. – Т.1. – С.79 – 88.
Организация параллельных эволюционных
вычислений при поиске и оптимизации проектных решений [Текст
212
] /
C.И.
Родзин
//
Известия ЮФУ. Технические науки
. –
Таганрог: Изд-во
ТТИ ЮФУ
[
организация параллелизма
. – 2009. – N 4 (93). – С. 39 – 46.
Родзин
, 2009 б]
Эволюционные вычисления: единая теория и
[
Текст
] /
Родзин С.И
. //
Нечеткие системы
и мягкие вычисления: сб. ст. Третьей Всероссийской научной
конференции
:
В
2-х
т
.
Т
.I −
Волгоград
:
Изд-во ВолгГТУ
2009. − С.30 − 40.
[
Родзин
алгоритмах, инспирированных природными системами
коллективная монография
М
.:
Физматлит
[
Родзин
вычислений
информационных технологий
[
Рутковская
нечеткие
, 2009 в]
Интеллектуальные системы. О некоторых
/ С.И.
, 2009. – С. 34 − 45.
, 2010]
[
Текст
Организация параллельных эволюционных
] / С.И.
, 2004]
Нейронные сети, генетические алгоритмы и
системы [Текст
Родзин; под ред. В.М. Курейчика
Родзин
//
Вестник компьютерных и
. – 2010. – N 9. – С. 7 − 13.
] / Д.
Рутковская
,
[
Текст
. –
М. Пилиньский
]:
,
,
Л. Рутковский
[
Северцов
[
Текст
] / Г.А.
[
Хедрик
Техносфера
[
Шмальгаузен
стабилизирующего отбора
. – М.:
, 2005]
Северцов
, 2003]
, 2003.
Горячая линия
Теория
. – М.:
Гуманитар. изд. Центр ВЛАДОС
–
Телеком
Генетики популяции
, 1968]
[
Факторы
Текст
] / И.И.
, 2004.
Эволюции
[
Текст
] / Ф.
эволюции
Шмальгаузен
:
Хедрик
.
– М.:
учебник
, 2005.
. – М.:
Теория
Наука
1968.
[
Abraham
, 2006] Swarm Intelligence in Data Mining [Text] /
A. Abraham, G. Grosan, Ramos V. – Berlin Heidelberg: Springer Verlag,
2006.
[
Back
, 1996] Evolutionary algorithms in theory and practice [Text] /
T. Back – NY: Oxford Uni press, 1996.
[
Blackmore
, 1999] The Meme Machine [Text] /
,
S. Blackmore. − Oxford: University Press, 1999.
[
Dorigo
, 1996] The Ant System: Optimization by a colony of
cooperating objects [Text] / M. Dorigo, V. Maniezzo, A. Colorni // IEEE
213
Trans. on Systems, Man, and Cybernetics. – 1996. – Part B. – N 26(1). –
pp. 29 – 41.
[
Goldberg
, 1989] Genetic algorithms in search, optimization, and
machine learning [Text] / D.E. Goldberg. – USA: Addison–Wesley
publishing company, inc., 1989.
[
Goncalves
, 2009] Hybrid parallel genetic approach for onedimensional bin packing problem [Text] / G. Goncalves, H. Allaoui,
V. Kurejchik // 23rd European conf. of Operational Research, Bonn, July
5-8, 2009. – pp. 202 – 208.
[
Grefenstette,
1991] Strategy acquisition with genetic algorithms
[Text] / J.J. Grefenstette // Handbook of genetic algorithms. – NY: Van
Nostrand Reinhold, 1991. – pp.186 – 201.
[
Grover
, 2000] Synthesis of Quantum Superpositions by Quantum
Computation [Text] / L.K. Grover. – Physical Rev. Letters. – Vol 85. –
No.6. – 2000. – pp 1334 – 1337.
[
Holland
, 1975] Adaptation in natural and artificial systems [Text] /
J.H. Holland – An Arbor : the Uni of Michigan press, 1975.
[
Holland
, 1986] Induction: processes of inference, learning and
discovery [Text] / J.H. Holland. – Cambridge: MA; MIT Press, 1986.
[
Jong
, 1991] An analysis of the interacting roles of population size
and crossover in genetic algorithms [Text] / De Jong K., Spears W.M. –
Berlin: Springer, 1991.
[
Kennedy
, 1995] Particle swarm optimization [Text] / Kennedy J. //
Proc. IEEE int. conf. on Neural Networks. – NJ: IEEE Service Center,
1995. – pp. 1942–1948.
[
Koza
, 1992] Genetic Programming [Text] / J.R. Koza – Cambridge:
MA:MIT Press, 1992.
[
Kureichik
, 2004] Genetic Algorithms [Text] / V.M. Kureichik,
V.V. Kureichik. − Konstaz: Hartung-Gorre Verlag, 2004.
[
Kureichik
, 2009] Algorithms for Applied CAD Problems [Text] /
V.M. Kureichik, S.P. Malioukov, V.V. Kureichik,
A.S. Malioukov. − Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009.
[
Moscato
, 2002] Memetic algorithms [Text] / P. Moscato: In
214
Handbook of Applied Optimization. – Oxford: University Press, 2002,
chapter 3.6.4. – pp. 157–167.
[
Nissen
, 1997] Einführung in evolutionare algorithmen [Text] /
V. Nissen – Braunschweig: Vieweg, 1997.
[
Nordin
, 1995] Evolving turing-complete programs for a register
machine with self-modifying code [Text] / P. Nordin, W. Banzhaf // Proc.
of the sixth int. conf. on genetic Programming. – San Francisko: Morgan
Kaufmann, 1995.
[
Rechenberg
, 1994] Evolutionsstrategie [Text] / I. Rechenberg.
− Stuttgart: Frommann-Holzboog, 1994.
[
Rodzin
, 2002] Schemes of Evolution Strategies [Text] / S.I. Rodzin
// Proc. of 2002 IEEE Int. Conf. on AI-Systems (ICAIS, sept. 2002).
− IEEE Comp. Society: Los Alamos, California. − pp. 375-380.
[
Solomon
, 1987] Algorithms for the Vehicle Routing and
Scheduling Problems with Time Windows Constraints [Text] //
M.M. Solomon Operation Research. – 1987. – Vol. 35 – pp. 254 – 265.
http://web.cba.neu.edu/.
[
Weise
, 2008] Global Optimization Algorithms: Theory and
Application [Text] / T. Weise. – Publish Date: 2008. – http://www.itweise.de/
[
Whitley
, 1994] Lamarckian evolution, the baldwin effect and
function optimization [Text] / L.D. Whitley, V.S. Gordon, K.E. Mathias //
In PPSN III: Proc. of the int. conf. on Evolutionary Computation. 1994. –
pp. 6 – 15. – online available at http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/.
[
Wolpert
, 1995] The no free lunch theorems for optimization
[Text] / D.H. Wolpert, W.G. Macready // IEEE Trans. Evol. Comp. −
1997. − V.1, N 1. – pp. 67 – 82.
215
Список используемых определений и сокращений
В монографии применяются следующие термины и
определения
Адаптация
.
–
способность
живого
организма
или
технической системы изменять свое состояние и поведение
(
параметры
,
структуру
,
алгоритм
функционирования
)
зависимости от изменения условий внешней среды путём
накапливания и использования информации о ней
Алгоритм
варьируемых данных к искомому результату
Анализ
части
.
Аппроксимация функции
–
точное предписание, процесс, ведущий от
.
–
метод исследования путем разбора целого на
–
определение
.
по
экспериментальным данным функции, наилучшим образом
приближающейся
к
неизвестной
зависимости
и
удовлетворяющей определëнным критериям
в
База знаний – основной компонент интеллектуальной
системы, содержащий экспертные знания об определëнной
предметной области. Собрание правил, эвристик и процедур
организованных различными моделями представления знаний
Ген – часть решения (несколько бит
Генотип – закодированное решение
Гипотеза
–
предположение о закономерной связи явлений
Закономерность, зависимость – отношение
функцией и ее аргументами
.
).
.
.
.
между
Квантовые вычисления – вычисления, выполняемые на
гипотетическом
вычислительном
устройстве
(
квантовом
компьютере) с помощью следующего квантового алгоритма
берется система кубитов, на которой записывается начальное
состояние, затем состояние системы или её подсистем
изменяется посредством базовых квантовых операций, в конце
,
:
измеряется значение, которое является результатом
.
Когнитология – междисциплинарная теория, с помощью
которой изучаются процессы восприятия, познания, понимания
216
,
мышления, обучения и моделируется работа естественных и
искусственных интеллектуальных систем
.
Концепция – система взглядов, то или иное понимание
явления, основная точка зрения, руководящая идея, замысел
Локус – местоположение, позиция гена в хромосоме
Метод
(
способ
) –
путь исследования, систематизированная
.
.
совокупность шагов, приёмов, действий и операций, которые
необходимо предпринять, чтобы решить определенную задачу и
достичь цели познавательной или практической деятельности
Методология
–
система базисных принципов
,
.
методик, способов и средств их реализации в научно
практической деятельности
Модель – материальный
.
или
виртуальный
объект
отличный от исходного, но способный заменить его в рамках
решаемых задач; система зависимостей, имитирующая структуру
и
функционирование
исследуемого
объекта
.
Основное
,
-
требование к модели
Обобщение
–
адекватность объекту
–
вид абстракции в моделях данных, при
.
котором множество подобных объектов рассматривается как
один обобщенный объект
Оператор (в математике, программировании
тип программной функции
Параллелизм
вычислительных
позволяющее
одновременно на
(
платформ
исполнять
эволюционной теории
.
) –
функция
.
многопоточность
и
компьютерных программ
разные
разных устройствах
–
независимое появление сходных черт
операции
.
Параллелизм в
) –
программ
свойство
строения у разных групп организмов на основании особенностей
унаследованных от общих предков
Поиск
−
движение в структурированном пространстве от
.
одних узлов этого пространства к другим. Если поиск является
,
,
,
целенаправленным, то задаётся множество начальных узлов, с
которых поиск может начинаться, и множество конечных узлов
при достижении которых поиск прекращается. Движение по
217
,
структуре поискового пространства определяется стратегией
поиска. Эвристический поиск осуществляется на основе правил
упрощающих или ограничивающих пространство поиска
решения. Эвристики могут быть как количественными, так и
качественными
Принцип
особенность устройства, механизма или прибора
Программа
подлежащая обработке
Распределенные вычисления
.
–
исходное
–
упорядоченная последовательность команд
положение
.
теории
−−−−
способ
,
основная
.
решения
трудоёмких вычислительных задач с использованием двух и
более компьютеров, объединённых в сеть. Являются частным
случаем параллельных вычислений, то есть одновременного
решения различных частей одной вычислительной задачи
несколькими процессорами одного или нескольких компьютеров
Поэтому
необходимо
,
чтобы
решаемая
задача
была
,
,
.
сегментирована, то есть разделена на подзадачи, которые могут
вычисляться параллельно. При этом для распределенных
вычислений приходится также учитывать возможное различие в
вычислительных ресурсах, которые будут доступны для расчёта
различных подзадач. Более того, не всякую задачу можно
разделить на подзадачи, которые можно решать параллельно
Рекомендации
Теория
(
теоретические основы, положения
основных идей в той или иной отрасли знания
Фенотип – раскодированное решение
Хромосома – решение (код
Эволюционные
–
советы, указания, предложения
.
.
).
алгоритмы
–
группа
.
) –
.
система
методов
эвристического поиска решений, моделирующих процессы
природной эволюции
Эволюционные вычисления
.
–
математические
преобразования, позволяющее трансформировать входной поток
информации в выходной по правилам, основанным на имитации
механизмов эволюционного синтеза, а также на статистическом
218
подходе к исследованию ситуаций и итерационном приближении
к искомому решению
В книге используются следующие сокращения
ВСА
ГА
ГП
КМК
ЛПР
САПР
СБИС
ЦФ
ЭА
ЭВ
ЭП
ЭС
−
временная сложность алгоритма
−
генетический алгоритм
−
генетическое программирование
−
компьютерная модель классификации
−
лицо, принимающее решение
−
система автоматизированного проектирования
−
сверхбольшие интегральные схемы
−
целевая функция
−
эволюционные алгоритмы
−
эволюционные вычисления
−
эволюционное программирование
−
эволюционные стратегии
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
219
Персоналии
Голдберг Дэвид
университета штата Иллинойс, известен
своими основополагающими работами в
области генетических алгоритмов. Является
автором
цитируемых
генетическим
одной
оптимизации и машинного обучения
Дарвин Чарльз
выдающийся английский учёный. Вопрос о
происхождении видов путем естественного
отбора возник для Дарвина в
посвятил изучению этой проблемы
Только в
1859 г. на
общества в Лондоне ученый выступил с
(
род
. 1962) −
из
наиболее
книг
по
алгоритмам
.
(1809 – 1882) −
профессор
часто
информатике
для
поиска
1838 г.
20
заседании Линнеевского
Он
лет
,
,
.
докладом
,
где и обозначил основные
положения теории естественного отбора. Тогда же была издана
книга
Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь
Дарвину, главное, что движет эволюцией
«
Происхождение видов путем естественного отбора, или
, −
это естественный
».
По
отбор, изменчивость и наследственность. Благодаря фактору
изменчивости образуются новые функции в организмах
наследственность
делает
эти
признаки
постоянными
Естественный отбор основан на борьбе за существование
выживание и размножение, он способствует возникновению
новых видов. Ещё один широко известный труд учёного
«
Происхождение человека и половой отбор
», в
котором он
утверждает родство человека и обезьяны. Теорию Дарвина
продолжают и развивают многие другие ученые, среди которых
был и Т. Гексли, который впервые ввёл в
1860 г.
термин
,
.
,
«
дарвинизм
».
Чарльз Дарвин был удостоен множества наград и
регалий. Его признавали, его критиковали, и эта ситуация
остается таковой по сей день
.
220
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]