Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ekzamen_SII.doc
Скачиваний:
22
Добавлен:
30.03.2015
Размер:
1.17 Mб
Скачать
  1. Какими характеристиками обладает инс в отличие от вм фон Неймана. [вверх]

Отличия ИНС от машин с архитектурой фон Неймана

Вычислительные системы, основанные на искусственных нейронных сетях, обладают рядом качеств, которые отсутствуют в машинах с архитектурой фон Неймана (но присущи мозгу человека):

  • Массовый параллелизм;

  • Распределённое представление информации и вычисления;

  • Способность к обучению и обобщению;

  • Адаптивность;

  • Свойство контекстуальной обработки информации;

  • Толерантность к ошибкам;

  • Низкое энергопотребление.

  1. Какая теорема лежит в основе генетических алгоритмов, и что она доказывает? [вверх]

«Отцом-основателем» генетических алгоритмов считается Джон Холланд, книга которого «Адаптация в естественных и искусственных системах» (1975) является основополагающим трудом в этой области исследований. Ему же принадлежит доказательство теоремы схем (Теорема схем, или теорема шаблонов — основная теорема теории генетических алгоритмов, дающая обоснование их эффективности.)

Генетический алгоритм

Пусть дана некоторая сложная функция (целевая функция), зависящая от нескольких переменных, и требуется найти такие значения переменных, при которых значение функции максимально(минимально). Задачи такого рода называются задачами оптимизации и встречаются на практике очень часто.

J(x)→min(max), где вектор x = (x1, x2, …, xm)

Генетический алгоритм (англ. genetic algorithm) — это эвристический алгоритм поиска, используемый для решения задач оптимизации и моделирования путём случайного подбора, комбинирования и вариации искомых параметров с использованием механизмов, напоминающих биологическую эволюцию.

Отличительной особенностью генетического алгоритма является акцент на использование оператора «скрещивания», который производит операцию рекомбинации решений-кандидатов, роль которой аналогична роли скрещивания в живой природе.

Описание генетического алгоритмам

Задача формализуется таким образом, чтобы её решение могло быть закодировано в виде вектора («генотипа») генов. Где каждый ген может быть битом, числом или неким другим объектом. В классических реализациях ГА предполагается, что генотип имеет фиксированную длину. Однако существуют вариации ГА, свободные от этого ограничения.

Некоторым, обычно случайным, образом создаётся множество генотипов начальной популяции. Они оцениваются с использованием «функции приспособленности», в результате чего с каждым генотипом ассоциируется определённое значение («приспособленность»), которое определяет насколько хорошо фенотип им описываемый решает поставленную задачу.

Из полученного множества решений («поколения») с учётом значения «приспособленности» выбираются решения (обычно лучшие особи имеют большую вероятность быть выбранными), к которым применяются «генетические операторы» (в большинстве случаев «скрещивание»crossover и «мутация»mutation), результатом чего является получение новых решений. Для них также вычисляется значение приспособленности, и затем производится отбор («селекция») лучших решений в следующее поколение.

  1. Дайте определение понятию «эволюционные алгоритмы». [вверх]

Эволюционные алгоритмы

Эволюционные алгоритмы — направление в искусственном интеллекте, которое использует и моделирует биологическую эволюцию.

Различают различные алгоритмы: генетические алгоритмы, эволюционное программирование, эволюционные стратегии, системы классификаторов, генетическое программирование.

Все они моделируют базовые положения в теории биологической эволюции — процессы отбора, мутации и воспроизводства. Поведение агентов определяется окружающей средой. Множество агентов принято называть популяцией. Такая популяция эволюционируют в соответствии с правилами отбора в соответствии с целевой функцией, задаваемой окружающей средой. Таким образом, каждому агенту (индивидууму) популяции назначается значение его пригодности в окружающей среде. Размножаются только наиболее пригодные виды. Рекомбинация и мутация позволяют изменяться агентам и приспособляться к среде. Такие алгоритмы относятся к адаптивным поисковым механизмам.

Классификация эволюционных алгоритмов

Моделирование эволюции можно разделить на две категории:

Системы, которые используют только эволюционные принципы. Они успешно использовались для задач типа функциональной оптимизации и могут легко быть описаны на математическом языке. К ним относятся эволюционные алгоритмы, такие как Эволюционное программирование, Генетические алгоритмы, Эволюционные стратегии.

Системы, которые являются биологически более реалистичными. Они больше похожи на биологические системы и менее направлены на решение технических задач. В основе своей не оказались полезными в прикладном смысле. Они обладают сложным и интересным поведением, и, видимо, вскоре все же получат практическое применение. К этим системам относят так называемую искусственную жизнь.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]