МодСистЛЕКЦ / Эволюционное программирование

Эволюционное программирование

Эволюционное программирование представляет собой эволюционный процесс моделирования логических (конечных) автоматов. Объектами моделирования служат конечные автоматы.

Конечный автомат – это модель исследуемой системы, описывающая ее поведение средствами формальной логики. При этом множество возможных состояний системы обычно представляют в виде ориентированного графа, который показывает, как происходит переход системы из одного состояния в другое.

Конечные автоматы используют в задачах распознавания, диагностики, прогнозирования, управления системами.

Ориентированный граф, соответствующий, например, автомату с четырьмя состояниями может выглядеть так.

А ₀ а ₁ а ₂

А к

В эволюционном программировании в качестве популяции выступает набор конечных автоматов допустимых для решения рассматриваемой задачи

Путем применения к популяции операции рекомбинации получают новую популяцию. При этом в новую популяцию отбираются те автоматы, которые показывают наилучшую способность решать поставленную задачу. Процесс заканчивается тогда, когда будут выполнены заданные условия, например, когда исчерпаны временные ресурсы.

В общем случае алгоритм поиска наилучшего автомата состоит из следующих этапов.

1. Формируется набор входных терминов, множество начальных , конечных и возможных состояний, условия перехода из одного состояния в другое и функция ценности автомата.

2. Составляется случайная начальная популяция.

3. На основе заданной функции ценности дается оценка каждому автомату популяции.

4. Отбор в новую популяцию наилучших автоматов.

5. Путем применения оператора рекомбинации к автоматам популяции составляется новая популяция.

6. Оценка автоматов вновь созданной популяции и отбор наиболее перспективных

7. Проверка окончания процесса поиска оптимального автомата.

Эволюционные стратегии