Лабораторная работа № 2. Изучение основных операторов кроссинговера

(4 часа)

1. Цель работы

Ознакомиться со схемами выполнения операции кроссинговера.

2. Порядок выполнения лабораторной работы

2.1. Изучить теоретическое введение.

2.2. Последовательно выполнить все задания к лабораторной работе.

2.3. Проверить правильность выполнения задания на пяти примерах.

2.4. Оформить отчет по лабораторной работе.

2.5. Ответить на контрольные вопросы.

3. Задания к лабораторной работе

3.1. Написать программу, реализующую работу основных операторов кроссинговера:

а) одноточечный ОК;

б) двухточечный ОК;

в) трехточечный ОК;

г) универсальный ОК;

д) упорядочивающий одно- и двухточечный ОК;

е) частично-соответствующий одно- и двухточечный ОК;

ж) циклический ОК;

з) “жадный” ОК;

и) одно- двух- и трехточечный ОК на основе принципа “золотого сечения” и чисел Фибоначчи.

Продемонстрировать и объяснить работу программы на примерах.

3.2. На основе полученных знаний разработать новые модифицированные схемы выполнения специальных операторов кроссинговера. Разработанные схемы реализовать в виде программы. Продемонстрировать и объяснить работу программы на примерах.

4. Содержание отчета по лабораторной работе

4.1. Название и цель работы.

4.2. Задания.

4.3. Примеры решений.

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры выполнения вышеперечисленных операторов кроссинговера.

2. Дайте определения следующих понятий:

а) схема;

б) длина схемы;

в) определяющая длина;

г) порядок схемы.

3. Что такое вероятность кроссинговера?

4. Запишите и объясните формулу расчета вероятности выживания схемы при кроссинговере.

5. Запишите формулу вероятности выживания схемы при двухточечном операторе кроссинговера.

6. Сравните вероятность выживания схемы при использовании стандартных и специальных ОК. Как можно оценить вероятность выживания схемы после выполнения специальных операторов кроссинговера?

Лабораторная работа № 3. Изучение основных операторов мутации (4 часа)

1. Цель работы

Ознакомиться с основными операторами мутации и их ролью в процессе генетического поиска.

2. Порядок выполнения лабораторной работы

2.1. Изучить теоретическое введение.

2.2. Последовательно выполнить все задания к лабораторной работе.

2.3. Проверить правильность выполнения не менее чем на 5 примерах.

2.4. Оформить отчет по лабораторной работе.

2.5. Ответить на контрольные вопросы.

3. Задания к лабораторной работе

3.1. Написать программу, реализующую работу основных операторов мутации и их разновидностей для различных видов хромосом и схем:

а) простая мутация;

б) точечная мутация;

в) мутация обмена (одно- и двухточечная);

г) мутация на основе принципа “Золотого сечения”;

д) мутация на основе чисел Фибоначчи;

е) инверсия;

ж) транслокация;

з) делеция.

Продемонстрировать и объяснить работу программы на примерах.

4. Содержание отчета по лабораторной работе

4.1. Название и цель работы.

4.2. Задания.

4.3. Примеры решений.

Контрольные вопросы

1. Объясните роль оператора мутации в ГА.

2. Опишите основные операторы и разновидности мутаций.

3. Дайте определение мутации, аллеля, генотипа.

4. Каким образом сказывается влияние оператора мутации на возможность выживания схемы.

5. Запишите и объясните формулу расчета вероятности выживания схемы после выполнения операции мутации.

6. Назовите типы мутантов.

7. Какие типы мутантов оказываются полезными при решении технических задач и почему?

8. Приведите описание ОИ по Холланду.

9. Покажите, каким образом определяется вероятность выживания схемы после применения ОИ.