32. Блок-схема классического генетического алгоритма. Особенности инициализации. Пример. [1/1]
Пусть нам необходимо максимизировать
следующую функцию f(x)=-x2+14x+1
на отрезке [0;15].
Проведем инициализацию.
Выберем размер популяции N=4
Произвольно берем 4 точки на отрезке.
Вычисляем значение функции в них.
и переводим в двоичный вид
Ch1*=f(3)=34 Ch1= [100010]
Ch2*=f(7)=50 Ch2= [110010]
Ch3*=f(14)=1 Ch3= [000001]
Ch4*=f(5)=46 Ch4= [101110]
Таким образом, мы получили
первоначальную популяцию.
Особенность генетических
алгоритмов состоит в том, что
первоначально задается
множествоточек, а не одна,
следовательно дальнейший
поиск происходит в несколько
потоков, а не в один,
как, скажем, у метода
градиентного спуска.
33. Блок-схема классического генетического алгоритма. Селекция хромосом. Метод рулетки. Пример.[1/2]
Как видно их блок-схемы
на 3 этапе генетического алгоритма
происходит селекция особей.
Наиболее распространенным
методом селекции является
метод “рулетки”:
формируется круг, площадь
которого равна сумме всех
значений приспособленности
особей.
33. Блок-схема классического генетического алгоритма. Селекция хромосом. Метод рулетки. Пример.[2/2]
Этот
круг делится на сегменты, где каждая
часть определяется по формуле:
вероятность селекции i-той хромосомы
Очевидно, что чем больше сектор, тем больше вероятность победы соответствующей хромосомы и соответственно в среднем функция приспособленности от поколения к поколению будет возрастать.
Пример.
|
Вращаем колесо рулетки 6 раз. Выпадают числа от 0 до 100. Пусть выпали следующие числа: 97, 26, 54, 13, 31, 88 Идентифицируем, в какой сектор попали эти числа, то есть какие хромосомы участвуют в скрещивании: ch6,ch4,ch6,ch1,ch4,ch6 |
|
Эти хромосомы включаются в родительский пул - временную популяцию, нужную для формирования потомков.
34. Блок-схема классического генетического алгоритма. Применение генетических операторов. Пример.[1/1]
К генетическим операторам относятся
Crossover и мутация.
Crossover - операция скрещивания
хромосом, при котором
хромосомы обмениваются
своими частями.
Операция скрещивания
1. Генерируются пары
случайным образом
2. Для каждой пары
хромосом подбирается локус
(случайным образом)
3.Производится обмен
частями хромосом между
двумя родителями.
Пример:
Скрещивание
|
Родитель 1 |
10011 |
|
Родитель 2 |
10101 |
|
Потомок 1 |
10001 |
|
Потомок 2 |
10111 |
Мутация - случайное
изменение одной или
нескольких позиций в
хромосоме.
Оператор мутации применяется
с определенной вероятностью
Pm к особям популяции.
10111 -> 10101
35. Блок-схема классического генетического алгоритма. Проверка условия остановки га.[1/1]
Итерации повторяются до тех пор,
пока не будет выполняться
условие остановки.
Некоторые из возможных
условий остановки
1. По времени
2. По количеству итераций
3. По отсутствию улучшения
функции приспособленности
4. По достижению максимума
(если он известен)