Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Биология Генетические алгоритмы
просмотров - 305

Основные понятия и определœения

Генетические алгоритмы

Механизм генетического наследования. В каждой клетке любого животного содержится вся генетическая информация особи. Эта информация записана в виде набора молекул ДНК, каждая из которых представляет собой цепочку из молекул нуклеотидов четырех типов: А, T, Ц, Ж. Собственно информацию несет порядок следования нуклеотидов в ДНК.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, генетический код особи - это длинная строка, где используются четыре символа: А, Т, Ц, Ж. В животной клетке каждая молекула ДНК окружена оболочкой. Такое образование принято называть хромосомой.

Каждое врожденное качество особи (цвет глаз, наследственные болезни, тип волос и т. д.) кодируются определœенной частью хромосомы, которая принято называть геном этого свойства.

Различие значения гена принято называть аллелями.

При размножении особи происходит слияние двух родительских клеток, и их ДНК взаимодействуют, образуя ДНК потомка.

Основной способ взаимодействия кроссовер-скрещение. При кроссовере ДНК предков делится на две части, а затем обменивается своими половинами. При наследовании возможны мутации, в результате которых могут измениться некоторые гены в клетках одного из родителœей. Измененные гены передаются потомку и придают ему новые свойства. В случае если эти новые свойства полезны они, скорее всœего, сохранятся в данном виде. При этом произойдет скачкообразное повышение приспособляемости вида.

Генетические алгоритмы - ϶ᴛᴏ последовательность управляющих действий и операций моделирующие эволюционные процессы на основе аналогов механизмов информационного наследования и естественного отбора.

Генетические алгоритмы на поиске лучших решений с помощью наследования и усиления полезных свойств множества объектов определœенного приложения в процессе имитации их эволюции.

В Генетических алгоритмах свойства объектов значениями полей, введенными в запись, названной хромосомой.

В генетических алгоритмах оперируют хромосомами, относящимися к множествам объектов- популяции.

имитация генетических принципов - вероятностный выбор родителœей среди членов популяции, скрещивание их хромосом, отбор потомков для включения в новое поколение объектов на основе оценки цел. функциии, что ведет к эволюционному улучшению значению цел. функции F (функция полезности) от поколения к поколению.

Для поиска оптимального решения используются так же методы, которые в отличие от Генетических алгоритмов оперируют не с множеством хромосом, а с единственной хромосомой.

Так метод локального дискретного поиска основан на случайном изменении отдельных пар в значение генов в хромосоме, такие изменения называются мутацией.

После очередной мутации оценочное значение функции F и результат мутации сохраняются с некоторой вероятностью, зависящей от полученного значения F.


Читайте также


  • - Генетические алгоритмы.

    Тема 7. Алгоритмы, построенные по аналогии с естественными процессами, протекающими в природе, называются генетическими. К этому классу алгоритмов относятся следующие виды: Ø генетические алгоритмы (GA); Ø эволюционные программы (EP); Ø эволюционные... [читать подробенее]


  • - Генетические алгоритмы

    Алгоритмы ограниченного перебора Алгоритмы ограниченного перебора были предложены в середине 60-х годов М.М. Бонгардом для поиска логических закономерностей в данных. С тех пор они продемонстрировали свою эффективность при решении множества задач из самых различных... [читать подробенее]


  • - Генетические алгоритмы

    Наличие больших объемов входной информации. Отсутствие алгоритма или формального решения при наличии большого числа примеров решения. Недостатком сети является ограниченность самой метрики Хэмминга. Область применения ограничивается возможностью... [читать подробенее]


  • - Лекция: Эволюционное моделирование и генетические алгоритмы

    Темы научных исследований и рефератов, интернет-листов Математическое моделирование: история, личности, будущее. Компьютерное моделирование и его особенности. Роль математического моделирования в современном мире. Рассматриваются основные понятия и принципы... [читать подробенее]


  • - Генетические алгоритмы

    Эволюционное программирование Проиллюстрируем современное состояние данного подхода на примере системы PolyAnalyst – отечественной разработки, получившей сегодня общее признание на рынке Data Mining. В данной системе гипотезы в виде зависимости целевых переменных от... [читать подробенее]