Поняття еволюційного моделювання. Його джерела

СШІ, які засновані на використанні еволюційного моделювання

ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ТА ПІДХОДИ ДО ЕВОЛЮЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ. КЛАСИ ЕВОЛЮЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ ТА ГЕНЕТИЧНІ АЛГОРИТМИ

Лекція 9

План

9.1. СШІ, які засновані на використанні еволюційного моделювання

9.1.1. Поняття еволюційного моделювання. Його джерела

9.1.2. Історія еволюційного моделювання

9.1.3. Поняття генетичного алгоритму. Його місце серед систем, заснованих на еволюційному моделюванні.

9.2 Структура генетичного алгоритму

9.3 Характеристика генетичних операцій і основних етапів роботи ГА

9.4 Особливості використання ГА

9.5. Практична реалізації ГА

Природа вражає своєю складністю й багатством всіх своїх проявів. Багато чого з того, що ми бачимо й спостері­гаємо, можна пояснити єдиною теорією: теорією еволюції. Ево­люційна теорія стверджує, що кожний біологічний вид цілесп­рямовано розвивається й змінюється для того, щоб щонайкраще пристосуватися до навколишнього середовища. У процесі ево­люції багато видів комах і риб придбали захисне забарвлення і т.п. Еволюція – це процес оптимізації всіх живих організмів. Розглянемо, якими ж засобами природа вирішує це завдання оптимізації.

Основою сучасної теорії еволюції є дарвінізм – розроблена Ч. Дарвіним теорія, представлена в роботі "Походження видів", в 1859 році, пояснює еволюцію як результат взаємодії двох факторів – випадкових змін характеристик особин у черзі поколінь і приро­дного відбору (виживання найбільш пристосованих). У той час Ч. Дарвін не зміг показати механізм спадкування, при якому під­тримується мінливість. Однак Дарвін виявив головний механізм розвитку: відбір у сполученні з мінливістю.

Можливість того, що обчислювальна система, наді­лена простими механізмами мінливості й відбору, могла б функ­ціонувати за аналогією із законами еволюції в природних систе­мах, була дуже приваблива. Ця надія стала причиною появи ряду обчислювальних систем і математичних моделей, побудованих за принципами природного відбору. Даний науковий напрямок одержав назву еволюційного моделювання.

Еволюційне моделювання (також використовуються терміни еволюційні або емерджентні обчислення) – це один з підходів, які використовуються при побудові СШІ, напрямок у математи­чному моделюванні, що поєднує комп'ютерні методи моделю­вання еволюції; у загальному випадку це підходи до рішення рі­зного роду задач, які у тому або іншому вигляді використовують метафору "еволюційного розвитку" (спадковість, мінливість, відбір). У рамках даного напрямку розвиваються наступні теорії: теорія клітинних автоматів, генетичні алгоритми, генетичне про­грамування, еволюційні стратегії, штучне життя, інтелектуальні агенти й ряд інших.

Дата добавления: 2014-01-04