Описание алгоритма - Генетический алгоритм

Схема работы генетического алгоритма

Задача формализуется таким образом, чтобы ее решение могло быть закодировано в виде вектора ("генотипа") генов. Где каждый ген может быть битом, числом или неким другим объектом. В классических реализациях ГА предполагается, что генотип имеет фиксированную длину. Однако существуют вариации ГА, свободные от этого ограничения.

Некоторым, обычно случайным, образом создается множество генотипов начальной популяции. Они оцениваются с использованием "функции приспособленности", в результате чего с каждым генотипом ассоциируется определенное значение ("приспособленность"), которое определяет насколько хорошо фенотип им описываемый решает поставленную задачу.

Из полученного множества решений ("поколения") с учетом значения "приспособленности" выбираются решения (обычно лучшие особи имеют большую вероятность быть выбранными), к которым применяются "генетические операторы" (в большинстве случаев "скрещивание" -- crossover и "мутация" -- mutation), результатом чего является получение новых решений. Для них также вычисляется значение приспособленности, и затем производится отбор ("селекция") лучших решений в следующее поколение.

Этот набор действий повторяется итеративно, так моделируется "эволюционный процесс", продолжающийся несколько жизненных циклов (Поколений ), пока не будет выполнен критерий остановки алгоритма. Таким критерием может быть:

- нахождение глобального, либо субоптимального решения; - исчерпание числа поколений, отпущенных на эволюцию; - исчерпание времени, отпущенного на эволюцию.

Генетические алгоритмы служат, главным образом, для поиска решений в многомерных пространствах поиска.

Таким образом, можно выделить следующие этапы генетического алгоритма:

1. Задать целевую функцию (приспособленности) для особей популяции 2. Создать начальную популяцию - (Начало цикла) 1. Размножение (скрещивание) 2. Мутирование 3. Вычислить значение целевой функции для всех особей 4. Формирование нового поколения (селекция) 5. Если выполняются условия останова, то (конец цикла), иначе (начало цикла).

Похожие статьи

• Введение, История - Генетический алгоритм

  Генетимческий алгоримтм (англ. Genetic algorithm ) -- это эвристический алгоритм поиска, используемый для решения задач оптимизации и моделирования путем...

• Расшифровка генетической информации - ДНК

  Полимерные цепи белков состоят из мономерных звеньев - аминокислот и последовательность расположения их в белковой молекуле строго специфична. В связи с...

• Генетический скрининг взрослых - Геном человека

  В настоящее время нет общенациональных программ генетического скрининга взрослого населения, но некоторые достижения заслуживают упоминания. Лучшим...

• Предмет генетической эпидемиологии, Генетическая эпидемиология - Генетические процессы в популяциях

  Генетическая эпидемиология В середине 50-х годов 20 века оформилось новое научное направление - генетическая эпидемиология, которая реализуется при...

• Миграции - Генетические процессы в популяциях

  Равновесие генных частот в популяции предполагается при отсутствии миграций. Наряду с этим, между реально существующими популяциями человека постоянно...

• Роль мобильных элементов в геноме эукариот - Мобильные генетические элементы эукариот: транспозоны и ретротранспозоны

  Присутствие мобильных элементов в геноме является необходимым для генерирования генетического разнообразия посредством гомологической рекомбинации в...

• Факторы популяционной динамики, Инбридинг - Генетические процессы в популяциях

  Инбридинг Понятие "инбридинг" широко используется в популяционной генетике при описании особенностей генетической структуры популяций. Случайное...

• Популяционная генетика - Генетические процессы в популяциях

  Популяция (позднелат. populatio, от лат. populus -- народ, население) это совокупность особей одного вида, более или менее длительно занимающая...

• Мутации, Естественный отбор - Генетические процессы в популяциях

  Мутации являются одним из стохастических факторов, влияющих на равновесие генных частот в популяции. Мутации возникают постоянно и приводят к появлению...

• Происхождение и природа вирусов, Вирусы как независимые генетические системы - Строгие постулаты Коха

  Вирусы как независимые генетические системы Какое место занимают вирусы в биологическом мире? Каково их происхождение и кто их ближайшие родственники?...

• Генетические методы изучения биопленок - Использование микробных биопленок в промышленности

  Для выявления генов, участвующих в генетическом контроле любого процесса, используются методы направленного и ненаправленного (инсерционного)...

• Генетический скрининг новорожденных - Геном человека

  Основная цель генетического скрининга новорожденных состоит в * Обнаружении аномалий еще до того, как они станут симпоматичными, дабы успеть применить...

• Генетическая характеристика - Морская свинка (Cavia porcellus) как модельный объект генетических исследований

  Морская свинка обладает 32-мя парами хромосом. Таким образом получаем что общее число хромосом у морской свинки 64 шт о своему генотипу морские свинки...

• Описание технологического процесса, Заготовка и выдерживание производителей - Биологические основы воспроизводства рыбца

  Заготовка и выдерживание производителей Производителей рыбца заготовляют для искусственного разведения весной в период нерестового хода в реки (март -...

• Причины, приведшие к объединению биологических систем (БС) - Анализ этапов эволюции биоструктур до структур, способных объяснить большинство загадок зарождения генетических кодов. Часть 3

  В работах [17, 18] уже говорилось о том, что по мере остывания молодой Земли, температура водных растворов и в зонах извержения подводных вулканов также...

• Результаты объединения БС, образующих БК, с БС, состоящей из трех линейно расположенных идентичных субъединиц - Анализ этапов эволюции биоструктур до структур, способных объяснить большинство загадок зарождения генетических кодов. Часть 3

  Сразу же отметим, что изменить положение своей БД для ответа на изменение внешней среды в водах с замедленным течением и тем более - в стоячих водах...

• Генетический код - Великие открытия в генетике ХХ века

  РНК передает инструкции от ДНК для создания белка. Но каков генетический код - последовательность инструкций, которая делать этот процесс возможным? В...

• Гетерозис. Генетические представления о гетерозисе. Теории гетерозиса. Практическое использование гетерозиса - Основы генетики

  Гетерозис (гибридная сила) - увеличение мощности, жизнеспособности и продуктивности (или гибридной мощности) гибридов первого поколения по сравнению с...

• Основной закон популяционной генетики - Генетические процессы в популяциях

  Закон Харди-Вайнберга -- это ключевая закономерность популяционной генетики. Этот закон можно сформулировать следующим образом: в популяции бесконечно...

• Матричная РНК (м РНК) - промежуточный носитель генетической информации, Углеводы - Строгие постулаты Коха

  Механизм, благодаря которому генетическая информация ДНК "транскрибируется" в матричную РНК, а затем транслируется в белок, выяснился через несколько лет...

• Направления эволюции, Генетические и онтогенетические основы эволюции - Механизмы эволюции

  Направление эволюции каждой систематической группы определяется взаимоотношениями между особенностями среды, в которой протекает эволюция данного...

• Генетические регистры - Методы исследования популяции человека

  Определение распространенности максимально возможного числа нозологических форм наследственных заболеваний в популяции, возможно, путем создания...

• Методы исследования в генетической эпидемиологии, Оценка параметров популяционно-генетической структуры из небиологических источников информации, Брачно-миграционная структура популяции - Методы исследования популяции человека

  В настоящее время оценка генетической структуры различных популяций осуществляется с использование биологических и небиологических источников информации,...

• Выводы - Анализ этапов эволюции биоструктур до структур, способных объяснить большинство загадок зарождения генетических кодов. Часть 1

  Именно броуновское движение органических молекул в водной среде является причиной не только самоорганизации БС, но и их самовосстановления....

• Генетический дрейф - Генетические процессы в популяциях

  Изучение природных популяций показывает, что, как правило, они не представляют собой единой панмиксной единицы. Подразделенность большой популяции на...

• Классификация подвижных генетических элементов, их структура и способы перемещения - Мобильные генетические элементы эукариот: транспозоны и ретротранспозоны

  Различают два основных класса подвижных элементов: Транспозоны и Ретротранспозоны. Такая классификация основана на молекулярных механизмах, с помощью...

• Введение - Особенности генетического аппарата вирусов

  Цель: изучение генетического материала внеклеточных организмов. Задания: 1. Многоуровневая организация генома. 2. Геном РНК - вирусов. В настоящее время...

• Основные пути решения генетических проблем, Медико-генетическое консультирование - Этические и правовые проблемы генетики. Евгеника

  Разнообразные методы медико-генетической диагностики являются своеобразной формой реализации евгенических идей. В настоящее время методы генетической...

• Геномика вирусов - Особенности генетического аппарата вирусов

  Вирусы - это особая форма жизни, объединяющая организмы с неклеточным строением. Вирусы способны существовать в двух формах: вне клеток и внутри клеток....

• Вирусные заболевания. - Особенности генетического аппарата вирусов

  Эволюция вирусов и вирусных инфекций. Хотя вирусы не являются полноценными живыми организмами, их эволюционное развитие имеет много общего с эволюцией...

• Заключение - Характеристика пестицидных белков Bacillus thuringiensis и их генетических детерминант

  На основании представленного материала можно сделать вывод, что Bacillus thuringiensis Как продуцент хозяйственно ценных токсинов вызывает пристальное...

• Биотехнология Bacillus thuringiensis - Характеристика пестицидных белков Bacillus thuringiensis и их генетических детерминант

  Биотехнологические проекты с использованием BT ведутся в двух основных направлениях: 1) использование различных штаммов ВТ в качестве источника...

• Аннотации, Биологические структуры (БС) с одной БД и тремя идентичными субъединицами, образующими биоканал (БК) - Анализ этапов эволюции биоструктур до структур, способных объяснить большинство загадок зарождения генетических кодов. Часть 3

  Определено расположение субъединиц в геномах вирусов, прокариотов и эукариотов, послужившее основой для создания универсального генетического кода....

• История исследования плазмид - Молекулярная и генетическая организация плазмид

  Начало исследования плазмид относят к 20 гг. XX века. В 1921 г. Bourdet и Ciuca открыли лизогенные бактерии, способные спонтанно лизироваться. В 1925 г....

• Введение - Молекулярная и генетическая организация плазмид

  Плазмиды - внехромосомные генетические элементы, способные к автономному поддержанию в цитоплазме бактерий или существованию в нтегрированном в хромосому...

• Генетические детерминанты токсинов - Характеристика пестицидных белков Bacillus thuringiensis и их генетических детерминант

  Уже показанное в разделе 3.1 многообразие как групп токсинов, так и индивидуальных токсинов является следствием высокой генетической пластичности...

• Токсины Bacillus thuringiensis, Общая характеристика и структура токсинов - Характеристика пестицидных белков Bacillus thuringiensis и их генетических детерминант

  Общая характеристика и структура токсинов Токсины, продуцируемые BT, представляют собой белки с молекулярной массой от 130 до 140 кДа либо около 70 кДа...

• Tetrahymena -- модельный организм в экспериментальной биологии - Морская свинка (Cavia porcellus) как модельный объект генетических исследований

  Тетрахименам свойственен ядерный дуализм: у нее имеется два типа ядер -- большое, соматическое (макронуклеус), и малое, половое (микронуклеус), которые...

• Генная инженерия в медицинской микробиологии, Генетические методы, применяемые в микробиологической диагностике, Метод молекулярной гибридизации, Полимеразная цепная реакция - Организация генетического материала у бактерий

  В медицинской микробиологии все шире используются методы генной инженерии, с помощью которых "заставляют" микроорганизмы продуцировать нужные медицинской...

• -последовательности, Механизмы фаговой конверсии, Модификации у бактерий, Мутации у бактерий - Организация генетического материала у бактерий

  IS-последовательности включают в себя только гены транспозиции, в отличие от транспозонов не могут находиться в автономно состоянии. Механизмы фаговой...

Описание алгоритма - Генетический алгоритм

Предыдущая | Следующая