Создание начальной популяции, Размножение (Скрещивание), Мутации, Отбор - Генетический алгоритм
Перед первым шагом нужно случайным образом создать начальную популяцию; даже если она окажется совершенно неконкурентоспособной, генетический алгоритм все равно достаточно быстро переведет ее в жизнеспособную популяцию. Таким образом, на первом шаге можно особенно не стараться сделать слишком уж приспособленных особей, достаточно, чтобы они соответствовали формату особей популяции, и на них можно было подсчитать функцию приспособленности (Fitness). Итогом первого шага является популяция H, состоящая из N особей.
Размножение (Скрещивание)
Размножение в генетических алгоритмах обычно половое -- чтобы произвести потомка, нужны несколько родителей, обычно два.
Размножение в разных алгоритмах определяется по-разному -- оно, конечно, зависит от представления данных. Главное требование к размножению -- чтобы потомок или потомки имели возможность унаследовать черты обоих родителей, "смешав" их каким-либо способом.
Почему особи для размножения обычно выбираются из всей популяции H, а не из выживших на первом шаге элементов H0 (хотя последний вариант тоже имеет право на существование)? Дело в том, что главный бич многих генетических алгоритмов -- недостаток разнообразия (diversity) в особях. Достаточно быстро выделяется один-единственный генотип, который представляет собой локальный максимум, а затем все элементы популяции проигрывают ему отбор, и вся популяция "забивается" копиями этой особи. Есть разные способы борьбы с таким нежелательным эффектом; один из них -- выбор для размножения не самых приспособленных, но вообще всех особей.
Мутации
К мутациям относится все то же самое, что и к размножению: есть некоторая доля мутантов m, являющаяся параметром генетического алгоритма, и на шаге мутаций нужно выбрать mN особей, а затем изменить их в соответствии с заранее определенными операциями мутации.
Отбор
На этапе отбора нужно из всей популяции выбрать определенную ее долю, которая останется "в живых" на этом этапе эволюции. Есть разные способы проводить отбор. Вероятность выживания особи h должна зависеть от значения функции приспособленности Fitness(h). Сама доля выживших s обычно является параметром генетического алгоритма, и ее просто задают заранее. По итогам отбора из N особей популяции H должны остаться sN особей, которые войдут в итоговую популяцию H'. Остальные особи погибают.
Похожие статьи
-
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...
-
Описание алгоритма - Генетический алгоритм
Схема работы генетического алгоритма Задача формализуется таким образом, чтобы ее решение могло быть закодировано в виде вектора ("генотипа") генов. Где...
-
Нами была проведена сравнительная оценка различных механизмов персистенции вируса в организме гусениц непарного шелкопряда и условия ее перехода в острое...
-
Введение, История - Генетический алгоритм
Генетимческий алгоримтм (англ. Genetic algorithm ) -- это эвристический алгоритм поиска, используемый для решения задач оптимизации и моделирования путем...
-
Популяционная генетика - Генетические процессы в популяциях
Популяция (позднелат. populatio, от лат. populus -- народ, население) это совокупность особей одного вида, более или менее длительно занимающая...
-
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...
-
Генетические регистры - Методы исследования популяции человека
Определение распространенности максимально возможного числа нозологических форм наследственных заболеваний в популяции, возможно, путем создания...
-
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...
-
Международный проект HapMap был создан и стартовал в 2002 году усилиями многих стран с целью каталогизировать индивидуальные генетические особенности...
-
Популяционные волны, Классификация популяционных волн - Популяция как элементарная единица эволюции
При характеристике популяции как элементарной эволюционной единицы одной из важных и постоянных черт признано явление колебания ее численности, волн...
-
Классификация мутаций - Мутация
1. По способу возникновения. Различают спонтанные и индуцированные мутации Спонтанные происходят в природе крайне редко с частотой 1-100 на миллион...
-
Миграции - Генетические процессы в популяциях
Равновесие генных частот в популяции предполагается при отсутствии миграций. Наряду с этим, между реально существующими популяциями человека постоянно...
-
Генетический дрейф - Генетические процессы в популяциях
Изучение природных популяций показывает, что, как правило, они не представляют собой единой панмиксной единицы. Подразделенность большой популяции на...
-
IS-последовательности включают в себя только гены транспозиции, в отличие от транспозонов не могут находиться в автономно состоянии. Механизмы фаговой...
-
В настоящее время оценка генетической структуры различных популяций осуществляется с использование биологических и небиологических источников информации,...
-
Популяция -- элементарная единица эволюции - Популяция как единица эволюции. Факторы эволюции
Особи одного и того же вида заселяют ареал неравномерно: отмечаются участки с более и менее плотным заселением. В более плотно заселенных участках...
-
Введение - Популяция как единица эволюции. Факторы эволюции
Все виды состоят из популяций, а популяции - из отдельных особей. Особи имеют существенное значение в эволюции, так как естественный отбор действует...
-
Прогресс технологии генотипирования и разработка современных статистических методов предоставили новые возможности для изучения роли вариабельности...
-
Генетический скрининг взрослых - Геном человека
В настоящее время нет общенациональных программ генетического скрининга взрослого населения, но некоторые достижения заслуживают упоминания. Лучшим...
-
"Обзорный" метод - Методы исследования популяции человека
Наиболее полноценным методом проведения популяционно-генетических исследований является "обзорный". Данный метод позволяет проводить обследование и...
-
Естественный отбор - Сущность эволюционной теории Чарльза Дарвина
По Дарвину, эволюция видов в природе обусловливается факторами, аналогичными тем, которые определяют эволюцию культурных форм. Предпосылкой эволюции...
-
Искусственный отбор - Сущность эволюционной теории Чарльза Дарвина
Исходным положением учения Дарвина является его утверждение о наличии изменчивости в природе. Изменчивостью Называют общее свойство организмов...
-
Элементарные факторы эволюции, Мутационный процесс - Популяция как элементарная единица эволюции
Можно выделить три основных элементарных фактора эволюции: Мутационный процесс, популяционные волны, изоляция. Мутационный процесс Мутация - это...
-
Процесс саморегуляции в дубраве проявляется в том, что все разнообразное население леса существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь...
-
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) - Теория эволюции
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) - современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и...
-
Семейный анализ сцепления Для гестоза полный геномный поиск (Genom-wide linkage studies) был проведен для пяти популяций на материале мультиплексных...
-
Факторы популяционной динамики, Инбридинг - Генетические процессы в популяциях
Инбридинг Понятие "инбридинг" широко используется в популяционной генетике при описании особенностей генетической структуры популяций. Случайное...
-
Популяция - единица эволюции - Сущность эволюционной теории Чарльза Дарвина
Особи любого вида распространены в пределах ареала неравномерно, как бы островами, то есть густонаселенные участки сменяются редконаселенными. В...
-
Заключение, Список используемой литературы - Популяция как единица эволюции. Факторы эволюции
Популяция -- многочисленная группа особей одного вида, живущая длительное время (большое число поколений) на определенной части ареала данного вида, где...
-
Факторы эволюции - Популяция как единица эволюции. Факторы эволюции
Элементарные факторы эволюции -- факторы, изменяющие частоту аллелей и генотипов в популяции (генетическую структуру популяции). Выделяют несколько...
-
Гетерозис (гибридная сила) - увеличение мощности, жизнеспособности и продуктивности (или гибридной мощности) гибридов первого поколения по сравнению с...
-
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...
-
В природе существует два способа размножения растений: половой (семенной) и вегетативный. Оба эти способа имеют как свои преимущества, так и недостатки....
-
Популяции, характеристика и особенности
Объектом изучения демоэкологии, или популяционной экологии, служит популяция. Ее определяют как группу организмов одного вида (внутри которой особи могут...
-
Жизненные циклы с полным метаморфозом - Жизненный цикл и размножение насекомых
Насекомые, жизненный цикл которых претерпевает полный метаморфоз, присутствуют в наиболее высокоразвитых отрядах, Случаи родительской заботы редки среди...
-
Передача наследственной информации при половом размножении - Основы генетики
Наследственность - это присущее всем организмам свойство обеспечивать в ряду поколений преемственность признаков и особенностей развития, то есть...
-
Жизненные циклы с частичным метаморфозом - Жизненный цикл и размножение насекомых
Примерами насекомых с частичным метаморфозом являются отряды, к которым относятся поденки, стрекозы, сверчки, кузнечики, клопы и многие другие насекомые....
-
Особенности популяции - Популяция как единица эволюции. Факторы эволюции
Выделяют следующие наиболее важные особенности популяций: Ь Популяции находятся в относительной изоляции. Это означает, что особи разных популяций...
-
Популяция и виды - Популяция как единица эволюции. Факторы эволюции
Вид -- это группа очень сходных между собой организмов, например людей, лошадей или морковок. Научное определение вида с течением времени неоднократно...
-
Характеристика бесполого и полового размножения - Деление клеток
Бесполое размножение -- форма размножения, не связанная с обменом генетической информацией между особями -- половым процессом. Бесполое размножение...
Создание начальной популяции, Размножение (Скрещивание), Мутации, Отбор - Генетический алгоритм