2. Algoritmi genetici şi strategii evolutive

Σχετικά έγγραφα
Numere complexe. a numerelor complexe z b b arg z.

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

Statistica descriptivă (continuare) Şef de Lucrări Dr. Mădălina Văleanu

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Cursul 7. Spaţii euclidiene. Produs scalar. Procedeul de ortogonalizare Gram-Schmidt. Baze ortonormate

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

5.1 Realizarea filtrelor cu răspuns finit la impuls (RFI) Filtrul caracterizat prin: 5. STRUCTURI DE FILTRE NUMERICE. 5.1.

Sisteme cu partajare - continut. M / M /1 PS ( numar de utilizatori, 1 server, numar de pozitii pentru utilizatori)

CARACTERISTICI GEOMETRICE ALE SUPRAFEŢELOR PLANE

DETERMINAREA ACCELERAŢIEI GRAVITAŢIONALE PRIN METODA PENDULULUI FIZIC

Legea vitezei se scrie în acest caz: v t v gt

Mădălina Roxana Buneci. Optimizări

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Curs 4 Serii de numere reale

Sondajul statistic- II

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Curs 1 Şiruri de numere reale

Capitolul 4 Amplificatoare elementare

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Integrala nedefinită (primitive)

SEMNALE ALEATOARE Definirea semnalului aleator, a variabilei aleatoare, a funcţiei şi a densităţii de repartiţie

3. ALGORITMI GENETICI

Curs 10 TRANZISTOARE. TRANZISTOARE BIPOLARE

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Subiecte Clasa a VII-a

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

riptografie şi Securitate

T R A I A N. Numere complexe în formă algebrică z a. Fie z, z a bi, Se numeşte partea reală a numărului complex z :

Laboraratorul 3. Aplicatii ale testelor Massey si

Subiecte Clasa a VIII-a

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

TEORIA GRAFURILOR ÎN PROBLEME SI APLICATII

PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

4. FUNCŢII DIFERENŢIABILE. EXTREME LOCALE Diferenţiabilitatea funcţiilor reale de o variabilă reală.

MARCAREA REZISTOARELOR

LEC IA 1: INTRODUCERE

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Algoritmi genetici. 1.1 Generalităţi

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE


CAPITOLUL 3 FILTRE DE MEDIERE MODIFICATE

Esalonul Redus pe Linii (ERL). Subspatii.

PRELEGEREA IV STATISTICĂ MATEMATICĂ

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Procese stocastice (2) Fie un proces stocastic de parametru continuu si avand spatiul starilor discret. =

STUDIUL INTERFERENŢEI LUMINII CU DISPOZITIVUL LUI YOUNG

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

Criptosisteme cu cheie publică III

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Sisteme cu asteptare - continut. Modelul simplu de trafic

CAP. 2. NOŢIUNI DESPRE AERUL UMED ŞI USCAT Proprietăţile fizice ale aerului Compoziţia aerului

4.2. Formule Biot-Savart-Laplace

2. Sisteme de forţe concurente...1 Cuprins...1 Introducere Aspecte teoretice Aplicaţii rezolvate...3

Lucrarea Nr. 6 Reacţia negativă paralel-paralel

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

V O. = v I v stabilizator

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

Valori limită privind SO2, NOx şi emisiile de praf rezultate din operarea LPC în funcţie de diferite tipuri de combustibili

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

Orice izometrie f : (X, d 1 ) (Y, d 2 ) este un homeomorfism. (Y = f(x)).

REACŢII DE ADIŢIE NUCLEOFILĂ (AN-REACŢII) (ALDEHIDE ŞI CETONE)

PRINCIPIILE REGLARII AUTOMATE

Pentru această problemă se consideră funcţia Lagrange asociată:

Amplificatoare. A v. Simbolul unui amplificator cu terminale distincte pentru porturile de intrare si de iesire

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Ακαδημαϊκός Λόγος Κύριο Μέρος

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

Capitolul 4 PROPRIETĂŢI TOPOLOGICE ŞI DE NUMĂRARE ALE LUI R. 4.1 Proprietăţi topologice ale lui R Puncte de acumulare

Curs 2 Şiruri de numere reale

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

5.1. Noţiuni introductive

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

Elemente de teoria probabilitatilor

Lectia VI Structura de spatiu an E 3. Dreapta si planul ca subspatii ane

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

Introducere în Econometrie

4. Criterii de stabilitate

Εμπορική αλληλογραφία Ηλεκτρονική Αλληλογραφία

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

CURS 11: ALGEBRĂ Spaţii liniare euclidiene. Produs scalar real. Spaţiu euclidian. Produs scalar complex. Spaţiu unitar. Noţiunea de normă.

Curs 7. Alinierea secvențelor: matrici de scor (substitutie): PAM si BLOSUM metode euristice de aliniere (FASTA si BLAST) aliniere multiplă

Lucrarea Nr. 5 Comportarea cascodei EC-BC în domeniul frecvenţelor înalte

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Transcript:

2. Algortm genetc ş strateg evolutve 2. Algortm genetc Structura unu algortm genetc standard:. Se nţalzează aleator populaţa de cromozom. 2. Se evaluează fecare cromozom dn populaţe. 3. Se creează o nouă generaţe de cromozom folosnd operator genetc (selecţe, încrucşare, mutaţe). 4. Se şterg o parte dn membr populaţe actuale, pentru a f înlocuţ cu ce dn noua generaţe. 5. Se evaluează no cromozom ş se nserează în noua populaţe. 6. Dacă tmpul de căutare nu s-a termnat, se merge la pasul 3. În caz contrar, se opreşte execuţa algortmulu. Operator genetc: Selecţa stableşte ce ma bun cromozom dn populaţe - selecţa proporţonală sau prncpul rulete 0 2 3 9 4 8 5 7 6 Fg. 2. Prncpul rulete SE 2 -

. Se stableşte funcţa de evaluare Eval( x ) pentru fecare cromozom x dn populaţe 2. Se sumează toate funcţle de evaluare Eval = Eval( x ) 3. Cromozomlor l se atrbue aleator numerele naturale I Repetă până la crearea numărulu sufcent de perech de cromozom: 4. Se generează aleator n ş m, astfel ca nm, Eval 5. Se alege cromozomul x, unde este cel ma mc număr care satsface relaţa: Eval( x j ) n 6. Se alege cromozomul x j, la fel ca la pasul 5, cu m în loc de n 7. Se stableşte perechea de cromozom x ş x j. - selecţa prn trunchere - selecţa de tp turnr j Încrucşarea stableşte modul de schmbare a materalulu genetc între cromozom părnţ - încrucşarea într-un sngur punct x x 2 părnte părnte 0 0 0 0 0 0 0 x copl 0 0 x 2 copl SE 2-2 0 0 0 0 0 Fg. 2.2 Încrucşarea într-un sngur punct - încrucşarea în două puncte - încrucşarea unformă Se face cu o anumtă probabltate χ (între 60% ş 00%)

Mutaţa permte găsrea unor soluţ no - se alege aleator un bt dntr-un cromozom copl ş se modfcă valoarea lu Se face cu o anumtă probabltate µ, foarte mcă, având valor cuprnse în general între 0, ş %, pe bt. Determnă o creştere a dverstăţ populaţe, având un efect contrar operatorulu de selecţe, care reduce dverstatea în populaţa de cromozom. Teorema fundamentală a algortmlor genetc (Teorema Scheme) Schema - secvenţă de caractere de lungme l dn alfabetul { 0,, }. Un exemplu de schemă este s = SE 2-3 0 0. Ordnul scheme s, notat cu o(s), reprezntă numărul de smbolur dferte de "don't care" dn schemă. Avem os ( ) = 4. Lungmea defntore a scheme s, notată cu δ ( s ), reprezntă dstanţa dntre prmul ş ultmul smbol specfc dfert de smbolul "don't care". Pentru cazul nostru δ () s = 5 = 4. Funcţa de performanţă asocată scheme s, notată cu f ( s ), reprezntă evaluarea mede a membrlor populaţe. Probabltatea de supraveţure a scheme în urma încrucşăr, notată cu p(s), în cazul unu sngur punct de încrucşare, ( s) satsface negaltatea: ps ( ) χ δ. l Numărul de aparţ ale scheme s în populaţa de la momentul t, notat cu m(s, t), devne la momentul t+: m ( s, t + ) = m( s, t) n f () s n f () = = m s (, t) f f () s medu

Numărul reprezentanţlor scheme s creşte odată cu trecerea tmpulu, dacă f ( s) > f medu. Dacă ţnem seama ş de efectul combnat al operatorlor genetc de încrucşare ş mutaţe se poate formula Teorema Scheme prn următoarea exprese: f s ms (, t+ ) ms (, t) medu f ( ) ( s) χ δ os ( ) µ l Exemplu de căutare a mnmulu une funcţ multmodale Fg. 2.3 Funcţa lu Rastrgn undmensonală Fg. 2.4 Evoluţa în tmp a populaţe de cromozom SE 2-4

2.2 Strateg evolutve Structura une strateg evolutve de tp SE(+):. Se selectează aleator o populaţe nţală de vectorpărnţ x, =, P, dntr-un domenu perms, în raport cu fecare varablă. Dstrbuţa nţală este unformă. 2. Se creează un vector-urmaş, x ', prn adăugarea la fecare componentă a lu x a une varable aleatoare cu mede zero ş dsperse predefntă. 3. Se face selecţa prn compararea valorlor funcţe ' F( x ) ş F( x ). Ce P vector care au cele ma mc eror devn părnţ pentru noua generaţe. 4. Procesul de generare ş selecţe a generaţlor se opreşte la atngerea une soluţ satsfăcătoare sau la termnarea tmpulu de calcul dsponbl. Y Y Stratega prezentată este de tp SE(+), deoarece un urmaş provne dntr-un sngur părnte ş amb sunt puş în competţa supraveţur. Între părnţ ş urmaş exstă ma degrabă o legătură comportamentală decât una genetcă. Mecansmul descrs modelează modfcarea naturală posblă a ma multor caracterstc fenotpce, lucru realzat prn varaţa tuturor componentelor unu părnte pentru a crea un urmaş. Y Dezavantajele metode constau în rata scăzută de convergenţă ş o probabltate destul de mare de a atnge mnme locale, comparatv cu algortm genetc. SE 2-5

Y Rata de convergenţă estmată este defntă de raportul dntre dstanţa mede parcursă spre soluţa optmală ş numărul de încercăr necesare atnger acestea. Y Pentru o funcţe de eroare pătratcă E( x ) = n x = 2, s-a demonstrat că rata optmă de convergenţă este obţnută pentru σ, 224 r n, unde σ este dspersa perturbaţe normale (gaussene) cu meda zero ş r este dstanţa eucldană obşnută. Modelele fundamentale utlzate în strategle evolutve mult-părnţ/mult-urmaş sunt SE(µ+λ) ş respectv SE(µ,λ). În prmul model, µ părnţ creează λ urmaş ş toate soluţle concurează la supraveţure. Cea ma bună soluţe devne părnte pentru noua generaţe. În al dolea model numa λ urmaş rămân în competţe ar părnţ sunt complet înlocuţ în fecare generaţe. Durata de vaţă a une soluţ devne astfel lmtată la o sngură generaţe. Creşterea populaţe duce la mărrea vteze de optmzare raportată la un număr fx de generaţ. Adaptarea dsperse în tmpul căutăr pe baze neeurstce a condus la deea ca fecare soluţe să conţnă ş un vector de perturbare σ, care să ofere date asupra mutaţlor lu x. De exemplu, dacă σ este vectorul dsperslor fecăre dmensun a lu x, atunc noul vector-soluţe (x ', σ ') se poate obţne dn relaţle: σ x ' = σ e ( 0) α N ( 0) ' α' N, +, ' ( ) = x + N 0, σ, =, n. SE 2-6

N( 0, ) ş N ( 0, ) sunt varable aleatoare cu dstrbuţe normală ar α ş α' sunt mulţmle de parametr care defnesc mărmea pasulu global, respectv ndvdual. În acest mod, strategle evolutve se pot autoadapta la mărmea hpersuprafeţe de eroare, rata de convergenţă crescând în consecnţă. Dacă notăm cu P mulţmea părnţlor ş cu U mulţmea urmaşlor, atunc putem scre cele două mulţm ca fnd formate dn elementele I: {, 2,..., µ } ş U = { Iµ + Iµ + 2 Iµ + λ } P = I I I ( x ),,...,,. I =, σ este un ndvd, unde x este un vector soluţe n - dmensonal ş σ este vectorul varanţe mutaţlor, tot un vector n - dmensonal. Operator evolutv sunt: Operatorul de selecţe, S( Ω) P, care selectează ce ma bun µ ndvz dn mulţmea Ω, pentru a produce părnţ în noua generaţe. Ω = P U pentru stratega SE(µ+λ) ş Ω = U pentru stratega SE(µ, λ). Operatorul de recombnare, ( ' '') R I, I I selectează ndvz I' ş I'' dn mulţmea P, cu aceeaş probabltate de împerechere. Se poate utlza fe recombnarea dscretă în care avem relaţle: x = x ' sau x '', ş σ = σ ' sau σ '',, fe recombnarea ntermedară, unde: x = x + x 2 SE 2-7 ( ' '') ş σ ( σ σ ) 2 ' '', = +

Operatorul de mutaţe M ( I) I determnă modfcăr în structura ndvdulu care urmează a f generat. El are acelaş rol ca ş la algortm genetc, ar ndvdul I' ( x', σ ') se obţne folosnd relaţle date pe fola SE 2-6. Fg. 2.5 Rezolvarea modelulu sfere cu un algortm genetc Fg. 2.6 Comparaţa vtezelor de convergenţă În prvnţa succesulu căutăr, pentru funcţa lu Rastrgn, de exemplu, algortmul genetc a găst mnmul global în toate cele 20 de încercăr făcute, în tmp ce stratega evolutvă SE(8,50) de ma sus, numa în 60% dn cazur. SE 2-8