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Matlab遗传算法在背包问题中的应用(3)

时间:2022-10-08 20:28来源:毕业论文
1。2 国内外 研究现状 及存在的问题 1。2。1 国外研究历程 1。2。2 国内研究历程 1。3 本文的主要内容 从第二章开始,我们首先描述遗传算法的基本思想和

1。2 国内外研究现状及存在的问题

1。2。1 国外研究历程

1。2。2 国内研究历程

1。3 本文的主要内容

从第二章开始,我们首先描述遗传算法的基本思想和原理,以及遗传算法的基本操 作流程,这是我们使用遗传算法解决背包问题的基础。第三章将先阐释背包问题,然后 详细述说对遗传基因的编码,对遗传算子的选择,控制参数的确定,以及对于约束问题 的处理。第四章将使用测试函数对我们设计的遗传算法进行检测。使用通过检测的遗传 算法,观察其在不同参数以及初始条件下,对背包问题求解的过程,并分析实验结果。

第二章 遗传算法的基本思想

2。1 遗传算法的产生与发展

早在 1950 到 1960 年间,就已经有学者开始了早期进化算法的研究,当时是由几位 计算机科学家独立进行的,他们想将进化的思想发展成解决优化问题的工具,他们将这 项研究称为“人工进化系统”。这便是遗传算法的初始形态。

到了 20 世纪 70 年代初期,美国的 Holland 建立了较为完整的理论和方法,并出版 了《自然与人工系统的适应性行为》(Adaptation in Natural and Artificial System)一书[9]。 Holland 将这种算法正式命名为遗传算法,并且通过对遗传算法的研究将其利用到优化 问题的求解中,甚至尝试使机器利用遗传算法获得自主学习的能力。Holland 当初的基 础理论直到现代依然被学者们广泛使用,可见 Holland 对遗传算法做出来的贡献之大[9]。

几十年来,遗传算法日趋成熟,无论是用来解决实际问题还是用来建模,其应用范 围都在不断扩展。正是目睹了遗传算法的优秀能力,很多学者认为这位人工智能的产生 提供了一条行之有效的途径,他们希望计算机通过不断进化的算法来获得智能,这使人 们对遗传算法的研究热情日益高涨。

2。2 遗传算法的基本思想

由于遗传算法的思想来源于自然进化,我们就先从生物进化理论和遗传学的基本知 识开始讲起,这有助于我们更好地学习遗传算法。

从最原始的地球开始出现的原始生物,到现代社会的生物种类复杂繁多,更是出现 了先进的生物——人类,这一切都是生物自身经历了长期进化过程的演变,逐渐进化以 适应自然环境的结果。达尔文(1858 年)用自然选择对此作出了解释,表面上是生物为 了适应自然而造成的,其实也可以看出是自然对物种进行了有方向的选择,这才造成了 这样的结果,这正解释了生物的进化的原因。其自然选择学说主要分为以下三个方面[10]:

(1)遗传(heredity) 这是生物的普遍特征,由于有性生殖是通过把父代的遗传 信息复制过来并继承给子代,所以父代与子代之间拥有高程度相似的特性,这也就是我 们俗话中所说的种瓜得瓜,种豆得豆。正是遗传的这一特征,才保持了物种的稳定性, 在一定程度上可以说,只有获得稳定的子代,才是正确的遗传方式。

(2)变异(variation) 通过遗传连接的父代和子代之间具有高度的相似性,但并 不是说父代与子代就是完全一样的,他们之间总是或多或少地存在着某些差异,这种差

异是由一种现象产生的,我们把这种现象,称为变异。这一现象是随机发生的,而且是 不可预测其方向的,但是正是由于变异的存在才使得生物群体中的物种产生了多种多样 的特征,这也保证了生物的多样性。 Matlab遗传算法在背包问题中的应用(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_100127.html

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