الجينية خوارزمية الفوركس - matlab

VII. معلمات غا كروس و طفرة الاحتمال هناك نوعان من المعايير الأساسية لل غا - احتمال كروس والاحتمال طفرة. وتقول احتمالات كروسوفر كم مرة سيتم تنفيذ كروس. إذا لم يكن هناك كروس، النسل هو نسخة بالضبط من الآباء والأمهات. إذا كان هناك كروس، يرصد ذرية من أجزاء من كروموسوم الآباء. إذا كان احتمال كروس أوفر هو 100. ثم يتم كل ذرية بواسطة كروس أوفر. إذا كان 0. جيل جديد كليا من نسخ دقيقة من الكروموسومات من السكان القدماء (ولكن هذا لا يعني أن الجيل الجديد هو نفسه). يتم كروسوفر على أمل أن الكروموسومات الجديدة سوف يكون أجزاء جيدة من الكروموسومات القديمة وربما الكروموسومات الجديدة ستكون أفضل. ولكن من الجيد ترك جزء من السكان على قيد الحياة للجيل القادم. الاحتمال الطفرة يقول كم مرة سوف تكون أجزاء من كروموسوم تحور. إذا لم يكن هناك طفرة، تؤخذ ذرية بعد كروس (أو نسخ) دون أي تغيير. إذا تم تنفيذ طفرة، يتم تغيير جزء من الكروموسوم. إذا كان احتمال الطفرة 100. يتم تغيير الكروموسوم كله، إذا كان 0. لم يتغير شيء. يتم إجراء طفرة لمنع الوقوع غا إلى أقصى الحدود المحلية، ولكن لا ينبغي أن يحدث في كثير من الأحيان، لأن ثم غا سوف تتغير في الواقع إلى البحث العشوائي. معلمات أخرى هناك أيضا بعض المعلمات الأخرى من غا. ومن المعلمات الهامة أيضا حجم السكان. حجم السكان يقول كم عدد الكروموسومات في السكان (في جيل واحد). إذا كان هناك عدد قليل جدا من الكروموسومات، غا لديها عدد قليل من الاحتمالات لأداء كروس، ويتم استكشاف سوى جزء صغير من مساحة البحث. من ناحية أخرى، إذا كان هناك الكثير من الكروموسومات، غا يبطئ. وتبين البحوث أنه بعد بعض الحدود (التي تعتمد أساسا على الترميز والمشكلة) فإنه ليس من المفيد زيادة حجم السكان، لأنه لا يجعل حل المشكلة بشكل أسرع. يمكن العثور على بعض التوصيات لجميع المعلمات في أحد الفصول التالية. مثال هنا يمكنك أن ترى مثال مماثل لتلك السابقة. ولكن هنا يمكنك محاولة لتغيير كروس والاحتمال طفرة. يمكنك أيضا التحكم في النخبوية. في الرسم البياني أدناه يمكنك رؤية أداء غا. الأحمر هو الحل الأفضل، والأزرق هو قيمة متوسطة (اللياقة البدنية) من جميع السكان. حاول تغيير المعلمات وابحث كيف يتصرف غا. هنا هو التطبيق الصغير، ولكن متصفحك لا يدعم جافا. إذا كنت تريد أن ترى التطبيقات، يرجى مراجعة متطلبات المتصفح. السؤال: إذا حاولت زيادة احتمال طفرة إلى 100، غا سوف تبدأ في التصرف غريب جدا، تقريبا مثل إذا كان احتمال طفرة 0. هل تعرف لماذا يمكنك استخدام تلميح وإذا كنت لا تزال لا تعرف، والنظر في حل الوراثية تم اختراع الخوارزميات لتقليد بعض العمليات التي لوحظت في التطور الطبيعي. كثير من الناس، وشملت علماء الأحياء، مندهشون أن الحياة على مستوى التعقيد الذي نلاحظ يمكن أن تتطور في الوقت القصير نسبيا التي اقترحها السجل الأحفوري. الفكرة مع غا هو استخدام هذه القوة من التطور لحل مشاكل التحسين. وكان والد الخوارزمية الجينية الأصلية جون هولاند الذي اخترعه في أوائل السبعينيات. ما هي الخوارزميات الجينية الخوارزميات الجينية (غاس) هي خوارزمية البحث التكيفية الاستدلالية على أساس الأفكار التطورية للاختيار الطبيعي وعلم الوراثة. وعلى هذا النحو فإنها تمثل استغلالا ذكيا للبحث العشوائي المستخدم في حل مشاكل التحسين. على الرغم من العشوائية، غاس هي بأي حال من الأحوال عشوائية، بدلا من ذلك استغلال المعلومات التاريخية لتوجيه البحث في المنطقة من أداء أفضل داخل الفضاء البحث. تم تصميم التقنيات الأساسية للجمعية العامة لمحاكاة العمليات في النظم الطبيعية اللازمة للتطور، وخاصة تلك التي تتبع المبادئ التي وضعها أولا تشارلز داروين من البقاء للأصلح .. منذ في الطبيعة، والمنافسة بين الأفراد للموارد الشحيحة النتائج في أصلح الأفراد الذين يسيطرون على الأضعف. لماذا الخوارزميات الجينية هو أفضل من منظمة العفو الدولية التقليدية في أنه أكثر قوة. على عكس الأنظمة القديمة لمنظمة العفو الدولية، فإنها لا كسر بسهولة حتى لو تغيرت المدخلات قليلا، أو في وجود ضجيج معقول. كما أن الخوارزمية الجينية، عند البحث عن مساحة فضاء كبيرة أو فضاء متعدد الوسائط أو سطح n متعدد الأبعاد، قد تقدم فوائد كبيرة على البحث الأكثر شيوعا عن تقنيات التحسين. (البرمجة الخطية، والمجريات، والعمق الأول، والتنفس أولا، والبراكسيس) الخوارزميات الجينية نظرة عامة غاس محاكاة البقاء للأصلح بين الأفراد على الجيل المتتالية لحل المشكلة. ويتكون كل جيل من مجموعة من سلاسل الأحرف التي هي مماثلة للكروموسوم التي نراها في الحمض النووي لدينا. يمثل كل فرد نقطة في مساحة البحث وحل ممكن. ثم يتم الأفراد من السكان للذهاب من خلال عملية التطور. ويستند غاس على تشبيه مع التركيب الجيني والسلوك الكروموسومات ضمن مجموعة من الأفراد باستخدام الأسس التالية: الأفراد في عدد السكان تتنافس على الموارد والزملاء. هؤلاء الأفراد الأكثر نجاحا في كل مسابقة سوف تنتج المزيد من النسل من أولئك الأفراد الذين يؤدون بشكل سيئ. تنتشر جينات من الأفراد الجيدين في جميع أنحاء السكان بحيث اثنين من الآباء والأمهات جيدة تنتج في بعض الأحيان النسل التي هي أفضل من أي من الوالدين. وهكذا يصبح كل جيل متعاقب أكثر ملاءمة لبيئتهم. مساحة البحث يتم الاحتفاظ بعدد من الأفراد في مساحة البحث لجمعية عامة، يمثل كل منها حلا ممكنا لمشكلة معينة. يتم ترميز كل فرد كمتجه طول محدود للمكونات، أو المتغيرات، من حيث بعض الأبجدية، وعادة الأبجدية الثنائية. لمواصلة التشبيه الجيني يشبه هؤلاء الأفراد الكروموسومات والمتغيرات هي مماثلة للجينات. وبالتالي يتكون كروموسوم (حل) من عدة جينات (متغيرات). يتم تعيين النتيجة اللياقة البدنية إلى كل حل يمثل قدرات الفرد على المنافسة. يتم سعى الفرد مع الأمثل (أو عموما بالقرب الأمثل) النتيجة اللياقة البدنية. وتهدف الجمعية العامة إلى استخدام تربية انتقائية من الحلول لإنتاج ذرية أفضل من الآباء من خلال الجمع بين المعلومات من الكروموسومات. تحافظ الجمعية العامة على عدد من الكروموسومات (الحلول) مع قيم اللياقة البدنية المرتبطة بها. يتم اختيار الآباء لزميله، على أساس اللياقة البدنية، وإنتاج ذرية عن طريق خطة الإنجابية. ونتيجة لذلك يتم إعطاء حلول مناسبة للغاية المزيد من الفرص لإعادة الإنتاج، بحيث نسل وراثة الخصائص من كل الوالدين. كما يتزاوج الآباء وينتجون النسل، يجب أن تكون الغرفة للقادمين الجدد منذ يتم الاحتفاظ السكان في حجم ثابت. ويتوفى الأفراد من السكان ويحل محلهم الحلول الجديدة، ويخلقون في نهاية المطاف جيلا جديدا بعد أن تستنفد جميع فرص التزاوج لدى السكان القدامى. وبهذه الطريقة من المأمول أن على مدى الأجيال المتعاقبة حلول أفضل سوف تزدهر في حين أن الحلول الأقل ملاءمة يموت بها. يتم إنتاج أجيال جديدة من الحلول تحتوي في المتوسط ​​على جينات أكثر جدية من الحل النموذجي في جيل سابق. وسيحتوي كل جيل متعاقب على حلول جزئية أكثر جدية من الأجيال السابقة. في نهاية المطاف، بمجرد تقارب السكان وعدم إنتاج ذرية تختلف اختلافا ملحوظا عن تلك الموجودة في الأجيال السابقة، ويقال أن الخوارزمية نفسها قد التقارب إلى مجموعة من الحلول للمشكلة في متناول اليد. تفاصيل التنفيذ استنادا إلى الاختيار الطبيعي بعد أن يتم توليد عدد السكان الأولي بشكل عشوائي، تتطور الخوارزمية من خلال ثلاث شركات: الاختيار الذي يعادل البقاء للأصلح كروس الذي يمثل التزاوج بين الطفرة الأفراد الذي يدخل تعديلات عشوائية. 1. اختيار فكرة مفتاح المشغل: إعطاء بريفرينس لأفراد أفضل، والسماح لهم لتمرير على جيناتهم إلى الجيل القادم. خير كل فرد يعتمد على اللياقة البدنية. ويمكن تحديد اللياقة البدنية بوظيفة موضوعية أو بحكم شخصي. 2. عامل كروس أوفر عامل متميز من غا من تقنيات التحسين الأخرى يتم اختيار شخصين من السكان باستخدام عامل اختيار يتم اختيار موقع كروس على طول سلاسل بت عشوائيا يتم تبادل قيم السلسلتين حتى هذه النقطة إذا S1000000 و s2111111 ونقطة كروس هي 2 ثم S1110000 و s2001111 اثنين من النسل الجديد التي تم إنشاؤها من هذا التزاوج وضعت في الجيل القادم من السكان من خلال إعادة تجميع أجزاء من الأفراد جيدة، وهذه العملية من المرجح أن تخلق حتى الأفراد أفضل 3. مشغل الطفرة مع بعض منخفضة احتمال، فإن جزءا من الأفراد الجدد لديهم بعض من بت الخاصة بهم انقلبت. والغرض منه هو الحفاظ على التنوع داخل السكان ومنع التقارب المبكر. الطفرة وحدها يدفع المشي العشوائي من خلال الفضاء البحث الطفرة والاختيار (بدون كروس) خلق خوارزميات متوازية، والضوضاء، وتسلق التلال آثار مشغلي الوراثة باستخدام اختيار وحدها سوف تميل إلى ملء السكان مع نسخ من أفضل فرد من السكان باستخدام اختيار ومشغلي كروس سوف تميل إلى تسبب الخوارزميات لتتلاقى على حل جيد ولكن دون الأمثل باستخدام طفرة وحده يدفع المشي العشوائي من خلال الفضاء البحث. باستخدام اختيار وطفرات يخلق خوارزمية بارالليل، متسامح، تلة تسلق الخوارزميات تهيئة عشوائيا السكان (ر) تحديد لياقة السكان (ر) تكرار اختيار الآباء من السكان (ر) أداء كروس على الآباء خلق السكان (t1) أداء طفرة السكان (t1) تحديد لياقة السكان (t1) حتى أفضل فرد جيد بما فيه الكفاية في القسم الفرعي السابق ادعى أنه من خلال عمليات الاختيار، كروس، وتحور الجمعية العامة سوف تلتقي على مدى الأجيال المتعاقبة نحو العالمية (أو بالقرب من العالمية) optium. لماذا هذه العملية بسيطة يجب أن تنتج تيشيكيس سريعة ومفيدة وقوية ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن غاس الجمع بين الاتجاه وفرصة في البحث بطريقة فعالة وفعالة. وبما أن السكان يتضمن ضمنا معلومات أكثر بكثير من مجرد عشرات اللياقة البدنية الفردية، غاس الجمع بين المعلومات الجيدة مخبأة في حل مع معلومات جيدة من حل آخر لإنتاج حلول جديدة مع إندورماتيون جيدة ورثت من كلا الوالدين، حتما (نأمل) الرائدة تروادس الأمثل. قدرة الخوارزمية لاستكشاف واستغلال في وقت واحد، وكمية متزايدة من التبرير النظري، والتطبيق الناجح لمشاكل العالم الحقيقي يعزز الاستنتاج أن غاس هي تقنية قوية وقوية الأمثل. مقدمة عن الخوارزميات الجينية. ميت بريس إديتد بي ميلاني ميتشل خوارزميات جينية في الهندسة وعلوم الكمبيوتر تحريرها G. الشتاء. إت آل .. c1995 أسس الخوارزميات الجينية التي حررها غريغوري J. E. رولينز. c1991 لمزيد من التفاصيل عن تطبيقات خوارزميات علم الوراثة، يرجى الرجوع إلى شريكي، مقالة تشون. الخوارزميات الجينية في اللغة الإنجليزية البسيطة الهدف من هذا البرنامج التعليمي هو شرح الخوارزميات الجينية بما فيه الكفاية بالنسبة لك لتكون قادرة على استخدامها في المشاريع الخاصة بك. هذا هو تجريد لأسفل إلى العارية الأساسيات نوع من البرنامج التعليمي. إم لن يذهب إلى قدر كبير من العمق و إم لن تخويف منكم مع القلق الرياضيات من خلال رمي المعادلات الشريرة فيكم كل جمل قليلة. في الواقع، إم لن رمي أي معادلات سيئة في لكم على الإطلاق ليس في هذا البرنامج التعليمي على أي حال على أي حال. لتسميليغت تم تصميم هذا البرنامج التعليمي ليتم قراءتها من خلال مرتين. لذلك لا تقلق إذا كان قليلا من المنطقي في المرة الأولى التي دراسة ذلك. (القارئ، دانيال، ترجمت ترجمة هذا البرنامج التعليمي إلى اللغة الألمانية، يمكنك العثور عليه هنا). (قارئ آخر، ديفيد ليوين، ترجم البرنامج التعليمي إلى اللغة الفرنسية، يمكنك العثور عليه هنا.) أولا، درس علم الأحياء كل كائن حي مجموعة من القواعد، مخططا إذا جاز التعبير، واصفا كيف أن هذا الكائن هو مبني من اللبنات الصغيرة للحياة. يتم ترميز هذه القواعد في جينات الكائن الحي، والتي بدورها ترتبط معا إلى سلاسل طويلة تسمى الكروموسومات. يمثل كل جين سمة معينة للكائن الحي، مثل لون العين أو لون الشعر، ولديه عدة إعدادات مختلفة. على سبيل المثال، إعدادات الجين لون الشعر قد تكون شقراء، أسود أو أوبورن. وعادة ما يشار إلى هذه الجينات وإعداداتها باسم النمط الجيني للكائنات الحية. التعبير الجسدي عن النمط الوراثي - الكائن الحي نفسه - يسمى النمط الظاهري. عندما يتزاوج كائنان يتشاركان جيناتهما. قد ينتج عن النسل الناجم وجود نصف الجينات من أحد الوالدين ونصف من الآخر. وتسمى هذه العملية إعادة التركيب. في بعض الأحيان جدا قد يكون متحور الجين. عادة هذا الجين المتحور لن يؤثر على تطور النمط الظاهري ولكن في بعض الأحيان في بعض الأحيان سيتم التعبير عنها في الكائن ك سمة جديدة تماما. وقد تطورت الحياة على الأرض لتكون كما هو الحال من خلال عمليات الانتقاء الطبيعي، وإعادة التركيب والتحور. لتوضيح كيفية عمل هذه العمليات معا لإنتاج مجموعة متنوعة من النباتات والحيوانات نشارك كوكبنا مع اسمحوا لي أن أقول لكم قصة صغيرة. ذات مرة عاش هناك نوع من المخلوقات تسمى هوترز. وقد تطورت هوترز تماما داخل حدود مظلمة من نظام كهف واسعة مخبأة في أعماق الأمعاء من سلسلة جبال. كان لديهم حياة سهلة، والشعور ورائحة حول جدران كهف رطبة للطحالب أنها أحب ذلك لتناول الطعام، ناز بين الصخور، وفي وقت التزاوج، والاستماع باهتمام ل هووتس من هوترز الأخرى. لم يكن هناك الحيوانات المفترسة في الكهوف، وكان مجرد هوترز، والطحالب والصداقة ودية في بعض الأحيان، وبالتالي فإن هوترز أبدا أي شيء للخوف (باستثناء ربما في بعض الأحيان سيئة خفف من هوتر). تدفق نهر تحت الأرض من خلال نظام الكهف والمياه باستمرار تقطعت إلى أسفل من خلال جدول المياه جلب معها المغذيات الطازجة الطحالب ازدهرت على ذلك كان هناك دائما الكثير لتناول الطعام والشراب. ومع ذلك، على الرغم من أن هوترز يمكن أن يشعر ويسمع جيدا لم يكن لديهم أي حاجة للعيون في سواد الملعب من الكهوف ونتيجة لذلك كانت أعمى تماما. هذا لا يبدو أن قلق أي من هوترز على الرغم من أنهم جميعا كان حوت من الوقت مضغ بعيدا و روتينغ في الظلام. ثم تسبب أحد الزلازل في يوم واحد في انهيار جزء من نظام الكهف، ولأول مرة في آلاف السنين شعر هوترز بدفء أشعة الشمس على بشرتهم ونابض الطحلب الناعم تحت أقدامهم. وتذوق عدد قليل من هوترز جريئة الطحلب وجدت أنه كان حتى أفضل من تناول الطحالب الكهف. كوتووووهكوت أنها خاض بين الفم من الطحلب وحصلت على الفور استلهموا من النسور المحنونة الذين قد جوا في أن نرى ما كان كل الضجة حول. لفترة من الوقت بدا كما لو هوترز قد تصاد إلى الانقراض، على الرغم من أنهم يحبون أكل الطحلب أنها لا يمكن أن أقول ما إذا كان النسر تطير فوق. ليس ذلك فحسب، لم يتمكنوا حتى من معرفة ما إذا كانت مخبأة تحت صخرة أم لا إلا إذا كان منخفضا بما فيه الكفاية للوصول إلى مع مشاعرهم. كل يوم العديد من هوترز سوف تتعثر من الكهوف مع رائحة حلوة من الطحلب في أنفهم فقط أن يتم حملها بسرعة بعيدا وتؤكل من قبل النسر. ويبدو أن حالتهم قاتمة بالفعل. لحسن الحظ، على مر السنين، كان سكان هوترز نمت لتكون هائلة في سلامة الكهوف وما يكفي منهم على قيد الحياة على زميله - بعد كل شيء، النسر يمكن أن تأكل فقط كثيرا. يوم واحد، ولدت الحضنة من هوترز أن تقاسم الجينات خلية الجلد تحور. وكان هذا الجين معين مسؤولا عن تطوير خلايا الجلد على جبينهم. خلال تطور الطفل هوترز، عندما نمت خلايا الجلد من تعليمات الجينات تحور أنها كانت خفيفة قليلا حساسة. كل طفل جديد هوتر يمكن أن يشعر إذا كان هناك شيء يمنع الضوء على جبهته أم لا. عندما نشأت هذه الطفل الصغير هوترز في هوترز أكبر وغامر في ضوء لأكل الطحلب يمكن أن أقول ما إذا كان هناك شيء كان ينقلب فوق أو لا. لذلك نشأت هذه الهواة للحصول على فرصة أفضل قليلا من البقاء على قيد الحياة من أبناء عمومهم أعمى تماما. ولأن لديهم فرصة أفضل للبقاء على قيد الحياة، فإنها استنساخ أكثر من ذلك بكثير، وبالتالي تمرير الجينات خلية الجلد الخفيفة الحساسة الجديدة لذريتهم. بعد فترة قصيرة جدا في حين أصبح السكان يهيمن عليها هوترز مع هذه الميزة الطفيفة. الآن يتيح الرمز البريدي بضعة آلاف الأجيال في المستقبل. إذا كنت استقراء هذه العملية على مدى سنوات عديدة جدا، والتي تنطوي على الكثير من الطفرات الصغيرة التي تحدث في الجينات خلية الجلد من السهل أن نتصور عملية حيث خلية واحدة حساسة للضوء قد تصبح مجموعة من الخلايا الحساسة الضوء، وبعد ذلك كيف الخلايا الداخلية للكتلة قد تتحول إلى تصلب في منطقة صغيرة على شكل عدسة، والتي من شأنها أن تساعد على جمع الضوء والتركيز عليه في مكان واحد. ليس من الصعب جدا تصور طفرة التي تثير اثنين من هذه المناطق تجمع الضوء وبالتالي منح رؤية مجهر على هوترز. وهذا من شأنه أن يكون ميزة كبيرة على أبناء عموم سيكلوبسيان كما هوترز الآن أن تكون قادرة على الحكم على المسافات بدقة ولها مجال أكبر من الرأي. كما ترون عمليات الانتقاء الطبيعي - البقاء للأصلح - وتحور الجينات لها أدوار قوية جدا للعب في تطور الكائن الحي. ولكن كيف إعادة التركيب تناسب في مخطط الأشياء حسنا لتظهر لك أن أحتاج أن أقول عن بعض هوترز الأخرى. في نفس الوقت تقريبا كان هوترز مع الخلايا الحساسة الخفيفة يفرخ في الطحلب وإغاظة النسور، وحضنة أخرى من هوترز ولدت الذين تقاسم الجينات المتحور التي أثرت على هوتر بهم. وأدت هذه الطفرة إلى ارتفاع طفيف قليلا عن أبناء عمومتها، ولأنها كانت أكبر يمكن أن تصرخ الآن على مسافات أطول. هذا تبين أن تكون مفيدة في سرعة تناقص السكان لأن الهواة مع هوترز أكبر يمكن استدعاء لزملائه المحتملين تقع بعيدا. ليس ذلك فحسب ولكن بدأت هوترز الإناث لإظهار تفضيل طفيف للذكور مع هوترز أكبر. وكانت النتيجة من هذا بالطبع أن أفضل هوترز هبت وقفت فرصة أفضل بكثير من التزاوج من أي ليس كذلك على ما يرام هوترز. على مدى فترة من الزمن، أصبح هوترز كبيرة السائدة في السكان. ثم يوم واحد غرامة أنثى هوتر مع الجينات لخلايا البشرة الحساسة الخفيفة التقى هوتر الذكور مع الجين لإنتاج هوترز ضخمة. سقطوا في الحب، وبعد فترة وجيزة أنتجت الحضنة من هوترز طفل جميل. الآن، لأن كروموسومات الأطفال كانت إعادة التركيب بين كلا الوالدين الكروموسومات، وبعض الأطفال تقاسم كل من الجينات الخاصة ونشأت ليس فقط أن يكون خلايا البشرة الحساسة الخفيفة، ولكن هوترز ضخمة جدا هذه النسل الجديد كانت جيدة للغاية في تجنب النسور و واستنساخ ذلك بدأت عملية التطور لصالحهم ومرة ​​أخرى هذا النوع المحسن الجديد من هوتر أصبحت المهيمنة في السكان. وما إلى ذلك وهلم جرا. وما إلى ذلك وهلم جرا. الخوارزميات الجينية هي وسيلة لحل المشاكل عن طريق محاكاة نفس العمليات يستخدم طبيعة الأم. أنها تستخدم نفس مزيج من الاختيار، وإعادة التركيب والتحور إلى تطوير حل لمشكلة. أنيق هاه تحويل الصفحة لمعرفة بالضبط كيف القيام به.