» К 93 Основы теории эволюционных вычислений: научная монография / В.М. Курейчик, В.В. Курейчик, С.И. Родзин – Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2010. <...> В книге делается попытка решения фундаментальной проблемы вычислительного интеллекта, связанной с разработкой общей теории эволюционных вычислений, инспирированных природными системами, математических моделей и эффективных форм распределенных алгоритмов эволюционных вычислений, а также изучаются когнитивные возможности композиции эволюционных операторов1. <...> Общая теория эволюционных вычислений, инспирированных природными системами . <...> Когнитивные возможности универсальной феноменологической модели эволюционных вычислений . <...> Содержание работы предполагает достижение указанной цели и посвящено обсуждению следующих основных вопросов: • формирование общей таксономии и построение феноменологической модели эволюционных вычислений на основе гипотез и закономерностей природных процессов; • формализация основных положений, общей модели и концепции эволюционных вычислений, опираясь на фундаментальные принципы, присущие природным системам; • описание основ общей теории эволюционных вычислений; • вывод следствий из общей теории; • систематизация когнитивных возможностей операторов эволюционных вычислений, рассмотрение перспективных способов организации параллельных эволюционных вычислений; • рассмотрение с позиций общей теории нерешённых и проблемных вопросов различных программирования, разновидностей эволюционных вычислений: генетических алгоритмов, генетического стратегий, эволюционного программирования, обучающих классификаторов, алгоритмов роя, моделирования отжига, 7 эволюционных пороговых, потоковых, рекордных оценок, табуированного поиска, меметики. <...> Эволюционные вычисления, как математические преобразования, трансформирующие согласно принятой модели входной поток информации в выходной, основаны на правилах имитации механизмов <...>
Основы_теории_эволюционных_вычислений.pdf
УДК 519.7:004.8 + 004.8.023; 004.81.85
ББК 32.965
К 93
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Южного федерального университета
Рецензенты:
первый проректор по учебной работе ТГПИ, доктор технических
наук, профессор, Витиска Н.И.,
зав. кафедрой компьютерных образовательных технологий
СПбГУИТМО, доктор технических наук, профессор, Лисицына Л.С.
Монография подготовлена и издана в рамках национального проекта
«Образование» по «Программе развития федерального государственного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Южный федеральный университет» на 2007–2010 гг.»
К 93
Основы теории эволюционных вычислений: научная
монография / В.М. Курейчик, В.В. Курейчик, С.И. Родзин – Ростов
н/Д: Изд-во ЮФУ, 2010. − 222 с.
Ил. 35. Библиогр.: 61 назв.
ISBN 978-5-9275-0799-3
Вычисления − это физический процесс. В природе действуют
эволюционные процессы. Поэтому естественно говорить об эволюционных
вычислениях, инспирированных природными системами. В книге делается
попытка решения фундаментальной проблемы вычислительного
интеллекта, связанной с разработкой общей теории эволюционных
вычислений, инспирированных природными системами, математических
моделей и эффективных форм распределенных алгоритмов эволюционных
вычислений, а также изучаются когнитивные возможности композиции
эволюционных операторов1.
Монография адресована магистрам и аспирантам, изучающим теорию
и практику создания интеллектуальных информационных систем и
технологий. Книга может быть также полезна специалистам по системному
анализу, теоретической информатике, автоматизации проектирования и
управления,
компьютерному моделированию и вычислительной
математике.
ISBN 978-5-9275-0799-3
УДК 519.7:004.8 + 004.8.023; 004.81.85
ББК 32.965
© Курейчик В.М. , Курейчик В.В., Родзин С.И., 2010
© Южный федеральный университет, 2010
1 Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 09-01-00492,
10-01-90017-Бел-а
2
Стр.2
Содержание
Введение............................................................................................. 5
1. Анализ
базовых моделей
эволюционных
вычислений, инспирированных природными
системами .................................................................................... 9
1.1. Таксономия эволюционных вычислений ............................. 9
1.2. Модель генетических алгоритмов .................................... 14
1.3. Модель генетического программирования ....................... 19
1.4. Модель эволюционных стратегий ..................................... 24
1.5. Модель эволюционного программирования ...................... 27
1.6. Модель роевого интеллекта ............................................... 29
1.7. Квантовая модель ................................................................. 33
1.8. Другие эвристические модели, основанные на
природных аналогиях ................................................................ 37
2. Общая теория эволюционных вычислений,
инспирированных природными системами ...................... 43
2.1 Гипотезы и закономерности эволюционных
вычислений .................................................................................. 43
2.2. Основные положения теории эволюционных
вычислений .................................................................................. 45
2.3. Универсальная феноменологическая модель
эволюционных вычислений ...................................................... 51
2.4. Достоинства и отличительные особенности
теории эволюционных вычислений ........................................ 54
3
Стр.3
2.5. Общие правила представления решений в
моделях эволюционных вычислений ...................................... 56
2.6. Когнитивные возможности универсальной
феноменологической модели эволюционных
вычислений .................................................................................. 62
2.7. Базовый цикл эволюционных вычислений ........................ 86
3. Алгоритмы
эволюционных
вычислений,
параллелизм .............................................................................. 91
3.1. Алгоритмы эволюционных вычислений ........................... 91
3.2. Организация параллельных эволюционных
вычислений ................................................................................ 192
3.3. Инструментальные средства для поддержки
теории эволюционных вычислений ...................................... 203
Заключение ................................................................................... 207
Список использованных источников ...................................... 210
Список используемых определений и сокращений ............. 216
Персоналии ................................................................................... 220
4
Стр.4