Дипломная работа посвящена программной реализации и экспериментальному исследованию алгоритма на основе биогеографии, а также разработке программного комплекса

2.3. Оптимизация методом биогеографии В этом разделе обсуждается, как теория биогеографии предыдущего раздела может быть применена к задачам оптимизации. Для применения метода необходимо, чтобы задачи были сформулированы в виде задач оптимизации, имеющих целевую функцию и различные ограничения. Ставим задачу Здесь – целевая функция, – N-мерный вектор варьируемых параметров, – искомый вектор оптимальных значений компонент вектора варьируемых параметров, – искомое оптимальное значение целевой функции. На вектор накладываем ограничения . (2.9) 2.3.1. Миграция Предположим, что у нас есть задача и совокупность вариантов ее решения, которые могут быть представлены как векторы некоторых чисел. Каждое число в векторе решения полагают как индекс пригодности переменной. Далее предположим, что у нас есть некоторый способ оценить совершенство решений. Хорошие решения являются пригодными средами обитания, а плохие – непригодными. Как на рисунке 2.2, S2 представляет хорошее решение, а S1 плохое решение. Поэтому уровень иммиграции для S1 будет выше, чем уровень иммиграции для S2. А уровень эмиграции для S1 будет ниже, чем уровень эмиграции для S2. Мы используем уровни эмиграции и иммиграции каждого решения, чтобы вероятностно распределить информацию между средами обитания. С вероятностью Pmod (задаваемый разработчиком параметр) мы изменяем составляющие векторов решений. Допустим, мы выбрали решение, используя его уровень иммиграции, которое хотим изменить, затем вероятностно определяем индексную переменную пригодности в этом решении, которую необходимо заменить. Если в данном решении Xj выбрана, чтобы быть замененной, то мы используем уровни эмиграции других решений, чтобы вероятностно решить, какое выбранное в произвольном порядке из этих решений должно перейти к решению Xj вместо . Как и в других похожих алгоритмах оптимизации, мы обычно включаем своего рода элитизм для сохранения лучших решений. Это препятствует изменению лучших решений в связи с иммиграцией. 2.3.2. Мутация Различные катастрофические события могут кардинально изменить пригодность среды обитания. Мы моделируем это изменение в алгоритме биогеографии как мутация и используем вероятность существования решений для определения их уровней мутации. Вероятность существования каждого решения будет получена из дифференциального уравнения (2.2). Рассмотрим точку равновесия S0 на кривой разновидностей. Мы видим, что у малого количества сред обитания и у высокого количества при расчете получаются относительно низкие вероятности изменения. Среднее же количество сред обитания имеет высокую вероятность измениться. Как пример, рассмотрим случай, когда Smax = 10. Установившееся решение уравнения (2.2), независимо от начального условия P(0), будет иметь вид (2.10) Элементы в сумме дают единицу (при округлении могут возникнуть ошибки), а график элементов является равномерной функцией относительно ее средней точки. Каждый элемент этой совокупности имеет связанную вероятность, указывающую на вероятность того, что он, априорно будет существовать как решение данной проблемы. Решения с очень высокими и очень низкими уровнями пригодности являются одинаково мало вероятны. Решения со средней пригодностью более вероятны. Если данное решение Х имеет низкую вероятность, то удивительно, что оно существует как решение, поэтому, оно видоизменится к некоторому другому решению. Также видоизменится и решение с высокой вероятностью. Изменение решений может быть реализовано как уровень мутации M, который обратно пропорционален вероятности решения: (2.11) Здесь устанавливаемый разработчиком параметр. Схема мутации имеет тенденцию увеличивать разнообразие сред обитания. Без этой модификации более вероятные решения будут доминирующими в совокупности решений. Этот подход мутации делает малопригодные решения более подверженными видоизменению, которое даст им шанс улучшить свои показатели. Мутация также позволяет видоизмениться хорошим решениям, что дает им шанс улучшить свои свойства еще больше, чем они уже есть. Обратим внимание на то, что мы используем подход элитизма для сохранения функций среды обитания, имеющей лучшее решение, поэтому даже если мутация ухудшает пригодность среды, мы сохранили это решение и можем вернуться назад к нему, если нужно, так что мутацию выгодно использовать и на плохих решениях и на хороших.

Похожие:

	Данная дипломная работа посвящена разработке системы электронного журнала/дневника для школ Разработанное программное обеспечение позволяет автоматизировать контроль качества и документооборота		Дипломная работа содержит 104 листа, 6 таблиц, 35 рисунков. Тема:... Данная дипломная работа посвящена проблемам разработки и внедрения устройств связи высокочастотного и сверхвысокочастотного диапазона....
	Реферат Данная работа посвящена разработке программного обеспечения... В главе 1 рассмотрены задачи автоматизации процессов Оператора связи, а также важность вопроса обеспечения автоматизированного тестирования...		Дипломная работа на тему: «Совершенствование организации поддержки... Дипломная работа «Совершенствование организации поддержки и развития малого предпринимательства в муниципальном районе на примере...
	Реферат. Дипломная работа посвящена разработке рекомендаций по развитию mice-индустрии в Москве Целью работы является разработка рекомендаций по развитию mice- индустрии в Москве. Для осуществления данной цели необходимо рассмотреть...		Аннотация к проекту: «Космические мини-ракеты» Он посвящён экспериментальному исследованию принципов реактивного движения и конструированию простейших моделей ракет. Работа над...
	Людмила Андреевна «преступление» Настоящая работа посвящена исследованию идиом русского языка, относящихся к понятиям «Преступление» и «Наказание»		Реферат по предмету Управление качеством на тему: «Стандарты при... Исключение составляют программы, где необходима привязка к российским условиям (бухгалтерские программы). Доля программной продукции...
	Исследование местоимений актуально во все времена, так как жизнь... Данная курсовая работа посвящена исследованию лексико-семантических разрядов местоимений		Дипломная работа Мамзеров Д. В., навигация и интерфейс в средах виртуальной реальности, дипломная работа
	А. И. Алексеева Пятигорский филиал Северо-Кавказского государственного... Статья посвящена обоснованию алгоритма анализа рентабельности собственного капитала организаций в условиях кризиса и ее апробации...		Реферат Данная дипломная работа посвящена вопросам страхования во... ...
	Работа №1. «Конституционное право» При разработке учебно-методического комплекса учебной дисциплины в основу положены		Реферат Данная работа посвящена разработке интеграционного интерфейса... Данная работа посвящена разработке интеграционного интерфейса между системами oss ту аргус и ау лира, который предназначен для организации...
	Реферат Дипломная работа посвящена проблеме повышения эффективности... На тему Снижение издержек производства растворителя марки 646 в Федеральном Государственном Унитарном предприятии «Соликамский завод...		Дипломная работа по теме: “ Интерактивная база данных по дендроклиматологии” Работу Моя дипломная работа очень актуальна, потому что дендроклиматология – малоизученная и малоизвестная область биологии. Дендроклиматология...