智能搜索算法教学软件的设计与开发.doc

本文由sd543521贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第 期 年 月 日 计 算 机 教 育 ， 文章编号 ： ） （ 中图分 类号 ： 文献标识 码 ： 智能搜索算法教学软件 的设计 与开发 徐新黎 ，金 波 ，陈胜 勇 ，管 秋 ，王万 良 （ 浙江工业 大学 计算机科 学与技 术学院， 摘 要： 为提高人工智能导论课程的教学质量， 协调好教与学的双边关系， 结合教学实践， 在 环境中用 语言开发 了智能搜索算法的教学软件 ，设计 了 算法、模拟退火算法和遗传算法的演示 程序 和验证程序 ，提供 了这些 算法的核 心代码 ，方便 学生开展各 算法 的 自主 实验设 计 。 关键词 ：人 工 智能；教 学软 件 ； 算 法；模拟退 火；遗传 算法 为 了适应人工 智能技术 发展 的需要 ， 内外 高校 国 普 遍开设 了人工智 能方面 的课 程 ， 且 已经 成为计算 而 机相 关专业 的核， 程之一 。我校 自从 课 年开始 为计 算机科学 与技术 、自动化 、机械 自动化等专 业本 科生 开设 了人 工智能 导论课程 。 我校王 万 良教授 也在 年编著 了 人工智 能及 其应 用教材 ， 年 教学软 件的总体结构 智 能搜 索教 学 实验 系统 是 工智 能及 其应 用 人 版） 第 教材 配套的实验 系统 ，系统设计 目的 是提 供一个 简洁 、 好 的用 户界面 ，使学生通过 使用 友 该系统 ， 以实现不 同智 能搜 索算法 的过程演示 和对 可 比，提 供 自主 设计实验 的功 能。 又 出版 了该教材 第 版 ， 并制作 了完整 的 电予教 案和 教学录像 。 由于人 工智 能是交叉学 科 ， 及而广 ，在教学 过 涉 程 中又会涉及 到很 多抽象理 论和复杂 的算法 ， 而教材 上 的 内容过 于理论化 ， 教材上 的应用 实例又 只是停 留 在书 本文字上 的纸上谈 兵 ， 以学生在 学 习人 工智 能 所 导 论 这 门课 程 的 过 程 中都 感 觉 好 像 在 学 数 学 和 算 法 ，往往 有望 而 生畏 的 感觉 。为 了解 决 以上 问题 ， 为 了能够 让 学生 更好 地 学 习并熟 练一 些智 能搜 索算法 ，所 设计 的智 能搜索 教学实验 系统结构 如图 所 示 ，包 括 算法 、模 拟退火 算法 、遗传 算法 、作 业 管理和 系统帮助 大模块 。 如果 单纯 依靠 老师在 课 堂上讲 解和 用 做 课件进 行演 示 ，是很 难达 到 启发 和指 导 学生 的要 求 。为 了 更好 地 实现教 学 目标 ，提 高人工 智 能 导论课 程 的教 学 质量 ， 调好教 与学 的双边 关系 ，使学生 由望而 生 协 畏 的感觉 ， 为有用有 趣 的感 觉 ， 变 根据 已有人 工智 能 课程 在教 学与 实践方 面 的经 验和 方法 ，在人 工智 能课程 网站（ ： ） 的基础 上 ，以高 等教育 出版社 出版 的 工智 能及 其应用 （ 版） 人 第 教材第 章和第 章 内容 为例 ，设计 开发 了智 能搜 索算法教 学软件 。 图 教学 实 验 系统 的总 体 结构 图 基 金项 目：浙江工业 大学校 级优 秀课 程建设 项 目（ ） 。 作者 简介 ：徐新 黎 （ ，女 ， 师，博 士 ，研究 方向 为智能计 算、生产调度 、多 ） 讲 系统 的研究 ；王 万 良 （） ， 男，教授 ，博士生导师，博士，研究方向为 、生产计划与调度 、智能 自 动化等。 第期 学 科 建 设 与 教 学 改 革 （） （） （） 厅 以 ， （） 图 中， 算 法 、模 拟退 火算 法和遗 传 算法模 块 又提 供 了算 法介 绍 ，以及各 算法 的演示 程序 、验证 程 序和 自主 实验等 子模块 。 ）算 法介 绍 。算法 介 绍子 模 块 的主要 功 能是 向 学生介 绍 算法 、模拟 退火 算法 、遗传 算法 等智 能 搜索算 法 的特 点 、流程及 参数 设置 问题等 。 其 中 是初 始节 点 到 节 点 的实 际代 价 ，而（） ） （ 是 从 节 点 到 目的 节 点 的最 佳路 径 的估 计 代 价 ，且 （） （） （ ） ， 聆 为 节 点到 目的结 点的最优 路径 的代价 。 ）演 示程序 。 对 算 法求 解 问题 时启 发信息 针 不直观 、难理 解 ， 表和 表变 化 的可视化 程度 差 ，问题 状态演 变 复杂等 问题 ，设计 了求解 自动 ）演 示程 序 。演 示程 序子 模 块 的主要 功 能是 展 示各算 法求解 八数码 问题 、 问题 等 的搜 索过 程 、 运 算 结果 等 ；同 时可 以通过 单 击 “ 一步 ” 继 续 下 、“ 暂停 ” 等按 钮 ， 查看 算法运 行过 程 中临 时变量 的状态 。 寻 路和 八数码 问题 的 算法 演示 程序 。演示程 序具 备 了显 示 表和 表 的功能 ， 并且 能将 每一 个 状态 的变化 都直 观地 显示 出来 。 图 是 自动 寻路 问题 的 算 法演 示程序 。寻路 问题常 见于 各类游 戏 中角色 寻路 、 三维 虚拟场 景 中运 ）验 证程 序 。验证 程 序子 模 块 的主要 功 能是 通 过设 定给定 问题 的规模 ， 以及 算法 的一些 参 数设置 ， 测试 智能搜 索算法 对于 不 同规 模 问题 的解决 效果 ， 以 及参数 设置对 算法 性 能的影 响 ； 同时展 示不 同算法 对 动 目标 的路 径规 划 、 器人 寻路 等多个 应用领 域 。自 机 动 寻路 问题 是在 以方格 表示 的地 图场景 中 ， 对于给定 的起 点 、终 点和障碍 物（ ，如何 找到 一条 从起点 开 墙） 始 避 开障碍物 到 达终 点的最 短路 径 。 如 图 所示 ， 序运 行时 ， 以通过选 择“ 点” 程 可 起 、 同一 问题 的求 解性 能 ，以作对 比。 白丰 实验 。 自主 实验子 模 块 的主要 功 能是 根 ） 据系统 所提供 的一 些算法 核心 代码 ， 展各算 法 的 自 开 主实验 设计 ，解 决最短路 径 问题 、 问题 和 调度 问题等 一些难 题 。 作 业 管 理模 块 主 要是 便 于 学 生上 传 实验 报 告 和 “ 点 ”和 “ ” 终 墙 ，在方 格场 景 中设置起 点 、终 点和 墙 的任 意位 置 ，其 中墙可 以设置 多个方 格 ，另外分 别 以红 、绿和 黑 来 区分起 点、终 点和墙 。通过单 击 一色 “ 始 ”按钮 ，可 以看 到起 点位 置 的 、 和 开 （） （） （） 。然 后连续 单击 “ 值 下一 步 ”按 钮 ，可 以进行连 续手动 单 步运行 ， 而可 以直观地 看 到 自动 寻路过 程 从 中每 一状态 的变 化 ， 以及任 一状 态 的 （） （） 、 和 ） ；若单 击 “ 续 停 ”按钮 ，可 以从 当前 结 ，值 继 暂 点 开始进行 自动 连续 运行 ， 从而 可 以看到从 当前 结点 到终 点 的 自动 寻路 的连续 过程 ， 以及 寻路过 程 中每一 状 态 的变化 ，任 一状 态 的 （） 和 值 ； 、 （） （） 同时也可 从连续 运行状 态 转为 暂停状 态 。 “ 在 运行 状 态 ”提示框 上 方可 以看到 “自动运行 ” 暂停 ”等程 、“ 序运 行状 态 ，而 下方 可 以看到 “ 表 ” 扩 展结 、“ 程序源 代码 以及 教师批 改作 业 。另外 ，系统 帮助模 块 包括 系统概 述 、系统安 装与 卸载 说 明、服务器 配 置说 明 、系 统使 用说 明和技 术支持 。 智能搜索算法实验设 计与实现 算法 算 法 是一 种 启发 式搜 索 方 法 ， 目前 在 刚络 路 由算 法 、机器 人探 路 、人 工智 能 、游 戏设计 等方 面有 着普 遍 的应用 。 启发 式 搜索 是 利 用 与 问题 有 关 的启 发 信 息进 行 搜索 ，达到减 少搜 索范 围 ，提 高搜索 效率 的 日的 。这 种利 用启 发信息 的搜 索过程 称 为启发 式搜索 方法 。 启 发式 搜索 过程 中，要对 表进行 排序 ，这 就需要 一 点 ” 停 止 ”等信 息 ，其 中 “ 表 ”表 示 在地 图 、“ 场 景 巾以淡蓝 色显 示 表 中的各 结点（ 状态） “ ； 扩 种方 法 来 计算 待扩 展 节 点有 希 望 通 向 目标 节 点 的 点的待 扩 展节 点优 先扩 展 。 算 法 般 是 以估 价 函 数 厂 的大 小 来排 列待 扩 展状态 的次序 ，每 次选择 （） 值最 小者进 行扩 展。 （ 不 同程度 ， 人们 总是 希望 能找 到最有 希望通 向 目标节 展 结点 ”表示 选 中当 前被 扩展 结 点，并在 地 图场景 中 用 蓝色 框显示 当 前被扩展 结 点 。 此 同时 ， 地 图场 与 在 景 中 以黑色标 注 寻路过程 中 表 中的各 个结 点 态 状 。 计 算 机 教 育 图 自动寻 路 问题 的 演 示程 序 图 是八数码 问题 的 算法演 示程序 。八数码 问题 是在 的九 宫格 棋盘上 ，摆有 个刻有 停止 状态 。在运行状 态下 ，首先针对所 产生 的初始 状 态和 给定 的 目标状态 ，判 断八 数码 问题 是否有解 ，若 无解 ，则 停止运 行 。然后在 问题有解 的情况 下，根据 一 数码 的将牌 。棋盘 中有 一个 空格 ，允许 紧邻空格 的某 一 将牌 可 以移 到空格 中， 这样通 过平移将 牌可 以将 某 将牌布 局变换 为另一布 局 。 针对 给定 的一种初始 布 般 的估价 函数 ， 过连续 单击 “ 一步 ”按钮可 以 通 下 一 在 “ 出结点并扩 展 ”框 中看 到整个搜 索过程 ，与此 弹 同时 ，在 “ 表 ”和 “ 表 ”中会 分别显 示整个过程 的 和 表 表的变化 ， 包括 各状 局 或结构（ 目标状态 ） ，问如何移动将 牌 ，实现 从初始 状 态到 目标状 态 的转 变 。 态及其 估计代 价值 估计 函数值 以及 当前步 数。 和 若 单击 “ 手动 自动 ”按钮 ，可 以由手 动转 入 自动 ， 即从 当前结点 开始进行 自动连 续运 行 ， 而可 以看到 从 从 当前 结点到 终点的 自动 搜索 的连 续过程 ； 同时也可 从 自动运行状 态转 为手动状 态 。 证程序 。 算法 实现 时有两 个关键 问题需 ）验 要解 决 ， 一个 是如何 寻找并 设计一个 与问题有关 的启 发 函数（） 构造 出估 价 函数 厂 ， ， 及 （） （） ） 另 一 个是 在 中如何排 列待扩展 状态 的次序 。为 表 了比较不 同估价 函数 以及 不 同 表排序对 算 法 求解 问题 的影 响 ，在如 图 所示 的 算法 验证程 图 八 数 码 问题 的演 示 程 序 序 中 ， 出了两种 不同 的估价 函数 以及 两种不 同的排 给 如图 所示 ， 以手动设 置八数码 问题 的初 始状 可 序方 法 ， 过选择相应 的估价 函数及排序 方法 ，可 以 通 比较 不同估价 函数 、不 同排序方 法的 算法在求解 同一 问题 时 的 “ 索结果 ” “ 问结 点数 ” “ 时” 搜 、访 和 耗 的差异 。 态和 目标 状态 ，也 可 以通 过单击 “ 随机产 生 ”按钮 ， 随机生成 其初始状 态 ，然后单击 “ 开始 停止 ”按钮 ， 可 以由停止状 态转 为运 行状 态， 也可 由运行状 态转为 第 期 学科 建 设 与教 学改 革 模拟退火 算法 模 拟 退火算 法最 早 由 在 年提 出， 等 人在 年成 功地将 模拟 退火 算法用 于组 合优 化 问题 求解 。 为求解 复杂 组合 优化 问题 的 作 一 种 有效 方法 ， 模拟 退火 算法 已经在 许 多工程 和科 学 在模 拟退火 算法 中， 把某类 优化 问题 的求 解过程 领域 得到 广泛 的应用 。 与统 计力 学 中的热平 衡 问题进 行对 比， 过模 拟高温 通 物体 退火 过程 的方 法 ， 找 到优化 问题 的全局 最优 或 来 近似 全局 最优解 。模拟 退火 算法 以概 率 找到全 局 图 八 数 码 问题 的 验 证 程 序 最优 解 的基本 条件 是初始 温度 必须 足够 高 ， 每个 温 在 度 下状态 的交 换必 须足够 充分 ， 度 温 的下 降必须 足 够缓 慢 。在进 行模拟 退 火算法 的 教学过 程 当中 ，由于 现 有 的课件和 动 画的 固有 限制 ， 法把 模拟退 火算 法 无 求解 问题 的整 个过 程做 一个 完整 的展示 ， 同时针对 具 考 虑 到 盲 目搜 索 和 启发 式 搜 索之 间 的区 别在 普 遍 的教材 上解析 得不够 详细 ， 得学 生对算 法 的理解 使 往往 不够清 晰 。为此 ，设 计 了宽度优 先搜 索 、广 度优 先搜 索和 算 法来 求解八 数码 问题 的验证 程 序 。在 验证 程序 中 ，通 过单击 两个 “ 随机产 生 ”按钮 ，不 仅 可 以随机 生成 问题 的初始状 态 ， 而且 也可 以随 机生成 体 的 问题 ， 何设 置合适 的参数 以及 参数设 置对 算法 如 优 化性 能 的影响 也无法 做一 个完 整 的描 述和 解析 ， 所 以学生 在学 习这 部分 的 内容 时较难 理解 。 针 对 以上所述 模拟 退 火算法 的教 学 问题 ， 设计 了 模 拟退 火算 法求 解 问题 的演 示程 序（ 图 示） 如 所 和 验证 程序（ 图 示） 如 所 ，还给 出 了模拟退 火算 法 的 介绍 界面（ 图 所 示） 如 ，以及应 用模 拟退 火算法 求解 其他 问题 的一些 自主 设计 实验题 目。 问题 ，即旅 行 商 问题 是 ，有 个 城 市 ， 城 市 问 的 距 离 用 矩 阵 】 ， ， ） 示 ， ， 示城 市 城 市 ， （ 表 ， 表 与 之 问的距 离 。 一个 旅 行商从 一个城 市 出发 ，每个城 有 市访 问 次 ， 并且 只 能访 问一次 ， 后 回到 出发城市 。 最 目标 状态 ；当单击 “ 计算 ”按钮 时 ，同样 首先 判断 问 题 是 否有 解 ，最 后 在验 证 程序 下 方 显 示不 同算 法 的 “ 搜索 结果 ” 访 问结 点数 ”和 “ 时 步 、“ 个 耗 毫秒 ” 内容 ，从 而 了解各算 法 的差异 以及 各 自的优缺 点 。 自主实验 。为 了让学 生 能够 自己动手 用 算 法来解 决一些 实 际 问题 ，如 图 所 示 ，设计 了一些 求 解传教 士和野 人 问题 、 宫 问题 、最短 路径 问题 等一 迷 些作业 题 目。 同时 “ 实验 帮助 ”中也提 供 了 法 算 中 的一 些核 心代码 ，使 学生 可 以下 载这 些核 心代 码 ， 并在这 些代 码 的基 础上 ， 通过 修 改代码 的过 程 中学会 并掌握 算法 。由于智能搜索教 学软件 是在 环境 中用 言开发 的 ， 以通 语 所 过 设计型 实验 ， 以让学 生在学 习人 工智 能导论 课程 可 的基 础上 ，更好 地熟 悉 问如 何行 走才 能使 得行走 的路 径长 度最 短 。 环 境 以及 语言 的应 用实现 。 图 算 法 设 计 型 实 验 界 面 图 问题 演 示 程 序 计 算 机 教 育 的旅行 路线变 化情 况 ，与 此 同时 ，“ 搜索 过程 ”框 显 示模拟 退火算法 在求解 个城 市的 过程 中 “ 当 前温度 ” 当前 能量 ” 新能量 ” 替换概 率 ”等变 、“ 、“ 、“ 化情 况 。若单 击 “ 连续运 行 ”可 以连 续显示模 拟退火 算法 求解 个 城市 问题的整个搜 索过程和 “ 地 图”路 线变化 情况 。 掰点互 整 相郐 互靛 图 问题 验 证 程序 ? 进入模 拟退火 算法模 块 ， 首先 叮以通 过模拟退 火 算 法 的算法 介绍界 面 ， 图 示 ，了解模拟退 火算 如 所 豳 区 间逆转 团 单 点移动 法 的有关演算 步骤 、 相应 的伪代码 和应用模拟 退火 算 法 时的一些 参数设 置 问题 。 懒 蜜 嘲 向 甜 多数 豫 碡 ！ 梗 拟退 火篁 洼量 草 由 在 年提 出 ，（？ 等人 在 年成 功 地将 梗 火 篁法 用于 组台 优化 阿题 求 解 作 为求 解复 杂组 合 优化 同题 的 一种 有效 方法 ， 梗拟 逞 法 已经 在许 多工 摆牺 科 学接 域得 勤 广泛的 应 用 。 棋掇 退火 来 自擒金 掌韵 甘 有 名词 遇火 退 火 是将 材料 加热 后 再经 特 定速 率冷 却 ，目 的 图 问题 新 解 的 产生 函数 演 示 大晶豹体积 ? 直 并且减少晶格中的缺陷树科中的原子原来舍停留在使内 目 有局部最 的位置 加热 使 他量变 大 子 会离 开原 来 位置 随机 在 萁他 位置 中移动 。追 火冷 膘 而 速 度较 懂 ， 搏廪 子有 较 当可 能可 以 找到 内稚 比原 先 更低 的 位置 使 可 将热 力学 的 理论 套 用到 统计 掌上 ， 将搜 内辱 一点 想 倦成 空气 内 的分 子 ： 子的 能量 是 它本 身的 动 能 ； 分 就 而搜 寻空 间 内的 点 ， 像空 气分 子 一样 带 有 “ 也 能量 ” ， 表示 该点 对命 题 的合 适程 度 篁 法先 以搜 寻 以 闻内一 个 任意 点作 起始 ： 每一 步先 选 择一 个 “ 邻居 ” 然 后 再计 篁从 现有 位 置到 达 “ 邻 ”酌 旺率 酲 白 求麓 过程 与 境计 力 学 中的热 平衡 河题 进 行对 来 找封 优 化村 厢的 垒局 最 优或 避 全局 最 优解 。 娃 一 在模 拟退火算 法求解 问题 的验 证程 序 中， 如 图 所 示 ，通过 单击 “ 随机添 加 ”按钮和设 置城市 数 ，可 以在 “ 图”方 框 中随机 产生 个城市 的坐标 地 位置，从而 实现模拟 退火算 法对不 同规模的 问 题 的求解 ，同时也 可以通 过 “ 置 ” 重 按钮清 空 “ 图 ” 地 方框显 示 。单击 “ 开始 ”按钮后 ，可 以在 “ 图”方 地 ， 框 得到模拟 退火算 法 的最 后求解结 果 ， ，个城市的 即 图 模 拟 退 火 算法 介 绍 界 面 旅 行路线 ，同时在 “ 图”上方显示 最好解 、最差解 地 在模拟退 火算法 求解 问题 的演 示程序 巾 ， 可 以通 过 “ 新解 产生演 示 ”模块 ，如图 所 示 ，以 个城市 （ 城市 ） 问题 为例 ， 了解 “ 的 两点互 换 ” “ 邻互换 ” 区间逆转 ” 单点移动 ”这 网种 、相 、“ 、“ 新解 产生 函数 的差异 ， 中 个城 市的仟 何一种排 列 其 均 是 问题 的一个可 能解 ；单 击 “一 步 ”叮以看 到上 述 四种产生 函数 的整 个变化过 程 。 另外通过 演示程序 和平均 解质 。而通过 选择不 同 的新解 产生 函数 ，设 置不 同的初始温 度 、降温 率 、 最低 温度和迭 代步数这 四个参数 ，比较 不 同的产 生函数 、不 同的参 数设置对 模 拟退 火 算法 性 能的 影响 。另 外验 证程 序左 侧下 方 “ 状态 ”提示 显示 “ 停止 ”和 “ 算 中”这两种程序 计 执行信 息 。 在模 拟退火 算法 的 自主设计 实验 中， 出了学生 给 自主应用模 拟退火 算法解 决 问题 、车辆 路径 问 题和 问题等 一些设计 型作业题 目， 使学生 的“ 问题演示 ”模块 ，如 图 所示 ，针对 个城 市的 问题（ 城市位 置见 “ 图 ”方框） 地 ，可 以选择 不 同 的新解 产生 函数 ，在给 定初始温 度 、降温率 、最 低温 度 的情况 下 ，连 续 单击 “ 行 运 下一 步 ” 町以进 可 以在 系统 所提 供 的模拟 退 火算 法核 心代 码 的基础 上 ，自己动手修 改代码 ，从而更好地 掌握模拟退 火算 法 的精髓 。 行手 动的单 步运 行 ，并在 “ 图”方框 显示 个城市 地 第期 学科 建 设 与教 学改 革 遗传 算法 在 遗传 算法 求解 问题 的演示 程序 中 ，通 过 “ 交叉 操作 演示 ” “ 异操 作演示 ” 块 ， 和 变 模 了解 “ 部 遗传算 法（ 是 基于 生物 界 ， ） 自然 选择 和基 因遗传 学原 理 的一种广 为应 用 的、 效 高 的随机搜 索算法 ， 世 纪 年 代 由美 国 的密 执根 大 分 匹 配 交 叉 ”和 “ 序 交 叉 ”这 两 种 交 叉操 作 顺 如 图 所示 ） ，以及 “ 两点 互换 ” 相邻 互换 ” 区 间 、“ 、“ 逆 转 ” 单 点移 动 ”这 四种变 异操 作（ 、“ 同模拟 退 火算 法 的新 解产 生） 的差 异 。在 演 示程序 的 “ 问题 演 示 ”中，如 图 示 ，针对 个 城 市的 问题 ， 所 学 的 教授 首先提 出。该算法 将优 化 问题看 作 是 自然界 中生物 的进 化过 程 ， 过模 拟大 自然 中生 物 通 进化 过程 中 的遗 传规 律 ， 来达 到 寻优 的 目的 。 年 来 ， 近 遗传 算法 已广泛 地应 用于 作业 调度 与排序 、 呵靠性 设 通 过选 择不 同的交叉 和变异 操作 ，在 给定种 群规 模 、 交 叉 概 率 、变 异 概率 和 迭 代步 数 等 算法 参 数 的情 况 下 ，连 续单 击 “ 下一 步 ”可 以进行 手 动的单 步运行 ， 并 在程序 右 侧显示 城 市旅 行 路线 的变化 ，与此 同时， 程 序下 方显 示遗传 算法 求解 过程 中当前 迭代 次数 、 当 计 、车辆 路径 选择 与 调度 、成 组技 术 、设 备布 置与 分 配 、交通 问题 等等 。 用遗传 算法 求解优 化 问题 ， 首先 对优 化 问题 的解 进行 编码 ，编码 后 的一个解 称 为一个 染色 体 ，组成 染 前 步骤 、当前 最优个 体 、当前最 优个 体 的适 应度 、当 前 种群 的平 均 适应 度 等变 化 。若 单击 “自动 动 ” 手 可由“ 手动 ”运 行转 为 “自动 ”运 行 ，从而 可 以连 续 色 体 的元 素称 为 基 因 。一 个群 体 由若干 个 染 色 体 组 成 ， 色 体的个 数称 为群 体的规 模 。在遗 传算 法 中用 染 适应 度 函数 表示 环境 ， 是 已编 码 的解 的函数 ， 一 它 是 个解 适应环 境程度 的评 价 。当适 应度 函数确 定 后 ，自 显 示遗 传算 法求解 个城 市 问题 的整 个搜索 过 程 和 “ 图 ”路 线变 化情 况 ；反之 也可 由 “自动 ”运 地 行 转为 “ 手动 ”运 行 。 瓤 分 盖 然选 择 规律 以适 应度 函数 值 的大 小 来 决 定一 个 染色 体是 否继续 生存 下去 的概率 。 存下 来 的染色 体成 为 生 种群 ，它们 中的部分 或全 部 以一定 的概 率进行 交叉 、 变异 ，从而 得到 下一 代群 体 。 ： ： 。 在遗传 算法 的教 学过程 中 ， 也存 在和模 拟退 火算 法 一样 的 问题 ，为 了增 加 学 生在 教 学 活动 中的 参 与 “ ” ” 【 感 ， 发起 他们 的学 习热情 ，同样也 设计 开发 了遗传 激 算法 的介 绍模块 ，求 解 问题 的演示 程序和 验证 程序 ，以及 自主 实验模 块 。遗传 算法 的介 绍模块 提供 “ 法描 述 ” 算法 参数 ” 算 法特 点 ”等 介绍 （ 算 、“ 、“ 图 所示 ） 。 冀法筒衍 ， 簋法描进 冀法叁藿 筮注特 垒 占 遗传萱法 （ ） 是基于生蝴 自然选择和基因遘佳学原理的一种广为应用 的、高教的随机 叟索簋法 ? 世纪印年代由美国的密执根丈学的 姐破 攫首先提出谖冀法裙优化湾 黯 作是 盲然界中生物的进化过程 通过梗援大自然中生物进忧过程中的遗信规露 ， 来选到寻恍的 目的 进年来，遗传算法已广泛地寝用于作业调度与排序、可靠性设计、车辆路径选择与凇 、成组技术、设备 布置与分配、交通阎韪等等 用遗传茸法求解忧化阎糖时 ， 一定数量的髌陡（旃为个）的抽象表示 （称为染色体）的种群晦更 圈 ！ 耍 图 交 叉 操 作 演 示 好滞 进化传兢上，解用二进蚩 示 （即嘲 螭 的串）， 埕也可明 茸地表示方洁进化从完全腌机个体 的种开始 ， ￥ 之后一代一代艟生莅每一代中，整个种群的蓬应度被评价 ， 从当前椭 种 随机地选择多个 个体 （ 基于它 当前 种群 。 适应度 ，遁过 宜 然选撵和突变产生新的生命种群 ， 悄 渡 在算法的下一枚迭代中成为 图 遗传算法介绍界面 图 遗传 算 法 演 示 程 序 计