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文档简介

TheDepartmentofComputerScience,HuazhongNormalUniversity演化计算华中师范大学计算机科学系沈显君演化计算、什么是演化计算(Evolutionarycomputation)1.1生物进化生命自从在地球上诞生以来,就开始了漫长的生物演化历程,低级、简单的生物类型逐渐发展为高级、复杂的生物类型。这一过程已经由古生物学、胚胎学和比较解剖学等方而的研究工作所证实。生物进化的库因自古分有着各种不同的解样,其中被人们广泛接受的是达东低级,简单一物→高级,复杂演化计算达尔文一达尔文(Charlesrobertdarwin,1809-1882)英国博物学家,进化论的奠基人。1809年2月12日,出生于英国一医生家庭1825年至1828年在爱丁大学学医,后进入剑桥大学学习神学。1831年从剑桥大学毕业后,以博物学家的身」份乘海军勘探船“贝格尔号(Beagle)”作历时5年〔1831-1836)的环球旅行,观察和搜集了动物、植物和地质等方面的大量材料,经过归纳整理和综合分析形成了生物进化的概念。1859年出版《物种起源(OntheOriginofspecies)》一书,全面提出以自然选择(TheoryofNaturalSelection)为基础的进化学说。该书出版震动当时的学术界,成为生物学史上的一个转折点。自然选择的进化学说对各种唯心的神造论、目的论和物种不变论提出根本性的挑战。使当时生物学各领域已经形成的概念和观念发生根本性的改变自然选择学说自然选择学说认为,生物要生存下去,就必须进行生存斗争生存斗争包括种内斗争、种间斗争以及生物与无机环境之间的斗争三个方面。在生存斗争中,具有有利变异(mutation)的个体容易存活下来,并且有更多的机会将有利变异传给后代,具有不利变异的个体容易被淘汰,产生后代的机会也少得多。因此,凡是在生存斗争中获胜的个体都是对环境适应性比较强的。达尔文把这种在生存斗争中适者生存、不适者淘汰的过程叫做自尔文的自然选择学说表明,遗传和变异是决定生物进化的内在因素。演化计算演化计算(EvolutionaryComputation,简称EC,也译为进化计算)作为自然计算的一个重要分支,正是基于自然计算中的模拟大自然生物进化的自组织、自适应和自学习的自然演化特征而发展起来的一种比较通用的问题求解方法,并根据达尔文“适者生存”的思想去模仿自然界生物的演化变异过程,最终达到产生更好的下一代为目的演化计算是采用二进制编码或实数编码技术来表示各种复杂问题的结构,并通过对这些编码进行交叉和变异操作来实现优胜劣汰的自然选择,进而指导学习和确定搜索的方向。由于它是采用种群的方式组织搜索,所以在赋予演化计算这种自组织、自适应自学习等特征的同时,优胜劣汰的自然选择和演化操作就使得演化计算

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