清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 变异在遗传算法中的作用是第二位的，但却是必不可 少的。变异运算用来模拟生物在自然界的遗传环境中由于 各种偶然因素引起的基因突变，它以很小的概率随机改变 遗传基因（即位串个体中某一位)的值。通过变异操作， 可确保种群中遗传基因类型的多样性，以使搜索能在尽可 能大的空间中进行，避免丢失在搜索中有用的遗传信息而 陷入局部解。根据统计，变异的概率为0.001，即变异的频 率为每千位传送中只变异一位。在表63的种群中共有20 个字符（每位串的长度为5个字符）。期望变异的字符串 位数为20×0.001=0.02（位)，所以在此例中无位值的改 变。从表6-2和表63可以看出，虽然仅进行一代遗传操作， 但种群适值的平均值和最大值却比初始种群有了很大的提 高，平均适值由293变到439，最大值由576变到729。这说 明随着遗传运算的进行，种群正向着优化的方向发展
变异在遗传算法中的作用是第二位的，但却是必不可 少的。变异运算用来模拟生物在自然界的遗传环境中由于 各种偶然因素引起的基因突变，它以很小的概率随机改变 遗传基因（即位串个体中某一位）的值。通过变异操作， 可确保种群中遗传基因类型的多样性，以使搜索能在尽可 能大的空间中进行，避免丢失在搜索中有用的遗传信息而 陷入局部解。根据统计，变异的概率为0.001，即变异的频 率为每千位传送中只变异一位。在表6-3的种群中共有20 个字符（每位串的长度为5个字符）。期望变异的字符串 位数为20×0.001=0.02（位），所以在此例中无位值的改 变。从表6-2和表6-3可以看出，虽然仅进行一代遗传操作， 但种群适值的平均值和最大值却比初始种群有了很大的提 高，平均适值由293变到439，最大值由576变到729。这说 明随着遗传运算的进行，种群正向着优化的方向发展
清华大学出版社 TSINGHUA VERSITY PRESS 遗传算法在以下几个方面不同于传统优化 方法 ①遗传算法只对参数集的编码进行操作，而不是 参数集本身 。 ② 遗传算法的搜索始于解的一个种群，而不是单 个解，因而可以有效地防止搜索过程收敛于局部 最优解 。 ③ 遗传算法只使用适值函数，而不使用导数和其 它附属信息，从而对问题的依赖性小。 ④ 遗传算法采用概率的、而不是确定的状态转移 规则，即具有随机操作算子
遗传算法在以下几个方面不同于传统优化 方法 ① 遗传算法只对参数集的编码进行操作，而不是 参数集本身。 ② 遗传算法的搜索始于解的一个种群，而不是单 个解，因而可以有效地防止搜索过程收敛于局部 最优解。 ③ 遗传算法只使用适值函数，而不使用导数和其 它附属信息，从而对问题的依赖性小。 ④ 遗传算法采用概率的、而不是确定的状态转移 规则，即具有随机操作算子
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 实际问题参数巢 编码成位申形式 种群1 计算适值 复制 选择和遗传 随机 算子 种群1勹种群2 统计结果 种群2 经过优化的一个或多个参数值 改善或解决实际问题 图6-3 遗传算法的工作原理示意图
图6–3 遗传算法的工作原理示意图
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 6.2遗传算法的模式理论 6.2.1模式 6.2.2复制对模式的影响 6.2.3交叉对模式的影响 6.2.4变异对模式的影响 6.2.5遗传算法有效处理的模式数量 u
6.2 遗传算法的模式理论 6.2.1 模式 6.2.2 复制对模式的影响 6.2.3 交叉对模式的影响 6.2.4 变异对模式的影响 6.2.5 遗传算法有效处理的模式数量
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 6.2.1模式 一个模式(schemata).就是一个描述种群在位串的某 些确定位置上具有相似性的一组符号串。 在表6-2中有以下情况： 位串 适值 01101 169 11000 576 01000 64 10011 361 在上列种群中的各位串之间，可以发现所具有的某种 相似性以及该相似性与高适值之间所具有的某种因果关系。 例如，凡是以“1”开始的位串，箕适值就高；以0”并 始的位串，其适值就低。这种相似性正是遗传算法有效工 作的因素。根据对种群中高适值位串之间的相似性的分析， Holland提出了遗传算法的模式
6.2.1 模式 一个模式（schemata）就是一个描述种群在位串的某 些确定位置上具有相似性的一组符号串。 在表6-2中有以下情况： 位串 适值 01101 169 11000 576 01000 64 10011 361 在上列种群中的各位串之间，可以发现所具有的某种 相似性以及该相似性与高适值之间所具有的某种因果关系。 例如，凡是以“1”开始的位串，其适值就高；以“0”开 始的位串，其适值就低。这种相似性正是遗传算法有效工 作的因素。根据对种群中高适值位串之间的相似性的分析， Holland提出了遗传算法的模式