Кіріспе
Генетикалық немесе эволюциялық алгоритмнің параметрлер жиынтығы. Генетикалық алгоритмдерде (GA) немесе жалпырақ айтқанда эволюциялық алгоритмдерде (EA) хромосома (кейде генотип деп те аталады) – эволюциялық алгоритм шешуге тырысатын мәселенің ұсынылған шешімін анықтайтын параметрлер жиынтығы болып табылады. Барлық шешімдер жиынтығы, биологиялық модельге сәйкес, жеке тұлғалар деп те аталады және популяция деп белгіленеді. Жеке тұлғаның геномы бір немесе, сирек жағдайларда, бірнеше хромосомадан тұрады және шешілетін міндеттің генетикалық өрнегіне сәйкес келеді. Хромосома гендер жиынтығынан құралады, әрбір ген бір немесе бірнеше семантикалық жағынан байланысқан параметрлерден тұрады, олар көбінесе шешімдік айнымалылар деп аталады. Олар жеке тұлғаның фенотиптік қасиеттерінің бірін немесе бірнешесін анықтайды немесе кем дегенде оларға әсер етеді. Ал кейінгі нұсқаларда және жалпы ЭА-да басқа да кең ауқымды дерек құрылымдары қолданылады.
In genetic algorithms (GA), or more general, evolutionary algorithms (EA), a chromosome (also sometimes called a genotype) is a set of parameters which define a proposed solution of the problem that the evolutionary algorithm is trying to solve. The set of all solutions, also called individuals according to the biological model, is known as the population. The genome of an individual consists of one, more rarely of several, chromosomes and corresponds to the genetic representation of the task to be solved. A chromosome is composed of a set of genes, where a gene consists of one or more semantically connected parameters, which are often also called decision variables. They determine one or more phenotypic characteristics of the individual or at least have an influence on them. while in later variants and in EAs in general, a wide variety of other data structures are used.
Нақты мәнді немесе бүтін санды гендері бар хромосомалар
Нақты мәнді немесе аралас бүтін сандық шешім айнымалылары бар тапсырмаларды өңдеу үшін эволюция стратегиясы немесе нақты кодталған ГА сияқты EA-лар жарамды. Аралас бүтін сандық мәндер кезінде дөңгелектеу жиі қолданылады, бірақ бұл артықтық талабын бұзуға алып келеді. Егер нақты мәндердің қажетті дәлдігін орынды түрде тарылта алса, онда осы бұзушылықты бүтін сандық кодталған ГА қолдану арқылы түзетуге болады. Осы мақсатта, нақты мәндердің жарамды таңбалары тиісті коэффициентке көбейтілу арқылы бүтін сандарға түрлендіріледі. Мысалы, 12.380 саны 1000-ға көбейтілгенде 12380 бүтін санына айналады. Бұл, әрине, бағалау және нәтижелерді көрсету үшін генотип-фенотип картасында ескерілуі тиіс. Көп қолданылатын форма – бүтін сандар немесе нақты мәндердің тізімі немесе массивінен тұратын хромосома.
Бірлескен эволюция үшін хромосомалар
Генетикалық бейнелеуде шешімдік айнымалылардан өзге, эволюцияға және/немесе генотиптің фенотипке шамалануына әсер ететін, сондай-ақ өзі эволюцияға түсетін қосымша ақпарат болса, мұны коэволюция деп атайды. Типтік мысал – эволюциялық стратегия (ЭС), ол әрбір хромосомада стратегиялық параметрлер ретінде бір немесе бірнеше мутация қадамдарының мөлшерін қамтиды. Бұл тәсіл жақсы шешімдер стратегиялық параметрлердің тиімді таңдалуына немесе генотип-фенотип шамалануына әсер ететін бақылау ген(дер)іне негізделген деген болжамға сүйенеді. ЭС-тің табысы осы болжамды растайды.
Күрделі бейнелеулер үшін хромосомалар
Жоғарыда көрсетілген хромосомалар үздіксіз, аралас бүтін санды, таза бүтін санды немесе комбинаторлық оңтайландыру міндеттерін өңдеуге өте ыңғайлы. Алайда, осы оңтайландыру салаларының комбинациясы үшін, міндетке байланысты, оларды қарапайым мәндер тізбегіне бейімдеу қиынға соғады. Осы мақсатта EA GLEAM (Жалпы оқу эволюциялық алгоритмі және әдісі) ген түсінігін кеңейтуді ұсынады: Ген – фенотиптің элементі немесе бастапқы қасиетінің сипаттамасы, ол бірнеше параметрлерге ие болуы мүмкін. Осы үшін, фенотиптің нақты элементін сипаттау үшін қажетті тиісті дерек типінің параметрлерін қамтитын ген типтері анықталады. Хромосома енді ген типтерінің дерек нысандары ретінде гендерден тұрады, мұнда қолданысқа байланысты әрбір ген типі ген ретінде бір рет немесе хромосомада кез келген санда кездесуі мүмкін. Соңғысы кейбір мәселелер үшін қажетті динамикалық ұзындықтағы хромосомаларға әкеледі. Ген типінің анықтамалары сонымен қатар хромосома жасау кезінде және сәйкес мутациялар арқылы сақталатын ген параметрлерінің рұқсат етілген мәндер диапазоны туралы ақпаратты қамтиды, осылайша өлімге әкелетін мутацияларға жол бермейді. Комбинаторлық бөлігі бар міндеттер үшін гендерді толығымен, яғни олардың параметрлерімен бірге жылжытуға немесе қайта орналастыруға мүмкіндік беретін генетикалық операторлар бар. Мысал ретінде жоспарлау міндеті қолданылады, онда әртүрлі сандағы гетерогенді ресурстарды қажет ететін жұмыс ағындарын жоспарлау қажет. Жұмыс ағыны қандай жұмыс қадамдарын параллель өңдеуге болатынын және оларды бірінен соң бірі орындау қажеттігін көрсетеді. Осы контексте гетерогенді ресурстар – әртүрлі өңдеу уақытын, әртүрлі құнмен және әртүрлі өңдеу мүмкіндіктерін білдіреді.