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《進化算法的模式、涌現與困難性研究》旨在系統地介紹進化算法的模式、涌現與困難性等若干問題的理論研究和典型應用，共分為7章內容。首先，建立了進化計算的統一框架和進化算子的統一表示。其次，將建筑塊的思想推廣到整個進化計算領域，得到了準確的模式公式、模式的形式不變性和變長度的模式公式。證明了滿足一定條件的有限群體遺傳算法構成Devaney意義下的混沌。提出了一種可以直接測試適應值曲面特征的排序統計分析方法；分析了遺傳算法適應值曲面的復雜程度，提出了基于隨機游走模型的適應值曲面關聯維數測試方法。最後，提出了一種改進的子群遺傳算法，并將其應用于多模態函數的優化求解。
《進化算法的模式、涌現與困難性研究》可以作為管理科學和信息技術專業的研究生教材，亦可作為有關科研人員和工程技術人員的參考用書。
《進化算法的模式、涌現與困難性研究》可以作為管理科學和信息技術專業的研究生教材，亦可作為有關科研人員和工程技術人員的參考用書。
名人/編輯推薦
《進化算法的模式、涌現與困難性研究》是由科學出版社出版的。
目次
前言
第1章 進化計算概述
1.1 進化計算的發展歷程
1.2 進化計算的主要特點
1.3 進化計算的理論研究
1.4 進化計算的應用現狀
1.5 主要研究內容
第2章 進化算法的模式理論
2.1 進化算子的統一表示
2.2 模式理論及相關定義
2.3 建筑塊假設和適度模式
2.4 基于排序選擇下的準確模式理論
2.5 依概率選擇下的準確模式理論
2.6 模式的形式不變性及準確模式理論
2.7 變長度進化計算中的模式理論
2.8 基于準確模式理論下的建筑塊理論
2.9 本章小結
第3章 進化算法中的涌現及混沌
3.1 進化計算中的涌現
3.2 進化計算中的混沌現象
3.3 有限群體遺傳算法的動力性
3.4 本章小結
第4章 遺傳算法適應值曲面和困難度影響因素
4.1 適應值曲面概念的起源與發展狀況
4.2 遺傳算法適應值曲面的定義及相關結構分析
4.3 隨機游走模型的時間序列分析
4.4 模式適應值曲面與動態適應值曲面
4.5 NFL定理及遺傳算法困難度分析的意義
4.6 遺傳算法的模式欺騙性分析
4.7 基因關聯分析與測試
4.8 影響遺傳算法困難度的其他因素
4.9 本章小結
第5章 遺傳算法困難度測試
5.1 幾種常見的遺傳算法困難度測試方法
5.2 遺傳算法適應值曲面上的排序統計分析
5.3 遺傳算法適應值曲面的分形分析
5.4 基于模式適應值曲面的基因關聯測試
5.5 測試實數編碼遺傳算法的困難度
5.6 基于進化動力統計分析的遺傳算子性能測試
5.7 困難問題的構造及遺傳算法改進策略
5.8 本章小結
本章附錄：遺傳算法性能測試函數
第6章 并行進化算法和子群遺傳算法
6.1 并行進化算法
6.2 子群遺傳算法及其在皇家大道函數上的應用
6.3 子群遺傳算法在多模態問題上的應用
6.4 本章小結
第7章 總結與展望
7.1 總結
7.2 展望
參考文獻
第1章 進化計算概述
1.1 進化計算的發展歷程
1.2 進化計算的主要特點
1.3 進化計算的理論研究
1.4 進化計算的應用現狀
1.5 主要研究內容
第2章 進化算法的模式理論
2.1 進化算子的統一表示
2.2 模式理論及相關定義
2.3 建筑塊假設和適度模式
2.4 基于排序選擇下的準確模式理論
2.5 依概率選擇下的準確模式理論
2.6 模式的形式不變性及準確模式理論
2.7 變長度進化計算中的模式理論
2.8 基于準確模式理論下的建筑塊理論
2.9 本章小結
第3章 進化算法中的涌現及混沌
3.1 進化計算中的涌現
3.2 進化計算中的混沌現象
3.3 有限群體遺傳算法的動力性
3.4 本章小結
第4章 遺傳算法適應值曲面和困難度影響因素
4.1 適應值曲面概念的起源與發展狀況
4.2 遺傳算法適應值曲面的定義及相關結構分析
4.3 隨機游走模型的時間序列分析
4.4 模式適應值曲面與動態適應值曲面
4.5 NFL定理及遺傳算法困難度分析的意義
4.6 遺傳算法的模式欺騙性分析
4.7 基因關聯分析與測試
4.8 影響遺傳算法困難度的其他因素
4.9 本章小結
第5章 遺傳算法困難度測試
5.1 幾種常見的遺傳算法困難度測試方法
5.2 遺傳算法適應值曲面上的排序統計分析
5.3 遺傳算法適應值曲面的分形分析
5.4 基于模式適應值曲面的基因關聯測試
5.5 測試實數編碼遺傳算法的困難度
5.6 基于進化動力統計分析的遺傳算子性能測試
5.7 困難問題的構造及遺傳算法改進策略
5.8 本章小結
本章附錄：遺傳算法性能測試函數
第6章 并行進化算法和子群遺傳算法
6.1 并行進化算法
6.2 子群遺傳算法及其在皇家大道函數上的應用
6.3 子群遺傳算法在多模態問題上的應用
6.4 本章小結
第7章 總結與展望
7.1 總結
7.2 展望
參考文獻
書摘/試閱
適度模式的特性應包括如下幾點：?適度模式必須能夠準確、清晰地表達基因型；?在算法找到該適度模式後，應該可以準確地標識；?適度模式必須能夠形成具有更高適應值的高階模式；?對于具體的求解問題，適度模式的構成是靈活的。
2.3.1 建筑塊思想
建筑塊思想可以追溯到古代中國和古希臘。在古代中國，人們認為金、木、水、火、土五種元素構成了世間萬物。古希臘人則認為世間萬物是由水、火、土、空氣四種元素組成的。由現代生物學的知識可以知道，生物進化經歷了從單細胞生物到多細胞生物，從多細胞生物到智能生物的發展過程，低級生物是高一級生物形成的基礎。一個蛋白質序列平均由100～200個氨基酸殘基組成，相當于構建蛋白質功能的建筑塊，目前已確定的常見建筑塊有120多種。生物界盡管存在著數量龐大的蛋白質種類，但實際上它是由有限的建筑塊及一些?段連接起來的。這樣可以把生物所需要的信息壓縮到最小，節省了蛋白質生物合成時間，加快了生物進化的歷程。生物體的基因結構越復雜，在遺傳過程中面臨的隨機變異所導致的傷害就越大。因此，復雜生物體往往將遺傳物質進行分化和集成，從而就形成模塊化的結構——建筑塊。復雜生物體通過模塊化方式，簡化了遺傳方式，提高了復雜生物體的變異性。
在工業領域，建筑塊思想得到了普遍的應用，從建筑業的預制結構到制造業的裝配體系都是按照建筑塊的形式設計與集成的，建筑塊思想在人們的實踐中被有意識地應用著。如果從最基礎的組成部分來研究整個事物的全貌，則問題的復雜度過大，人類將束手無策。
另外，人類對建筑塊的認識還處在一個逐漸加深的過程中，計算機由過去進行科學計算的龐然大物，到目前作為一種普通的信息處理工具進入千家萬戶。雖然其體系結構保持了相對穩定，但是其組成部分（建筑塊）卻發生了巨大的變化。中央處理器（CPU）的基本功能沒有變化，但構成元件從電子管、晶體管、集成電路一直發展到現在使用的超大規模集成電路，處理信息的能力增強了，體積減小了。對于其他組件如輸入、輸出設備、存儲設備都有類似的情況。
建筑塊的特點應包括以下幾點：?建筑塊必須易于識別；?建筑塊具有相對獨立的功能和相對穩定的結構，并具有構造更高一級建筑塊的潛力；?建筑塊之間的關系往往具有非線性、不確定性及涌現等特征；?對同一系統而言，建筑塊
2.3.1 建筑塊思想
建筑塊思想可以追溯到古代中國和古希臘。在古代中國，人們認為金、木、水、火、土五種元素構成了世間萬物。古希臘人則認為世間萬物是由水、火、土、空氣四種元素組成的。由現代生物學的知識可以知道，生物進化經歷了從單細胞生物到多細胞生物，從多細胞生物到智能生物的發展過程，低級生物是高一級生物形成的基礎。一個蛋白質序列平均由100～200個氨基酸殘基組成，相當于構建蛋白質功能的建筑塊，目前已確定的常見建筑塊有120多種。生物界盡管存在著數量龐大的蛋白質種類，但實際上它是由有限的建筑塊及一些?段連接起來的。這樣可以把生物所需要的信息壓縮到最小，節省了蛋白質生物合成時間，加快了生物進化的歷程。生物體的基因結構越復雜，在遺傳過程中面臨的隨機變異所導致的傷害就越大。因此，復雜生物體往往將遺傳物質進行分化和集成，從而就形成模塊化的結構——建筑塊。復雜生物體通過模塊化方式，簡化了遺傳方式，提高了復雜生物體的變異性。
在工業領域，建筑塊思想得到了普遍的應用，從建筑業的預制結構到制造業的裝配體系都是按照建筑塊的形式設計與集成的，建筑塊思想在人們的實踐中被有意識地應用著。如果從最基礎的組成部分來研究整個事物的全貌，則問題的復雜度過大，人類將束手無策。
另外，人類對建筑塊的認識還處在一個逐漸加深的過程中，計算機由過去進行科學計算的龐然大物，到目前作為一種普通的信息處理工具進入千家萬戶。雖然其體系結構保持了相對穩定，但是其組成部分（建筑塊）卻發生了巨大的變化。中央處理器（CPU）的基本功能沒有變化，但構成元件從電子管、晶體管、集成電路一直發展到現在使用的超大規模集成電路，處理信息的能力增強了，體積減小了。對于其他組件如輸入、輸出設備、存儲設備都有類似的情況。
建筑塊的特點應包括以下幾點：?建筑塊必須易于識別；?建筑塊具有相對獨立的功能和相對穩定的結構，并具有構造更高一級建筑塊的潛力；?建筑塊之間的關系往往具有非線性、不確定性及涌現等特征；?對同一系統而言，建筑塊
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