13.7DNA计算的扩展应用.ppt

*7.2.4DNA计算的扩展应用将DNA编码的信息模型与其他算法相结合，拓展了拓宽了DNA计算的应用范畴。主要有DNA计算与；遗传算法、模糊系统、神经网络的集成。3.DNA计算的扩展DNA-GA的流程图DNA-GA的任务是从DNA汤出发，模拟进化过程，最后选择出优秀的群体和个体，满足求解问题的优化要求。*初始化及DNA链编码：使用n个具有任意DNA链的个体组成初始世代群体（DNA汤）P(t)。DNA链的长短将直接影响问题求解的精度和收敛速度。适应度的评价：按编码规则，将DNA汤P(t)中每一个DNA链的密码子转化成对应参数值用于求解问题，并按某一标准计算其评价函数f(i)。若其评价函数值高，表示该DNA链有较高的适应度。（密码子与参数的翻译关系见课本表7-7，表7-8，及公式（7-14））选择：按一定的概率Ps从DNA汤P(t)中选出m个DNA链个体，作为双亲用于繁殖后代，产生新的个体加入到下一代DNA汤P(t+1)。DNA-GA常见的选择实现方法适应度比例法、期望值法、排位次法、精华保存法。7.2.4DNA计算的扩展应用*7.2.4DNA计算的扩展应用交叉：交叉是对于选中的用于繁殖的每一对DNA链个体，将其中部分内容进行互换。交叉位置随机产生，通过交叉点产生新的DNA链，基因得到了极大的改变。交叉有单点交叉和多点交叉等多种方式。…TGAGGCCGTAGTACGATACGTAGAT……TGAGGCCGTAGCACGCCGTACTACTC……AGTATGAACTGTACGATACGTAGAT……AGTATGAACTGCACGCCGTACTACTC…单点交叉操作实例*7.2.4DNA计算的扩展应用变异：以一定的概率Pm从DNA汤P(t+1)中随机选择若干个DNA链个体，对于选中的DNA链个体，随机地选取某一位进行DNA链中碱基序列的变化。DNA链中的变化有碱基的替换、丢失和嵌入。…TGAGGCCGTAGTACGATACGTAGAT…变异…TGAGGCCGTAGTACGAAACGTAGAT…点变异（T→A）*7.2.4DNA计算的扩展应用倒位：以一定的概率Pi从DNA汤P(t+1)中随机选择若干个DNA链个体，对于选中的DNA链个体，随机地选取某两个位置，将它们之间的碱基顺序进行倒位。倒位的目的是试图找到好的进化特性的基因顺序,倒位操作是可选的。…GTGAGGCCGTAGAACGATACTAGAT……GTGAGGCCGATAGCAATGATCTAGAT…倒位倒位对产生的新一代DNA汤返回到第②步，再进行评价、选择、交叉、变异和倒位，如此循环往复，直到最优个体的适配值达到某一限值或最优个体的适配值和群体的平均适配值不再提高，算法结束。