Оглавление
Благодарности......................................................................................................................19
Предисловие от издательства ...........................................................................................20
Аббревиатуры.......................................................................................................................21
Часть I. Введение в эволюционную оптимизацию.....................................................27
Глава 1. Введение.................................................................................................................28
Обзор главы .......................................................................................................................................28
1.1. Терминология.............................................................................................................................29
1.2. Зачем нужна еще одна книга по эволюционным алгоритмам? ...........................32
1.3. Предварительные условия ...................................................................................................34
1.4. Домашние задания..................................................................................................................35
1.5. Обозначения ..............................................................................................................................35
1.6. План изложения........................................................................................................................38
1.7. Учебный курс на основе данной книги...........................................................................39
Глава 2. Оптимизация..........................................................................................................41
Краткий обзор главы......................................................................................................................41
2.1. Неограниченная оптимизация ...........................................................................................42
2.2. Ограниченная оптимизация ................................................................................................46
2.3. Многокритериальная оптимизация..................................................................................48
2.4. Мультимодальная оптимизация.........................................................................................51
2.5. Комбинаторная оптимизация .............................................................................................52
2.6. Восхождение к вершине холма.........................................................................................54
2.6.1. Смещенные оптимизационные алгоритмы.......................................................................59
2.6.2. Важность симуляций Монте-Карло ......................................................................................60
2.7. Интеллект.....................................................................................................................................60
2.7.1. Приспособляемость.....................................................................................................................61
2.7.2. Случайность....................................................................................................................................61
2.7.3. Общение ..........................................................................................................................................62
2.7.4. Обратная связь..............................................................................................................................63
2.7.5. Разведывание и эксплуатация................................................................................................64
2.8. Заключение ................................................................................................................................65
Задачи...................................................................................................................................................66
Письменные упражнения.....................................................................................................................66
Компьютерные упражнения................................................................................................................68
6  Оглавление
Часть II. Классические эволюционные алгоритмы ....................................................71
Глава 3. Генетические алгоритмы......................................................................................72
Краткий обзор главы......................................................................................................................73
3.1. История генетики.....................................................................................................................74
3.1.1. Чарльз Дарвин..............................................................................................................................74
3.1.2. Грегор Мендель.............................................................................................................................77
3.2. Генетика .......................................................................................................................................79
3.3. История генетических алгоритмов ...................................................................................81
3.4. Простой бинарный генетический алгоритм..................................................................85
3.4.1. Генетический алгоритм для проектирования роботов ................................................85
3.4.2. Отбор и скрещивание................................................................................................................88
3.4.3. Мутации...........................................................................................................................................91
3.4.4. Краткая формулировка генетического алгоритма .......................................................93
3.4.5. Регулировочные параметры и примеры генетического алгоритма .......................93
3.5. Простой непрерывный генетический алгоритм.......................................................100
3.6. Заключение .............................................................................................................................105
Задачи................................................................................................................................................106
Письменные упражнения.................................................................................................................. 106
Компьютерные упражнения............................................................................................................. 109
Глава 4. Математические модели генетических алгоритмов.....................................111
Краткий обзор главы...................................................................................................................111
4.1. Теория схем .............................................................................................................................112
4.2. Цепи Маркова.........................................................................................................................118
4.3. Обозначения марковской модели для эволюционных алгоритмов................124
4.4. Марковские модели генетических алгоритмов........................................................129
4.4.1. Отбор ............................................................................................................................................. 129
4.4.2. Мутации........................................................................................................................................ 130
4.4.3. Скрещивание.............................................................................................................................. 132
4.5. Системно-динамические модели генетических алгоритмов .............................. 137
4.5.1. Отбор ............................................................................................................................................. 138
4.5.2. Мутации........................................................................................................................................ 140
4.5.3. Скрещивание.............................................................................................................................. 143
4.6. Заключение .............................................................................................................................149
Задачи................................................................................................................................................150
Письменные упражнения.................................................................................................................. 150
Компьютерные упражнения............................................................................................................. 151
Глава 5. Эволюционное программирование .................................................................153
Краткий обзор главы...................................................................................................................153
5.1. Непрерывное эволюционное программирование .................................................154
5.2. Конечно-автоматная оптимизация ................................................................................159
Оглавление  7
5.3. Дискретное эволюционное программирование......................................................163
5.4. Дилемма заключенного......................................................................................................165
5.5. Задача искусственного муравья .....................................................................................171
5.6. Заключение .............................................................................................................................176
Задачи................................................................................................................................................ 177
Письменные упражнения.................................................................................................................. 177
Компьютерные упражнения............................................................................................................. 178
Глава 6. Эволюционные стратегии..................................................................................180
Краткий обзор главы...................................................................................................................181
6.1. Эволюционная стратегия (1 + 1) .....................................................................................181
6.2. Правило 1/5: деривация .................................................................................................... 187
6.3. Эволюционная стратегия (μ + 1) ....................................................................................191
6.4. Эволюционные стратегии (μ +