Publikationen von Günter Bachelier


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Inhaltsverzeichnis


Günter Bachelier, M.A.

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Bachelier (1998b)

Bachelier, Günter: Einführung in Evolutionäre Algorithmen. ISBN 3-8288-5019-7, Tectum-Verlag, Marburg, 1998b.
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Inhalt

1) Motivation 7

2) Genetische Algorithmen (GA) 11

2.1) GA-Basisalgorithmus 11

2.2) Repräsentationsvarianten 15

2.2.1) Gray-Code 16

2.2.2) Höhere Kardinalitäten 16

2.2.3) Multi-String-Repräsentationen 17

2.2.4) Nicht-String-Repräsentationen 18

2.2.5) Nicht-adaptive variable Repräsentationslängen 19

2.2.6) Adaptive variable Repräsentationslängen 20

2.2.7) Repräsentationsraum in einer Open-Ended-Evolution 24

2.3) Selektionsvarianten 25

2.3.1) Scaling 25

2.3.2) Crowding und Generation Gap 26

2.3.3) Sharing 27

2.3.4) Mating restriction 28

2.3.5) Ranking 28

2.4) Reproduktions-Operatoren 29

2.4.1) Mutations-Operatoren 29

2.4.1.1) Zeitabhängige nicht-adaptive Mutationen 29

2.4.1.2) Adaptive Mutationen 30

2.4.2) Rekombinations-Operatoren 32

2.4.2.1) Mehrpunkt-Crossover 32

2.4.2.2) Uniform-Crossover 32

2.4.2.3) Punctuated-Crossover 33

2.4.2.4) Linear-Crossover 33

2.4.2.5) SAGA-Crossover 33

2.4.2.6) Fuzzy-Min-Max-Rekombination 35

2.4.2.7) MEA-Rekombination 36

2.4.2.8) Template- und Fuzzy-Template-Crossover 37

2.5) Populationsvarianten 42

2.5.1) Populationsgrösse 42

2.5.2) Initialisierung der Startpopulation 43

2.5.3) Generationskonzepte 44

2.5.3.1) Generation-Replacement 44

2.5.3.2) Elitist-Strategie 44

2.5.3.3) Steady-State-Konzept 44

2.5.3.4) Generation Gap 44

2.5.4) Parallele Populationsstrukturen 45

2.5.4.1) Migration 46

2.5.4.2) Diffusion 48

 

3) Evolutions-Strategien (ES) 49

3.1) ES-Basis-Algorithmen 49

3.1.1) (1+1)-ES 49

3.1.2) (m+1)-ES 50

3.1.3) (1,l)-ES 51

3.1.4) (m+l)- und (m,l)-ES 53

3.2) Selektionsvarianten 54

3.2.1) (m,l)-Proportionale Selektion und (m,l)-Lineares Ranking 54

3.2.2) Wettkampf-Selektion 57

3.2.3) Wettkampf-Hierarchien 59

3.2.4) ähnlichkeits- und Cluster-Selektion 60

3.3) Rekombinationsvarianten 64

3.3.1) Thales-Rekombination 64

3.3.2) Lokale und globale Rekombinationsvarianten 67

3.3.3) Elternanzahl r innerhalb der (m,k,l,r)-ES 68

3.3.4) Uniform und g-Crossover 68

3.3.5) Rekombinationswahrscheinlichkeiten innerhalb der (m,k,l,r)-ES 69

3.3.6) Fuzzy-Region-Rekombination 70

3.3.7) Soft-Rekombination in EASY 72

3.3.8) Template- und Fuzzy-Template-Rekombination 73

3.4) Mutationsvarianten 77

3.4.1) Korrelierte Mutation 77

3.4.2) Mutationswahrscheinlichkeiten innerhalb der (m,k,l,r)-ES 79

3.4.3) (1, l | k, k)-ES 80

3.4.4) Mutation mit Momentum-Adaption 82

3.4.5) Soft-Mutation in EASY 87

3.4.6) Cauchy-Mutation 88

3.4.7) ES-Mutation als Kernel-Operation 90

3.4.8) Sequentielle, monoton sinkende Komponenten-Mutation 91

3.5) Repräsentations- und Populationsvarianten 93

3.5.1) Lebensalter k innerhalb der (m,k,l,r)-ES 93

3.5.2) Multi-Populations-ES 94

3.5.3) Cluster-Populationen 96

3.5.4) Selektionsneutrale Repräsentationsanteile 102

3.5.4.1) Genetic Load 103

3.5.4.2) Polyploide 105

Individuen mit polyploiden Objektvektoren 106

Reproduktions-Strategien mit polyploiden Objektvektoren 108

Fitnessgewichtete Reproduktions-Strategien 110

Selbstadaption der Anzahl der rezessiven Objektvektoren 112

Dominante und rezessive Strategievektoren 114

3.5.5) Lineare Nachbarschafts-ES (LN-ES) 116

3.5.6) Integer-ES 119

3.5.7) Matrix-ES 121

3.5.8) Intervall-ES 124

3.5.8.1) Zielsetzung 124

3.5.8.2) Datenstruktur der Intervall-ES-Individuen 127

3.5.8.3) Intervall-Reproduktions-Operationen 129

3.5.8.4) Intervall-Selektions-Operationen 133

3.6) Untere Schätzung der Generationsanzahl 140

3.7) Mehr-Ziel-ES (MZ-ES) 141

3.7.1) Pareto-ES 141

3.7.2) Pareto-Hierarchien 149

3.7.3) Pareto-Wettkampf-Hierarchien 153

3.7.4) Mehr-Ziel-ES mit einem Fuzzy-Controller 156

3.7.5) Pareto-ES nach Binh 160

3.7.6) Kombination von Mehr-Ziel- und Constraint-ES 161

3.8) Rekombination unterschiedlich dimensionaler Repräsentationsformen 166

3.8.1) Unterschiedlich dimensionale Kodierungsvektoren in einer Generation 167

3.8.2) Selbstadaptiv wachsende Repräsentationen 173

3.8.3) Veränderung der Kodierungslänge im Generationsverlauf 177

3.8.4) Populationsklassen mit gleicher Kodierungslänge 178

3.8.5) Populationsklassen als Spezies 181

3.8.6) Nicht korrespondierende Rekombinationen 183

3.8.7) Kodierungslängen bei Cross-Over-Operationen 186

3.8.8) Kodierungslängen bei anderen genetischen Operationen 189

 

4) Evolutionäre Programmierung (EP) 191

4.1) Basis-EP 192

4.2) EP-Erweiterungen 193

4.2.1) Continuous- und Vigorous-Evolutionary Programming (CEP und VEP) 193

4.2.2) Meta-EP 194

4.2.3) RMeta-EP 195

4.2.4) Mutations-Varianten 195

 

5) Unifizierung von Evolutions-Algorithmen 195

 

Literatur 199

Abbildungsverzeichnis 209

 


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Dokument zuletzt geändert am 05.12.1999