Evo lúciós algoritmus

1. Evolúciós algoritmus

2. Evolúciós algoritmus Az evolúciós algoritmus Darwin fajfennmaradási elméletén alapszik, és a függvény-minimum meghatározására szolgál. Alapfogalmak: • Egyed:egy adat szerkezet, amely a probléma lehetségesmegoldását képviseli. • Gén:az egyed része, egy konkrét számadat. • Populáció:egyedek halmaza. • Generació:a populáció egy adott pillanatban, azaz egy adott ciklusban

3. Az algoritmus BEGIN hozd létre a kezdő populációt határozd meg az egyedek életképességét REPEAT/* új generáció létrehozása */ a kevésbé életképes egyedek elpusztítása FOR egyedek száma * 2/3 DO/* uj egyedek létrehozása */ válassz ki két szülőt a fennmaradt populációból hozd létre az utódot határozd meg az utód életképességét add hozzá az utódokat a populációhoz END FOR UNTIL a populáció teljesítette az adott feltételt END

4. Az algoritmus alkalmazása

5. Az evolúciós algoritmus megprogramozása

6. Fő program • Két féle képpen hívható meg: • A program paramétereit megadjuk, a fő program argumenseiként • A program paramétereit a billentyűszerkezetről viszi be a felhasználó • Működése: • Lefoglalja a memórában a működéséhez szükséges helyet • Létrehozza az evolúció szálat • Megvárja az evolúció befejeződését • Felszabadítja a lefoglalt memóriát

7. Fő program

8. Egyed Az egyedek mint a program egy szála vannak bemutatva. Létrehozásuk során egy paramétert kakpnak, ami alapján meg tudják határozni: • egy mutatót a függvényre, amelynek a minimumját keressük. • a független változót, ami alapján meg tudják határozni a függvény értékét az adott pontban. • saját azonosítójukat, ami segítségével meg tudjuk különböztetni az egyedeket. Az egyed paramétere: struct specimenThreadParameters { int iSpecimenNumber; double dIndependentVariable; double (*pfChosenFunction)(double); };

9. Az egyed működése

10. Az egyed fukciói • void InitializeSpecimenThreadSemaphores(int iNumberOfSpecimenThreads) • void CleanUpSpecimenThreads(int iNumberOfSpecimenThreads) • void StartSpecimenThread(int iThreadToStart) • void WaitForWriteDone(int iNumberOfSpecimenThreads) • void KillSpecimenThreads(int iNumberOfSpecimenThreads) • void KillSpecimenThread(int iThreadToKill)

11. Evolúció Az evolúció mint a program egy szála van bemutatva. Az evolúció paramétere: struct evolutionThreadParameters { int iNumberOfSpecimens; double (*pfChosenFunction)(double); int iNumberOfIterations; double dInterval[2]; int iNumberOfFuncMinValues; double dToleration; FILE *fLogFile; };

12. Az evolúció funkciói • void InitializeEvolution(int iNumberOfSpecimenThreads); • void CleanUpEvolution(int iNumberOfThreads); • void StartThreads(double (*pfChosenFunction)(double), double *dInterval, int iNumberOfSpecimenThreads) • void EliminateOneThirdSpecimens(int iNumberOfThreads) • void CreateOneThirdSpecimens(int iNumberOfThreads, double (*pfChosenFunction)(double)) • bool EndOfTheIteration(int iCurrentIteration, int iNumberOfIterations, int iNumberOfFuncMinValues, double dToleration) • void PrintTableHeaders(FILE *fLogFile) • void PrintCurrentValues(int iCurrentIteration, FILE* fLogFile) • void EndReport(int iCurrentIteration, FILE* fLogFile)

13. Az egyed az adat bázisban Egy egyed az adat bázisban egy struktúrával van modellezve, amely tartalmazza az egyedekről mindazon infomációkat, amlyek szükségessek az evolúció működéséhez: • Független változó • Függvényérték • Azonosító struct stSpecimen { double dIndependentVariable; double dFunctionValue; int iSpecimenID; };

14. Adat bázis struct stDataBase { double *pdFunctionMinValues; stSpecimen *stSpecimens; static stDataBase* pstDataBase; static stDataBase* GetPointerToDataBase() { if(pstDataBase == NULL) { pstDataBase = (stDataBase*)malloc(sizeof(stDataBase)); } return pstDataBase; } };

15. Az adat bázis funkciói • void InitializeDataBase(int iNumberOfSpecimenThreads, intiNumberOfFuncMinValues) • void CleanUpDataBase() • void SortByFuncValue(int iNumberOfSpecimenThreads) • void SortByIndependentVariable(int iNumberOfSpecimenThreads) • void RandomSort(int iNumberOfSpecimenThreads) • void GenerateRandomArray(int iNumberOfSpecimenThreads)

16. Vége 