Giải thuật di truyền

TÓM TẮT
Thuật giải di truyền (Genetic Algorithm_GA) là kỹ thuật chung giúp giải quyết vấn đề-bài toán
bằng cách mô phỏng sự tiến hóa của con người hay của sinh vật nói chung (dựa trên thuyết
tiến hóa muôn loài của Darwin) trong điều kiện qui định sẵn của môi trường. GA là một thuật
giải và mục tiêu của GA không nhằm đưa ra lời giải chính xác tối ưu mà là đưa ra lời giải
tương đối tối ưu.
ABSTRACT
Genetic Algorithm (GA) is one of search techniques in popular. The basic concept of GA is
designed to simulate processes in natural system necessary for evolution, specifically those
that follow the principles first laid down by Charles Darwin of survival of the fittest.
2.1. Cơ sở lý thuyết
Thuật toán di truyền gồm có bốn quy luật cơ bản là lai ghép, đột biến, sinh sản và chọn
lọc tự nhiên như sau:
Quá trình lai ghép (phép lai)
Quá trình này diễn ra bằng cách ghép một hay nhiều đoạn gen từ hai nhiễm sắc thể
cha-mẹ để hình thành nhiễm sắc thể mới mang đặc tính của cả cha lẫn mẹ. Phép lai này có thể
mô tả như sau:
Chọn ngẫu nhiên hai hay nhiều cá thể trong quần thể. Giả sử chuỗi nhiễm sắc thể của
cha và mẹ đều có chiều dài là m.
Tìm điểm lai bằng cách tạo ngẫu nhiên một con số từ 1 đến m-1. Như vậy, điểm lai này
sẽ chia hai chuỗi nhiễm sắc thể cha-mẹ thành hai nhóm nhiễm sắc thể con là m1 và m2. Hai
chuỗi nhiễm sắc thể con lúc này sẽ là m11+m22 và m21+m12.
Đưa hai chuỗi nhiễm sắc thể con vào quần thể để tiếp tục tham gia quá trình tiến hóa
Quá trình đột biến (phép đột biến)
Quá trình tiến hóa được gọi là quá trình đột biến khi một hoặc một số tính trạng của
con không được thừa hưởng từ hai chuỗi nhiễm sắc thể cha-mẹ. Phép đột biến xảy ra với xác
suất thấp hơn rất nhiều lần so với xác suất xảy ra phép lai. Phép đột biến có thể mô tả như sau:
Chọn ngẫu nhiên một số k từ khoảng 1 ≥ k ≥ m
Thay đổi giá trị của gen thứ k
Đưa nhiễm sắc thể con vào quần thể để tham gia quá trình tiến hóa tiếp theo
Quá trình sinh sản và chọn lọc (phép tái sinh và phép chọn)
Phép tái sinh: là quá trình các cá thể được sao chép dựa trên độ thích nghi của nó. Độ
thích nghi là một hàm được gán các giá trị thực cho các cá thể trong quần thể của nó. Phép tái
sinh có thể mô phỏng như sau:
Tính độ thích nghi của từng cá thể trong quần thể, lập bảng cộng dồn các giá trị thích
nghi đó (theo thứ tự gán cho từng cá thể) ta được tổng độ thích nghi. Giả sử quần thể có n cá
thể. Gọi độ thích nghi của cá thể thứ i là Fi, tổng dồn thứ i là Ft.Tổng độ thích nghi là Fm
Tạo số ngẫu nhiên F có giá trị trong đoạn từ 0 đến Fm
Chọn cá thể k đầu tiên thỏa mãn F ≥ Ft đưa vào quần thể của thế hệ mới.
Phép chọn: là quá trình loại bỏ các cá thể xấu và để lại những cá thể tốt. Phép chọn
được mô tả như sau:
Sắp xếp quần thể theo thứ tự độ thích nghi giảm dần
Loại bỏ các cá thể cuối dãy, chỉ để lại n cá thể tốt nhất.

anh có thể nói rõ hơn được không?
Ứng dụng của giải thuật di truyền trong xếp thời khóa biểu cho hệ thống tín chỉ như thể nào nhỉ?