توتي البنيان
عدد المساهمات : 90
نقاط : 270
السٌّمعَة : 3
تاريخ التسجيل : 07/10/2011
 | موضوع: الخوارزمية الجينيه في علم الرياضيات  الخميس أكتوبر 13, 2011 2:20 am | |
| تعريف خوارزمية الجينات
هي تقنية بحث، تستخدم في مجال الذكاء الاصطناعي artificial intelligence وتحديداً في فرع البحث وحل المشاكل Problem solving and search. تقوم بايجاد أفضل الحلول لمشاكل التحسين optimization problems بالاعتماد على العشوائية stochastic في البحث.
اخترعها جون هولند John Holland في الستينات، وطورها هو وطلابة وزملائه. وكان اختراعه مبنياً على فكرة الحوسبة التطورية لإنغو رشنبرغ Ingo Rechenberg.
كما يظهر من اسم هذه الخوارزمية أنها أُستلهمت من الجينات في جسم الانسان، وكذلك استفادت من نظرية التطور لداروين -مع بطلان ومغالطة هذه النظرية للواقع ولكن أمكن الاستفادة منها في هذا المجال-. مما هو معروف أن الجينات في جسم الانسان يحصل بينها تزاوج يؤدي إلى انتاج جيل جديد من الجينات. ونظرية التطور وبالتحديد ما تدعوه الاختيار الطبيعي natural selection هو عملية يتم بها بقاء ونجاة الأفراد ذوو الميزات الأفضل. وإذا كانت هذه الميزات قابلة للتوريث فإنها تورث للأجيال القادمة مما يعني أن الميزات الأفضل والقابلة للتوريث تصبح أكثر شيوعاً في الأجيال اللاحقة.
لذا فإن خوارزمية الجينات تقوم بتزويج الجينات المعرفة فيها ، وتحتفظ بالميزات ذات الأفضلية ، وتنتج أجيالاً جديدة ، وتستمر بإجراء هذه العمليات حتى تحصل على أفضل فرد يمكن الحصول عليه ، والذي يمثل الحل.
حتى الآن قد يبدو هذا الأمر صعباً ومستعصياً على الاستيعاب، سأشرح طريقة عملها بالتفصيل لاحقاً، ولكن يجب أن أتأكد من أنك تدرك أن هذه الخوارزمية تعيد العمليات (تزويج الجينات، الاحتفاظ بالميزات ذات الأفضلية، وانتاج أجيال جديدة) حتى تحصل على أفضل فرد. واحتاج إلى تعريفك بمصطلحات مهمة لفهم هذه الخوارزمية.
مصطلحات مهمة لفهم الخوارزمية
مجال البحث search space: ويسمى أيضاً مجال الحالات state spaceهو المجال المحتوى على جميع الحالات states التي تمثل الحلول الملائمة ، ونحن نبحث عن الحل لمشكلتنا الذي هو واحد من هذه الحلول الملائمة. أكبر مشكلة هي أن مجال البحث من الممكن أن يكون كبيرا للغاية ومعقداً ، فلا نعلم من أين نبدأ وأين نبحث بالضبط حتى نجد الحل، لذلك نستخدم بعض طرق البحث ومنها خوارزمية الجينات ، حتى نبحث عن الحل في أماكن متفرقة وبسرعة، والحل الناتج من هذه الخوارزمية يعتبر حل جيد (نظرا لكبر مجال البحث) ، لأنه غير ممكن في كثير من الأحيان اثبات أن هذا الحل هو الحل الأفضل!
الفرد Individual : (ويسمى أيضاً كروموسوم chromosome و حالة state) تعني فرد أو شخص، وهي تمثل الأفراد الناتجين عن التزاوج ، ويمكن لأي فرد تتوفر به بعض الشروط أن يكون هو الحل للمشكلة التي نحاول حلها. ويمثل في الخوارزمية بسلسلة string من الأرقام أو الأحرف (تخيل هذه الأرقام والحروف على أنها جينات في الكروموسوم).
| |
|
