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        遺傳算法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用分析

        2014-01-01 00:00:00宋英杰
        數(shù)字化用戶 2014年5期

        【摘 要】隨著社會的快速發(fā)展,計算機(jī)的應(yīng)用也更加普遍。計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,產(chǎn)生了許多交叉學(xué)科,遺傳算法[1]就是其中一種比較突出的學(xué)科。利用遺傳算法可以有效的解決許多問題。本文介紹了遺傳算法的一些基本內(nèi)容,在計算機(jī)快速發(fā)展的時代,遺傳算法在計算機(jī)的地位也越來越重要了,分析了遺傳算法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法有效結(jié)合起來能夠?qū)崿F(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定發(fā)展。

        【關(guān)鍵詞】遺傳算法 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用

        一、引言

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘I畹母鱾€領(lǐng)域,應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,使得人們追求結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性也在不斷深化。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時代,計算機(jī)技術(shù)的普及,在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中引用遺傳算法是計算機(jī)科技發(fā)展的必然趨勢。遺傳算法從根本上改變了傳統(tǒng)的計算理念,在科學(xué)領(lǐng)域乃至各行各業(yè)中起到至關(guān)重要的作用。

        二、遺傳算法的基本內(nèi)容

        (一)遺傳算法的定義

        自90年代以來,遺傳算法取得較快的發(fā)展。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,遺傳算法廣泛運(yùn)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行保駕護(hù)航。遺傳算法是一種借鑒生物界的進(jìn)化規(guī)律(適者生存,優(yōu)勝劣汰遺傳機(jī)制)演化而來的隨機(jī)化搜索方法。遺傳算法是在計算機(jī)技術(shù)人工智能領(lǐng)域中解決最優(yōu)化的一種搜索啟發(fā)式的算法。這種算法是一種進(jìn)化算法,這種啟發(fā)式算法通常用來生成最優(yōu)的解決方案來搜索問題。

        (二)遺傳算法的特點(diǎn)

        1.遺傳算法搜索是從問題解的串集開始

        遺傳算法區(qū)別傳統(tǒng)的優(yōu)化計算方法就是遺傳算法是從問題解的串集開始搜索,而不是從單個解開始,而傳統(tǒng)優(yōu)化計算方法是從單個初始值開始進(jìn)行最優(yōu)解,這種算法容很易陷入局部最優(yōu)解的困境。遺傳算法從串集開始進(jìn)行搜索,覆蓋面積廣泛,考慮的節(jié)點(diǎn)多,利于全局擇優(yōu)。

        2.遺傳算法是對群體中的多個個體逐一處理

        遺傳算法是同時處理群體中的多個個體,即對搜索空間中的多個個體進(jìn)行評估,減低了陷入局部最優(yōu)解的風(fēng)險,同時遺傳算法本身比較容易實(shí)現(xiàn)并行化。遺傳算法是有自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)性的功能,遺傳算法利用進(jìn)化過程獲得的信息自行組織搜索時,適應(yīng)度大的個體具有較高的生存概率,并獲得更適應(yīng)環(huán)境的基因結(jié)構(gòu)。

        3.遺傳算法采用的是變遷規(guī)則作為導(dǎo)向

        遺傳算法不是采用確定性規(guī)則,而是采用概率的變遷規(guī)則來指導(dǎo)他的搜索方向。遺傳算法基本上不用搜索空間的知識或其它輔助信息,只用利用適應(yīng)度函數(shù)值來對每一個個體進(jìn)行評估,從而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行遺傳計算。適應(yīng)度函數(shù)不僅不會受連續(xù)可微的約束,而且其定義域可以進(jìn)行任意的設(shè)定。這一特點(diǎn)使得遺傳算法的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展。

        三、遺傳算法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

        (一)遺傳算法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用

        隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計[2]中,存在著鏈路容量分配以及路由選擇兩個主要問題。在給定網(wǎng)絡(luò)各節(jié)各點(diǎn)值的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下,如何選擇路由以及分配鏈路容量,才能使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在減低成本的同時達(dá)到性能最大的發(fā)揮效果。受傳統(tǒng)觀念的影響,在針對這兩個問題時通常都是在先確定一個條件再去解決另一個。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的路由以及容是相互關(guān)聯(lián)的。要處理好兩個問題,可以利用遺傳算法,設(shè)計出一種最優(yōu)的解決方案。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計中的數(shù)學(xué)模型,各節(jié)點(diǎn)之間大多都是采用存儲—轉(zhuǎn)發(fā)的方式工作。為了簡化問題,假設(shè)節(jié)點(diǎn)處理處理時延和鏈路處理時延忽略不計,可以通過排隊(duì)模型來進(jìn)行處理,從先往后的依次處理。

        (二)遺傳算法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中可靠度優(yōu)化計算中的應(yīng)用

        科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展推動了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘I畹母鱾€領(lǐng)域,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大,用戶不斷的增加。人們利用計算網(wǎng)絡(luò)來存儲大量的信息,將一些重要的資料信息都存在電腦里,這樣能為人們節(jié)省大量了資源。但是這樣也會出現(xiàn)相應(yīng)的問題,計算機(jī)一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障,很可能就會導(dǎo)致這些重要的資料消失,帶來巨大的損失。提高計算機(jī)的可靠度是現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然要求。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中可靠度優(yōu)化計算中,運(yùn)用遺傳算法,將這些容易出現(xiàn)的問題通過數(shù)學(xué)模型建造,從而更好的找出問題的關(guān)鍵所在,提高計算機(jī)的可靠度[3]性能。

        (三)遺傳算法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)輔助設(shè)計的應(yīng)用

        自90年以來,遺傳算法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)扮演著越來越重要的角色,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,在社會主義場經(jīng)濟(jì)體制下,運(yùn)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[4]能夠有效的提高整體競爭力。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)輔助設(shè)計中運(yùn)用遺傳算法,可以使得設(shè)計更加直觀,通過設(shè)置不同的視點(diǎn),方便對設(shè)備進(jìn)行空間定位,在進(jìn)行計算機(jī)計算的時候便于修改,使所建立的圖形、圖片、模型數(shù)量能夠相互間有效聯(lián)合。

        四、結(jié)語

        科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動了計算機(jī)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,二十世紀(jì)九十年代,遺傳算法的發(fā)現(xiàn),推動了計算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用遺傳算法,優(yōu)化了計算機(jī)設(shè)計,為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供了可靠的保證。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,遺傳算法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,利用遺傳算法可以解決數(shù)值優(yōu)化、機(jī)械學(xué)習(xí)、智能操控、圖像處理等各個領(lǐng)域中的問題,有效的將計算機(jī)與遺傳算法結(jié)合起來,為計算機(jī)科技事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張順頤,何軍,舒斐,張載龍.基于遺傳算法利用網(wǎng)絡(luò)時延解決路由問題的新算法[J].通信學(xué)報,2011,07(12):33—34.

        [2]孫力娟,吳新余.應(yīng)用遺傳算法求解計算機(jī)通信網(wǎng)的最佳路由─—種新的遍歷匹配選擇法[J].南京郵電學(xué)院學(xué)報,2012,08(02):123—124.

        [3]劉艷秋,劉君,張穎.遺傳算法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度優(yōu)化計算中的應(yīng)用[J].沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報.2011,09(03):36—37.

        [4]周海嚴(yán).淺談計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠優(yōu)化計算過程中有效應(yīng)用遺傳算法[J].硅谷,2011,05(19):67—68.

        作者簡介:

        宋英杰,女,出生于1981年,民族:漢,籍貫:黑龍江省密山市,2004年7月畢業(yè)于牡丹江師范學(xué)院,獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位,2009年6月獲遼工大工程碩士學(xué)位,黑龍江工業(yè)學(xué)院講師,研究方向?yàn)橛嬎銠C(jī)科學(xué)與技術(shù)。

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