Page 152 - 大数据技术及安全研究

大数据技术及安全研究
Big Data Technology and Security Research

乏一种通用的编码方案，使得人们只能依赖变异而不是交配来产生新的基因结构，
故而收效甚微。到 20 世纪 60 年代中期，美国 Michigan 大学的 John Holland 在
Fraser 和 Bremermann 等人工作的基础上提出了位串编码技术，这种编码既适合
于变异又适合交配操作，并且他强调将交配作为主要的遗传操作。随后，J.Holland

将该算法用于自然和人工系统的自适应行为的研究之中，并于 1975 年出版其开
创性的著作 Adaptation in Naturaland Artificial Systems。后来 J Holland 与他的学
生们将该算法加以推广并应用到优化及机器学习等问题之中，而且正式定名为遗
传算法。遗传算法的通用编码技术及简单有效的遗传操作为其广泛的应用和成功

奠定了基础。
2. 演化策略
在 20 世纪 60 年代初，当时在柏林工业大学的 I. Rechenberg 和 H. P. Schwfel
等在进行风洞实验时，由于在设计中描述物体形状的参数难以用传统的方法进行

优化，从而他们利用生物变异的思想来随机地改变参数值并获得了较好的结果。
随后，他们便对这种方法进行了深入的研究和发展，形成了演化计算的另一个分
支——演化策略。
3. 演化规划

演化规划的方法最初是由 L J. Fogel 等在 20 世纪 60 年代提出的。他们在人
工智能的研究中发现，智能行为即要具有能预测其所处环境的状态，并按照给定
的目标作出适当响应的能力。在研究中，他们将模拟环境描述成是由有限字符集
中的符号组成的序列。于是问题便转化为：怎样根据当前观察到的符号序列作出

响应以获得最大的收益，这里收益的计算是按照环境中将要出现的下一个符号及
预先定义好的效益目标来确定的。演化规划中常用有限态自动机（简称 FSM）
来表示这样的策略。这样，问题便成为：如何设计出一个有效的 FSM ？ L J.
Fogel 等借用演化的思想对一群 FSM 进行演化以获得较好的 FSM。他们将此方

法应用到数据诊断、模式识别和分类以及控制系统的设计等问题之中，并取得了
较好的结果。后来，D. B. Fogel 借助于演化策略方法对演化规划进行了发展，并
用到数值优化及神经网络的训练等问题之中。
4. 遗传程序设计

自计算机出现以来，计算机科学的一个重要目标即让计算机自动进行程序设
计，只要明确地告诉计算机要解决的问题，而不需要告诉它如何去做，遗传程序

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