دانلود پروژه الگوریتم های تکاملی

اختصاصی از فایل هلپ دانلود پروژه الگوریتم های تکاملی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

به هر روند رویش یا گسترش که با تحول و دگرگونی همراه است، تَکامُل یا فَرگَشت می‌گویند؛ ولی این واژه بیش‌تر در پیوند با علم تکامل زیستی به‌کار می‌رود.

فَرگَشت یک نظریهٔ علمی است که در زیست شناسی مطرح شده است. فرگشت توضیح می دهد که چگونه حیوانات و گیاهان طی زمانی طولانی تغییر یافتند و چگونه به صورتی که امروزه هستند، رسیدند.

سنگواره‌ها نشان می‌دهند که زمین عمری بس دراز دارد. بر مبنای سنگواره‌ها می‌یابیم که جانداران امروزی متفاوت از گذشته هستند و به میزانی که به گذشته‌های دورتر می‌نگریم ،فسیل‌ها متفاوت‌تر می‌شوند. فرگشت چگونگی این رخداد را توضیح می دهد.

بر این اساس ،فرگشت در پی تغییر بسامد یک عامل انتقال ارثی در یک حوضه ژنتیکی پدید می‌آید. این‌گونه تغییرها در پی یک گزینش طبیعی و یا کشش ژنتیکی پدید می‌آیند. این دگرگونیها در بازه‌های دراز زمانی به تغییراتی در گونه یا ریخت (فنوتیپ) می‌انجامند. برای فرگشت روندهای دیگری مانند گونه زایی نیز بسیار مهم اند.

نظریه فرگشت پایه و اساس زیست شناسی نوین است و با شواهد بسیاری پشتیبانی می گردد.هیچ چیز در زیست شناسی بدون آن معنا نمی یابد.همزمان پرسش های بسیاری نیازمند پاسخ هستند که زیست شناسان تکاملی به آن ها می پردازند.

نظریه تکامل همچنین باعث شد در میان دانشمندان، فلاسفه و متکلمان مناقشات بسیاری در مورد خلقت جریان گیرد.

واژه‌شناسی

واژه عربی تکامل به معنای «ترقی» و «کامل شدن» می باشد.لغت نامه دهخدا معنی آن را «تمام شدن» ذکر می‌کند. این واژه نخستین بار توسط مترجمان دورهٔ قاجار به عنوان برابر فارسی evolution به کار رفت.

این در حالیست که واژه Evolution به معنای «بر آمدن» بوده و اشاره به بوجود آمدن چیزی از چیز دیگر دارد، مثل بوجود آمدن بخار از آب. Evolution، حاکی از «کمال یافتن» جانداران نیست. این واژه هیچ بار اخلاقی ندارد بلکه تنها تغییر جانداران را برای انطباق بیشتر با محیط نشان میدهد ، زیرا در یک محیط ویژگی های خاصی مبنای تطابق محسوب می شوند و در محیط دیگر ویژگی های دیگر.

به این سبب فرگشت معادل مناسب تری برای Evolution است. واژه فرگشت نخستین بار توسط داریوش آشوری در سال ۱۳۷۴ پیشنهاد شد

درخت زندگی نشانگر فرگشت از آغاز حیات است.

مقبول‌ترین نظریه در میان دیرین‌ مردم‌شناسان امروزین در باب تکامل انسان این است که انسان کنونی که با نام علمی انسان خردمند خردمند مشخص می‌شود زیرگونه‌ای از انسان خردمند است که خود از انسان راست‌قامت تکامل یافته و انسان راست‌قامت هم از انسان ماهر تکامل یافته بود. همگی این جانداران در سردهٔ انسان جای می‌گیرند که گونه‌های متعدد دیگری هم از آن برخاسته بودند (مانند انسان نئاندرتال و انسان راست‌قامت) اما امروزه نسل تمامی آن‌ها منقرض شده‌است. انسان خردمند در حدود ۲۰۰ هزار سال پیش در شرق آفریقا پدیدار شد و گروه‌های کوچکی از آن‌ها در حدود ۵۰ هزار سال پیش به دیگر نقاط دنیا مهاجرت کردند، به این ترتیب نسل تمامی انسان‌هایی که در خارج از آفریقا زندگی می‌کنند به این مهاجران می‌رسد.

کپی‌های بزرگ (شمپانزه، بونوبو، گوریل و اورانگ اوتان) نزدیک‌ترین جانداران در حال حیات به انسان‌هایند. با این حال انسان از هیچ‌ یک از آن‌ها تکامل نیافته‌ است و مسیر تکاملی ما و آن‌ها میلیون‌ها سال پیش از هم جدا شده‌است. از میان آن‌ها شمپانزه و بونوبو دو گونهٔ نزدیک‌تر به انسان‌اند. نیای مشترک سردهٔ شمپانزه و سردهٔ انسان در حدود ۶ تا ۷ میلیون سال پیش می‌زیسته است.

نظریه تکامل در طبیعت

به فرایند تغییر در گونه‌های حیات در اثر گذشت زمان و در طول نسل‌ها تکامل گفته می‌شود. رشته زیست‌شناسی تکاملی به بررسی اینکه چگونه و چرا این تکامل اتفاق می‌افتد می‌پردازد. یک اندامگان (ارگانیزم: organism) از والدینش خصوصیات و ویژگی‌هایی از طریق ژن‌هایش به ارث می‌برد. تغیرات در این ژن‌ها (که جهش خوانده می‌شود) می‌تواند ویژگی‌های جدید در فرزندهای سیستم حیاتی تولید کند. اگر این ویژگی‌های جدید باعث بشود که فرزندها بهتر بتوانند با محیط خارجی وفق پیدا کنند، در زنده ماندن و تولید مثل موفق‌تر خواهند بود. به این فرایند انتخاب طبیعی گفته شده، و باعث می‌شود که ویژگی‌هایی که مفید هستند عمومی‌تر شوند. در طول نسل‌های فراون، یک جمعیت می‌تواند آنقدر ویژگی‌های جدید کسب کند که به یک گونه جدید از موجودات تبدیل شود.

نظریه تکامل در سال ۱۲۳۸ هجری شمسی (۱۸۵۹ میلادی) و با انتشار کتاب «درباره مبدأ گونه‌ها» توسط چارلز داروین بوجود آمد. علاوه بر این، کار گرگور یوهان مندل با گیاهان به توضیح الگوهای وراثتی ژن‌ها کمک کرده و منجر به فهمی از نحوه عملکرد سیستم وراثتی شد. اکتشافات بعدی در زمینه نحوه جهش ژن‌ها به همراه پیشرفت‌ها در رشته «ژنتیک جمعیت» توضیحات بیشتری در زمینه نحوه عملکرد تکامل فراهم آورد. دانشمندان امروزه فهم به نسبت خوبی نسبت به پیدایش گونه‌های جدید دارند. آنها فرایند به وجود آمدن گونه جدید را هم در آزمایشگاه و هم در طبیعت مشاهده کرده‌اند. این دیدگاه مدرن از تکامل مهم ترین نظریه علمی موجود برای کمک به فهم حیات می‌باشد.

ایده داروین: تکامل توسط انتخاب طبیعی

چارلز داروین این ایده را داشت که نحوه کلی پرورش موجودات زنده از اجدادشان به گونه یکسانی و مستقل از نوع گونه می‌باشد. در سال ۱۲۱۷ هجری شمسی (۱۸۳۸ میلادی) او فرایندی که اسمش «انتخاب طبیعی» گذاشت را پیشنهاد کرد و توضیحاتی درباره عملکرد فرایند داد. داروین نظریه اش را بر پایه پنج مشاهده زیر قرار داد:

1. اگر تمامی افراد در یک گونه از موجود ات بصورت موفقیت آمیزی تولید مثل کنند، جمعیت آن گونه بصورت غیر قابل کنترلی افزایش می‌یابد.
2. جمعیت‌ها گرایش دارند که تقریباً از یک سال تا سال بعد ثابت بمانند.
3. منابع طبیعی محدود هستند.
4. هیچ دو فردی از یک گونه دقیقاً یکسان نیستند.
5. میزان زیادی از این تغییر پذیری در یک جمعیت می‌تواند به فرزندها برسد.

بر اساس نظریه داروین نسل هایی که از ویژگی های و خصوصیات برتری نسبت به نسل های دیگر برخوردارند شانس بیشتری نیز برای بقا و تکثیر خواهند داشت و ویژگی ها و خصوصیات برتر آنها به نسل های بعدی آنان نیز منتقل خواهد شد. همچنین بخش دوم نظریه داروین بیان می‌کند که هنگام تکثیر یک ارگان فرزند ، به تصادف رویدادهایی اتفاق می افتد که موجب تغییر خصوصیات ارگان فرزند می‌شود و در صورتی که این تغییر فایده‌ای برای ارگان فرزند داشته باشد موجب افزایش احتمال بقای آن ارگان فرزند خواهد شد. در محاسبات کامپیوتری ، بر اساس این نظریه داروین روش هایی برای مسائل بهینه سازی مطرح شدند که همه این روش ها از پردازش تکاملی در طبیعت نشات گرفته اند. ما نیز به این روش های جستجو ، الگوریتم های جستجوی تکاملی می گوییم.

داروین از اینکه سیستم‌های حیاتی بیش از آنچه که امکان حمایت و نگاهداری از آن را داشته باشند، فرزند تولید می‌کنند این نتیجه را گرفت که حتماً باید رقابت برای زنده ماندن وجود داشته باشد - فقط تعداد کمی از هر نسل زنده خواهند ماند. داروین متوجه شد که شانس به تنهایی زنده ماندن موجودات را تعیین نمی‌کند. در واقع، زنده ماندن بستگی به ویژگی‌های هر شخص دارد و این ویژگی‌ها یا به زنده ماندن و تولید مثل کمک کرده، و یا دست و پاگیر می‌شوند. محتمل‌تر است که آن موجوداتی که بهتر خود را وفق می‌دهند فرزندهای بیشتری نسبت به رقبایشان باقی بگذارند. داروین این نکته را متوجه شد که عدم برابری توانایی موجودات در زنده ماندن باعث تغییرات تدریجی در جمعیت می‌شود. آن ویژگی‌هایی که به سیستم حیاتی کمک می‌کنند که زنده مانده و تولید مثل کند طی قرن‌ها به روی هم انباشته می‌شود. از طرف دیگر، آن ویژگی‌هایی که مانع زنده ماندن و تولید مثل هستند، ناپدید می‌شوند. داروین از اصطلاح انتخاب طبیعی جهت توصیف این فرایند استفاده کرد.

مشاهده گونه‌های مختلف حیوانات و گیاهان پایه اصلی نظریه انتخاب طبیعی را تشکیل می‌داد. به عنوان مثال، داروین مشاهده کرد که گل‌های ارکید و حشرات رابطه نزدیکی با هم داشته که امکان پخش گردهای گیاهان را فراهم می‌آورد. گل‌های ارکید شامل بخش‌های مختلفی هستند که حشرات را جذب می‌کند تا اینکه گرد گیاه به بدن حشرات بچسبد. از این طریق، حشرات گرده را از یک ارکید نر به یک ارکید ماده منتقل می‌کنند. علی رغم ظاهر پیچیده ارکیدها، این بخش‌های تخصصی یافته از همان ساختارهایی کلّی درست شده‌اند که در گیاهان دیگر نیز دیده می‌شود. داروین پیشنهاد کرد که گل‌های ارکید کار یک مهندس ایده آل نبوده، بلکه حاصل وفق پذیری اجزاء گل به شرایط محیط در طول فرایند انتخاب طبیعی می‌باشد.

داروین هنوز در حال تحقیق و آزمایش با ایده‌هایش در زمینه انتخاب طبیعی بود که نامه‌یی از آلفرد والاس دریافت کرد که نظریه‌اش را تقریباً مشابه مال خودش می‌دانست. این منجر به انتشار فوری هر دو نظریه با هم شد. والاس و داروین هر دو تاریخ را مانند یک درخت خانواده می‌دیدند، که سرها دوشاخه درخت یک جد مشترک قرار دارد. نوک شاخه‌ها گونه‌های مدرن، و شاخه‌ها اجداد مشترکی که بین گونه‌های مختلف مشترک است را نشان می‌دهد. جهت توضیح این روابط، داروین بیان کرد که تمام موجودات زنده به هم مرتبطند، و این به معنای این است که کل حیات می‌بایست ناشی از تکامل شکل‌های اولیه محدودی از حیات (و شاید تنها یک شکل اولیه از حیات) باشد. او این فراید را «نزول با اصلاحات» نامید.

داروین نظریه‌اش را در سال ۱۲۳۸ هجری شمسی (۱۸۵۹ میلادی) و با انتشار کتاب «درباره مبدأ گونه‌ها» به ثبت رسانید. با اساس این نظریه، تمامی حیات روی کره زمین حاصل یک فرایند ادامه دار طبیعی می‌باشد. این نظریه ایجاب می‌کند که تمامی موجودات زنده روی کره زمین یک جد مشترک دارند. اعتراض‌هایی با این نظریه از طرف گروه‌های مذهبی مطرح شد که متعقدند انواع مختلف حیات روی زمین منجر از خلق خاص آنها می‌باشد. درون جامعه علمی امروز بیش از ۹۹ درصد دانشمندان از نظریه تکامل به عنوان توضیحی برای پدیده حیات حمایت می‌کنند.

الگوریتم ژنتیک

چکیده 

الگوریتم های ژنتیک از اصول انتخاب طبیعی داروین برای یافتن فرمول بهینه جهت پیش بینی یا تطبیق الگو استفاده می کنند.الگوریتم های ژنتیک اغلب گزینه خوبی برای تکنیک های پیش بینی  بر مبنای رگرسیون هستند.همان طور ساده،خطی وپارامتری یک گفته می شود،به الگوریتم های ژنتیک می توان غیر پارامتریک گفت.

مختصراً گفته می شود که الگوریتم ژنتیک (یا GA) یک تکنیک برنامه نویسی است که از تکامل ژنتیکی به عنوان یک الگوی حل نمسئله استفاده می کند.مسئله ای که باید حل شود ورودی است و راه حلها طبق یک الگو کد گذاری می شودومتریک که تابع fitness هم نام دارد هر راه حل کاندید را ارزیابی می کندکه اکثر آنها به صورت تصادفی انتخاب می شوند.

کلاً این الگوریتم ها از بخش های زیر تشکیل می شوند :

تابع برازش  - نمایش – انتخاب – تغییر

که در ادامه آنها را توضیح خواهیم داد.

شامل بخشهای:

فهرست  

نظریه تکامل 

مقدمه

واژه‌شناسیتکامل در انسان

نظریه تکامل در طبیعت

ایده داروین: تکامل توسط انتخاب طبیعی

الگوریتم ژنتیک

مقدمه

الگوریتم ژنتیک چیست؟

ایده اصلی

الگوریتم

روش های نمایش

روش های انتخاب

روش های تغییر

نقاط قوت الگوریتم های ژنتیک

محدودیتهای GAها

چند نمونه از کاربرد های الگوریتم های ژنتیک

یک مثال ساده

نسل اول

نسل بعدی

انتخاب

تغییر از یک نسل به نسل بعدیCross over

جهشMutation

الگوریتم

جستجوی غذا در طبیعت

بهینه سازی کلونی زنبورها

کاربرد ها

چکیده

معرفی
الگوریتمPSO  یا پرندگان یا اجتماع ذرات

الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچگان چیست؟

گوریتم رقابت استعماری 

شکل دهی امپراطوری‌های اولیه

مدل‌سازی سیاست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپریالیست

جابجایی موقعیت مستعمره و امپریالیست 

قدرت کل یک امپراطوری

رقابت استعماری

سقوط امپراطوری‌های ضعیف

همگرایی 

مثال کاربردی

نتیجه‌گیری

ماشین بردار پشتیبان

الگوریتم های ترکیبی

سنجش عملکرد

الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات

انتخاب مشخصه ورودی

شبیه سازی و استخراج داده ها

معرفی روش

نتیجه گیری

مروری بر پیشینه تحقیق

مدل سازی فرایند ریسندگی جهت بهینه سازی مقاوم

تعریف.

تقریب توابع با شبکه های عصبی

الگوریتم های یادگیری شبکه و مقایسه آنها

ارزیابی اعتبار شبکه های تقریب زننده.

حل مدل طراحی پارامتر با GA

حل مدل طراحی پارامتر با CGA 

مقایسه دو الگوریتم GA و CGA در مساله طراحی پارامتر

نتیجه گیری و پیشنهاد برای تحقیقات آتی

 شامل 85 صفحه فایل word قابل ویرایش