Błądzenie przypadkowe, algorytm wspinaczkowy, algorytm protoewolucyjny

(1)

WAE

Jarosław Arabas

Błądzenie przypadkowe Stochastyczny wzrost

(2)

Błądzenie przypadkowe algorytm błądzenie przypadkowe

x ← x₀ H ← {x₀}

while ! stop

x ← selRandom(N (x)) H ← H ∪{x }

(3)

Algorytm błądzenia przypadkowego

(4)

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S0

Strzałki między punktami Sx oraz Sy oznaczają, że punkt Sy jest lokalną modyfikacją punktu Sx

S11 S12S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19

(5)

Ślad algorytmu – zbiór wszystkich wygenerowanych punktów

(6)

Stochastyczny algorytm wspinaczkowy (hillclimbing) algorytm losowy wspinaczkowy

x ← x₀ H ← {x₀} while ! stop y ← selRandom(N ( x)) if q( y)>q (x) x ← y H ← H ∪{ y } x – punkt roboczy

(7)

Model

Stochastyczny algorytm wspinaczkowy

Przeszukiwanie nie ma naturalnego końca

Najlepszy dotychczas

(8)

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S0

S11 S12S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19

(9)

w pojedynczym uruchomieniu Wyrysowane poziomice

(10)

Rozszerzony algorytm błądzenia przypadkowego

algorytm rozszerzone błądzenie przypadkowe x ← x₀ H ← {x₀} while ! stop x ← selRandom(H ) y ← selRandom(N (x)) H ← H ∪{ y }

(11)

Przeszukiwanie nie ma naturalnego końca Kolejka losowa

(12)

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S0

S11 S12S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19

(13)

(14)

Porównanie śladów metod

Zbiór wszystkich

wygenerowanych punktów w pojedynczym uruchomieniu: metody błądzenia przypadkowego

nieklasycznej metody bładzenia przypadkowego

(15)

(16)

Losowy sąsiad Wybór najlepszego punktu

(17)

Losowy sąsiad

Nieklasyczne błądzenie przypadkowe

(18)

Wariant pośredni selekcji

protoplasta algorytmu ewolucyjnego

Losowy sąsiad Wybór punktu

z prawdopodobieństwem zależnym od jakości

(19)

algorytm rozszerzone błądzenie przypadkowe x ← x₀ H ← {x₀} while ! stop x ← selRandomized ( H ) y ← selRandom(N (x)) H ← H ∪{ y }

Rozkład prawdopodobieństwa wyboru nie jest rozkładem jednostajnym,

(20)

Wariant pośredni p-stwa selekcji

protoplasta algorytmu ewolucyjnego

Czerwone punkty: p-stwo selekcji w błądzeniu przypadkowym

Niebieskie punkty: p-stwo selekcji w stochastycznym wzroście

Zielone punkty: jeden z możliwych wariantów p-stwa selekcji

(21)

(22)

Ewolucja

● Ewoluują populacje, nie pojedyncze osobniki

● Miarą jakości osobnika jest przede wszystkim sukces

reprodukcyjny

● Mercedesy kontra maluchy

● Ssaki naczelne kontra muszki owocówki

● Zmiany o charakterze ewolucyjnym mogą się wydawać

rewolucyjne

● Rewolucja przemysłowa

● Dominacja rynku aparatów fotograficznych przez aparaty cyfrowe

● Krótkie okresy dużych zmian jakościowych przedzielają długie

okresy względnej stabilizacji