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遺傳演算法入門經典書籍

發布時間:2025-05-15 08:48:56

1. 人工智慧入門書籍推薦

1.《深度學習》
深度學習領御奠基性的經典暢銷書,長期位居亞馬遜AI和機器學習類圖書榜首。
2.《人工智慧》
智能革命時代先行者李開復解讀AI如何重塑個人、商業與社會的未來圖譜。
3.《人工智慧簡史》
全方位解讀人工智慧的起源、神經網路、遺傳演算法、深度學習、自然語言處理等知識,深度點評AI歷史趨勢。
4.《人工智慧的未來》
揭秘人類思維的奧秘,奇點大學校長、谷歌工程總監、《奇點臨近》作者雷·庫茲韋爾全面解析「人工智慧」創建原理的顛覆力作。
5.《人工智慧:國家人工智慧戰略行動抓手》
比爾·蓋茨、埃隆·馬斯克、扎克伯格、李彥宏、馬化騰、李開復、雷軍、劉慶峰等跨界大咖都在關注的科技新革命,騰訊攜手工信部打造國家人工智慧戰略行動抓手。
6.《極簡人工智慧:你一定愛讀的AI通識書》
全方位呈現「AI」全景藍圖:群體智能、神經網路、智能代理、情感機器、智能計算、智能機器人等。
7.《區塊鏈 人工智慧 數字貨幣:黑科技讓生活更美好》
《紐約時報》暢銷書,跟進未來趨勢,用技術重構世界,解密正在全面爆發的區塊鏈、人工智慧和數字貨幣等黑科技。
8.《高級人工智慧(第三版)》
9.《終極演算法:機器學習和人工智慧如何重塑世界》
比爾·蓋茨年度推薦書籍,沃爾特·艾薩克森、車品覺、曹歡歡聯袂推薦!
10.《人工智慧新時代:全球人工智慧應用真實落地50例》

2. 進化演算法入門讀書筆記(一)

這里我參考學習的書籍是:

《進化計算的理論和方法》,王宇平,科學出版社

《進化優化演算法:基於仿生和種群的計算機智能方法》,[美]丹·西蒙,清華大學出版社。

進化演算法是 求解優化問題 的一種演算法,它是 模仿生物進化與遺傳原理 而設計的一類隨機搜索的優化演算法。

不同的作者稱進化演算法有不同的術語,以下。註:這里僅列舉出了我自己比較容易混淆的一些,並未全部列出。

進化計算: 這樣能強調演算法需要在 計算機上 實施,但進化計算也可能指不用於優化的演算法(最初的遺傳演算法並不是用於優化本身,而是想用來研究自然選擇的過程)。因此,進化優化演算法比進化計算更具體。

基於種群的優化: 它強調進化演算法一般是讓問題的候選解 種群 隨著時間的進化以得到問題的更好的解。然而許多進化演算法每次迭代只有單個候選解。因此,進化演算法比基於種群的優化更一般化。

計算機智能/計算智能: 這樣做常常是為了區分進化演算法與專家系統,在傳統上專家系統一直被稱為人工智慧。專家系統模仿演繹推理,進化演算法則模仿歸納推理。進化演算法有時候也被看成是人工智慧的一種。計算機智能是比進化演算法更一般的詞,它包括神經計算、模糊系統、人工生命這樣的一些技術,這些技術可應用於優化之外的問題。因此,進化計算可能比計算機智能更一般化或更具體。

由自然啟發的計算/仿生計算: 像差分進化和分布估計演算法這些進化演算法可能並非源於自然,像進化策略和反向學習這些進化演算法與自然過程聯系甚微。因此,進化演算法比由自然啟發的演算法更一般化,因為進化演算法包括非仿生演算法。

機器學習: 機器學習研究由經驗學到的計算機演算法,它還包括很多不是進化計算的演算法,如強化學習、神經網路、分簇、SVM等等。因此,機器學習比進化演算法更廣。

群智能演算法: 一些人認為群智能演算法應與進化演算法區分開,一些人認為群智能演算法是進化演算法的一個子集。因為群智能演算法與進化演算法有相同的執行方式,即,每次迭代都改進問題的候選解的性能從而讓解的種群進化。因此,我們認為群智能演算法是一種進化演算法。

進化演算法的簡單定義可能並不完美。在進化演算法領域術語的不統一會讓人困惑,一個演算法是進化演算法如果它通常被認為是進化演算法,這個戲謔的、循環的定義一開始有些麻煩,但是一段時間後,這個領域工作的人就會習慣了。

優化幾乎適用於生活中的所有領域。除了對如計算器做加法運算這種過於簡單的問題,不必用進化演算法的軟體,因為有更簡單有效的演算法。此外對於每個復雜的問題,至少應該考慮採用進化演算法。

一個優化問題可以寫成最小化問題或最大化問題,這兩個問題在形式上很容易互相轉化:

函數 被稱為目標函數,向量 被稱為獨立變數,或決策變數。我們稱 中元素的個數為問題的維數。

優化問題常常帶有約束。即在最小化某個函數 時,對 可取的值加上約束。不舉例。

實際的優化問題不僅帶有約束,還有多個目標。這意味著我們想要同時最小化不止一個量。

例子:

這里評估這個問題的一種方式是繪制 作為函數 的函數的圖:

如圖,對在實線上的 的值,找不到能同時使 和 減小的 的其他值,此實線被稱為 帕累托前沿 ,而相應的 的值的集合被稱為帕累托集。(此處的帕累托最優問題十分重要,可以參考這個鏈接來學習和理解: 多目標優化之帕累托最優 - 知乎 ,非常清晰易懂。)

該例子是一個非常簡單的多目標優化問題,它只有兩個目標。實際的優化問題通常涉及兩個以上的模目標,因此很難得到它的帕累托前沿,由於它是高維的,我們也無法將它可視化。後面的章節將會仔細討論多目標進化優化。

多峰優化問題是指問題不止一個局部最小值。上例中的 就有兩個局部最小值,處理起來很容易,有些問題有很多局部最小值,找出其中的全局最小值就頗具挑戰性。

對於前面的簡單例子,我們能用圖形的方法或微積分的方法求解,但是許多實際問題除了有更多獨立變數、多目標,以及帶約束之外更像上面的Ackley函數這樣,對於這類問題,基於微積分或圖形的方法就不夠用了,而進化演算法卻能給出更好的結果。

到現在為止我們考慮的都是連續優化問題,也就是說,允許獨立變數連續地變化。但有許多優化問題中的獨立變數智能在一個離散集合上取值。這類問題被稱為組合優化問題。如旅行商問題。

對於有 個城市的旅行商問題,有 個可能的解。對於一些過大的問題,硬算的方法不可行,像旅行商這樣的組合問題沒有連續的獨立變數,因此不能利用導數求解。除非對每個可能的解都試一遍,不然就無法確定所得到的組合問題的解是否就是最好的解。進化演算法對這類大規模、多維的問題,它至少能幫我們找出一個好的解(不一定是最好的)。

3. 啟發式演算法的相關書籍 我是想系統的學習一下。最好能解釋一些難易程度不同的書。

我向你推薦兩本,一是:《現代優化計算方法》;二是:《智能優化演算法及其應用》。這兩本書都不錯,其中前者算是入門的書籍,講解清晰易懂。禁忌搜索、模擬退火、遺傳演算法、人工神經網路等啟發式演算法都有講到。

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