面向可逆邏輯綜合的基因表達(dá)式編程(GEP)算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基因表達(dá)式編程(Gene Expression Programming，GEP)算法是由葡萄牙學(xué)者Candida Ferreira于2001年提出的一種新的基于基因型(genotype)和表現(xiàn)型(phenotype)的自適應(yīng)進(jìn)化算法。GEP算法綜合了遺傳算法(GA)和遺傳編程(GP)的各自優(yōu)點(diǎn)，又克服了兩者的各自缺點(diǎn)。它采用類似于GA中的固定長(zhǎng)度的線性染色體作為個(gè)體（基因型），同時(shí)GEP又將個(gè)體轉(zhuǎn)換為類似于GP個(gè)體的大小、形狀都不同的非

2、線性表達(dá)式樹（表現(xiàn)型），因此，它可以利用簡(jiǎn)單編碼解決復(fù)雜問題，而且可以方便的進(jìn)行選擇、交叉、變異等遺傳操作。在求解很多復(fù)雜問題時(shí)，基因表達(dá)式編程的性能可以比普通的遺傳編程高出2-4個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　可逆邏輯電路是由可逆邏輯門依次級(jí)聯(lián)構(gòu)成的，完全具備可逆性操作的特性，能夠有效地解決集成電路能耗問題?？赡孢壿嬀C合就是利用給定的可逆邏輯門，按照可逆網(wǎng)絡(luò)無扇入扇出、無反饋等約束條件和限制，實(shí)現(xiàn)具備預(yù)期邏輯功能且盡可能優(yōu)化的可逆邏輯電路。然而

3、，可逆邏輯門是以“異或”運(yùn)算為基礎(chǔ)，使得“積之異或和”取代“積之和”成為了可逆邏輯最適用的表達(dá)形式?；虮磉_(dá)式編程具有在缺乏知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的情況下自動(dòng)發(fā)現(xiàn)最優(yōu)表達(dá)式的能力，因而有望較好地解決可逆邏輯電路的綜合、優(yōu)化問題。
　　本文重點(diǎn)研究并實(shí)現(xiàn)了一種新的可逆邏輯電路進(jìn)化設(shè)計(jì)方法——GEP算法。本文首先分析了可逆邏輯綜合的特點(diǎn)和需要，介紹并比較了常用的可逆邏輯綜合方法的優(yōu)缺點(diǎn)。其次，研究了基因表達(dá)式編程算法，針對(duì)可逆邏輯綜合的特點(diǎn)和需求