基因表達(dá)式編程的早熟抑制策略研究.pdf

1、數(shù)據(jù)挖掘已經(jīng)成為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫研究開發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)，函數(shù)挖掘是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的重要研究方向。進(jìn)化計(jì)算常常被用于自動(dòng)的函數(shù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)，基因表達(dá)式編程(GEP)具有編碼簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)繼承了遺傳算法的簡(jiǎn)單性和遺傳編程求解復(fù)雜問題的能力，但傳統(tǒng)GEP有可能陷入局部最優(yōu)的未成熟收斂的“早熟”陷阱。為解決這一問題，本文做了如下主要工作： 1)分析了GEP早熟現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了早熟現(xiàn)象對(duì)函數(shù)挖掘的影響； 2)借鑒生物界的“返祖現(xiàn)象

2、”，引入回溯機(jī)制，提出基于回溯策略的GEP算法(GEP with backtracking strategy，GEPBS)；提出回溯檢查點(diǎn)概念，設(shè)計(jì)了等比遞增檢查點(diǎn)序列和加速遞增檢查點(diǎn)序列用于約束回溯過程； 3)擴(kuò)充基于回溯的GEP算法和四個(gè)抑制策略(a)退化因子(RF)策略，(b)比例回溯策略(GEP with proportional backtracking strategy，GEPPBS)；(C)自適應(yīng)的回溯策略(GEP

3、 with self-adaptive backtracking strategy,GEPSBS(d)疏剪策略．借鑒植物人工培育的“疏剪方法”，在傳統(tǒng)GEP算法的進(jìn)化過程中引入疏剪策略(GEP with pruning strategy,GEPPS)幫助種群進(jìn)化活動(dòng)； 4)分析進(jìn)化過程中種群構(gòu)成特點(diǎn)，提出種群多樣性度量標(biāo)準(zhǔn)(Diversity MeaSure Criterion)，并結(jié)合前幾種早熟抑制策略提出基因表達(dá)式編程的種

4、群多樣性保持策略(GEP diversity retain strategy，GEPDRS)； 5)通過若干實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了以上算法能有效地改善傳統(tǒng)算法在進(jìn)化過程中的早熟現(xiàn)象，提高GEP自動(dòng)函數(shù)發(fā)現(xiàn)的成功率。 本文的組織如下：第一節(jié)介紹了數(shù)據(jù)挖掘的理論基礎(chǔ)與應(yīng)用范圍，并介紹了函數(shù)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)、一般步驟和挑戰(zhàn)；第二節(jié)介紹了本文研究的進(jìn)化計(jì)算背景，分析了遺傳算法、遺傳編程等典型模型的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍；第三節(jié)介紹了基因表達(dá)式編程的基本思