用于遺傳規(guī)劃的HS-model及其在聚類分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、遺傳規(guī)劃是一種進(jìn)化算法，遺傳規(guī)劃所操作的程序樹既是問題的解也是對(duì)于問題的一種描述。只要提供了描述問題的“函數(shù)”和“終結(jié)符”，遺傳規(guī)劃就能自動(dòng)將其結(jié)合成解決問題的樹狀的層次結(jié)構(gòu)的程序。而樹狀的表達(dá)結(jié)構(gòu)也使得遺傳規(guī)劃突破了表達(dá)上的限制，使得遺傳規(guī)劃的應(yīng)用領(lǐng)域更加寬廣。遺傳規(guī)劃讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的這種解決問題的方式契合了自動(dòng)程序設(shè)計(jì)這一計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要目標(biāo)，這使得遺傳規(guī)劃的研究成為智能研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。 隨著人類基因組研究的重

2、點(diǎn)向功能基因組轉(zhuǎn)化，對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)的分析研究成為目前生物信息學(xué)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一。對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)的分析可以獲取基因功能和基因表達(dá)調(diào)控信息，在醫(yī)學(xué)臨床診斷、藥物療效判斷、揭示疾病發(fā)生機(jī)制等方面有重要的應(yīng)用。但是，由于基因表達(dá)數(shù)據(jù)本身的一些特殊性，如數(shù)據(jù)量大，維數(shù)高、噪聲干擾大以及先驗(yàn)知識(shí)缺乏等。使得聚類分析成為研究基因功能和基因調(diào)控信息的主要研究方法。目前的基因聚類分析算法普遍存在一些局限性，需要提出適用的新的聚類方法。 本文研究的

3、主要工作和特色包括： 1)對(duì)遺傳規(guī)劃算法進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和研究。提出了統(tǒng)計(jì)分析模型HS-model。該模型能夠自動(dòng)生成優(yōu)秀子樹提高GP的進(jìn)化效率。通過解決人工螞蟻問題證明了模型對(duì)改進(jìn)GP性能的有效性。 2)提出了針對(duì)大規(guī)模高維數(shù)據(jù)的GP聚類系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用統(tǒng)計(jì)模型HS-model統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的分布特征，為GP聚類系統(tǒng)的進(jìn)化提供信息。該GP聚類系統(tǒng)能夠自主確定合適的聚類類別數(shù)和聚類中心，并且提出了有效的模擬聚類的適應(yīng)度評(píng)價(jià)