Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Algorytmy ewolucyjne

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103B-IBxxx-ISP-AE Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Algorytmy ewolucyjne
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty obieralne )-Automatyka i robotyka-inż.-EITI
( Przedmioty obieralne )-Inżynieria biomedyczna-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
114000 - Wydział Mechatroniki

Kod wydziałowy:

AE

Numer wersji:

2

Skrócony opis:

W ramach wykładu zawarty jest przegląd metod rozwiązywania zadań inżynierskich dla osób nieobeznanych z metodami optymalizacji numerycznej. Główny nacisk położony jest na rozwinięcie umiejętności kreatywnego myślenia, a w szczególności umiejętności określenia ram zagadnienia, wydzielenie celów oraz dobranie najbardziej dogodnej reprezentacji problemu. Na początku rozważane są zagadnienia podstawowe: model, i jego znaczenie, reprezentacja, cel i funkcja celu. Następnie przedstawiany jest przegląd klasycznych metod optymalizacji. Na zakończenie prezentowane są metody heurystyczne, takie jak metoda symulowanego wyżarzania, poszukiwań z tabu, kontrolowane przeszukiwanie przypadkowe i algorytmy ewolucyjne. Rozważane algorytmy są łatwe do zrozumienia i implementacji dla każdego inżyniera ze znajomością podstaw programowania.

Pełny opis:

W ramach wykładu zawarty jest przegląd metod rozwiązywania zadań inżynierskich dla osób nieobeznanych z metodami optymalizacji numerycznej. Główny nacisk położony jest na rozwinięcie umiejętności kreatywnego myślenia, a w szczególności umiejętności określenia ram zagadnienia, wydzielenie celów oraz dobranie najbardziej dogodnej reprezentacji problemu. Na początku rozważane są zagadnienia podstawowe: model, i jego znaczenie, reprezentacja, cel i funkcja celu. Następnie przedstawiany jest przegląd klasycznych metod optymalizacji. Na zakończenie prezentowane są metody heurystyczne, takie jak metoda symulowanego wyżarzania, poszukiwań z tabu, kontrolowane przeszukiwanie przypadkowe i algorytmy ewolucyjne. Rozważane algorytmy są łatwe do zrozumienia i implementacji dla każdego inżyniera ze znajomością podstaw programowania.

Treść wykładu

  • Wstęp do metod optymalizacji numerycznej: modelowanie
    zagadnienia, parametryzacja, wymiarowość zadania, kryteria
    optymalizacji i funkcja celu, zagadnienie poszukiwania optimum,
    problemy wielokryterialne, otoczenie i optima lokalne, optymalizacja
    globalna, przekraczanie punktu siodłowego, dynamicznie zmieniające się
    otoczenie. (2h)

  • Klasyczne metody optymalizacji: przeszukiwanie lokalne, metody
    najszybszego spadku, programowanie nieliniowe, stochastyczne metody
    optymalizacji, (4h)

  • Meta-heurystyczne metody optymalizacji: poszukiwanie optimum
    globalnego, symulowane wyżarzanie, tabu search, metody subgradientowe,
    controlled random search. (2h)

  • Algorytmy genetyczne: generatory liczb losowych, kodowanie
    binarne, prosty algorytm genetyczny, (2)

  • Zagadnienie podróżującego handlowca: kodowanie całkowitoliczbowe,
    algorytmy naprawy chromosomu (traveling salesman problem TSP). (1h)

  • Kryteria oceny algorytmu optymalizacyjnego: koszt funkcji celu,
    ocena zbieżności. (1h)

  • Strategie ewolucyjne i programowanie ewolucyjne: kodowanie
    rzeczywisto-liczbowe, strategia (1+1), strategia (?+?) i (?,?),
    programowanie ewolucyjne, ewolujace programy. (2h)

  • Kodowanie i operatory genetyczne: reprezentacja genotypowa i
    fenotypowa, wektory symboli/liczb, permutacje, wrażenia
    symboliczne, mutacja i perturbacja (krzyżowanie). (2h)

  • Kotrola Populacji: inicjacja, reprodukcja, sukcesja,
    eksploracja i eksploatacja. Wykorzystanie właściwości problemu.
    (2h)

  • Optymalizacja z ograniczeniami: znajdowanie rozwiązania
    dopuszczalnego, algorytmy naprawy, karanie niedopuszczalnych osobników,
    specjalne operatory wariacyjne do kontroli populacji, dekodery, (2h)

  • Algorytmy Hybrydowe: Algorytmy wielostartowe, operator
    poszukiwania lokalnego. (1h)

  • Przetwarzanie równoległe: zrównoleglanie algorytmu ewolucyjnego,
    algorytm wyspowy, zagadnienie migracji, modele dyfuzyjne. (1h)

  • Dostrajanie algorytmu ewolucyjnego: przedwczesna zbieżność, efekt
    Baldwin, podejście Lamarkistowskie, techniki kontroli algorytmu,
    parametry kontrolne, algorytmy samoadapcyjne(2h)

  • Systemy samouczące: ewoluujące systemy nadzoru i kontroli
    produkcji. (2h)

  • Ewolucja Molekularna: wstęp. (2h)


Zakres projektu
Implementacja hybrydowego algorytmu ewolucyjnego z operatorem przeszukiwania lokalnego.

Literatura:

  • David E. Goldberg, "Algorytmy genetyczne i ich zastosowanie",WNT. 1995

  • Zbigniew Michalewicz, "Algorytmy genetyczne + struktury danych =
    programy ewolucyjne"
    , WNT 1996

  • Andrzej Stachurski, "Wprowadzenie do optymalizacji", WPW. 2009

  • Andrzej Karbowski, Ewa Niewiadomska, "Programowanie równoległe i
    rozproszone"
    , WPW. 2009

  • Zbigniew Michalewicz, David B. Fogel,"Jak rozwiązać, czyli
    nowoczesna heurystyka"
    , WNT 2006

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (w trakcie)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30

Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: Grzegorz Bogdan, Przemysław Miazga
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: Grzegorz Bogdan, Przemysław Miazga
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: Przemysław Miazga
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: Przemysław Miazga
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: Przemysław Miazga
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: Przemysław Miazga
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: Przemysław Miazga
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2013-02-20 - 2013-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Przemysław Miazga
Prowadzący grup: Przemysław Miazga
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.