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《华东师范大学》 2010年
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基因表达式程序设计的研究和应用

金金宝  
【摘要】: 基因表达式编程(Gene Expession Programming)是由葡萄牙科学家F.Candida于2001年提出的一种新的基于基因型(genotype)和表现型(phenotype)的自适应进化算法,并成功的运用于函数发现、数据分类、时间序列、机器学习、优化组合、图像处理等问题中。GEP综合了遗传算法(GA)和遗传编程(GP)的各自优点,又克服了两者的各自缺点。它采用类似于GA中的固定长度的线性染色体作为个体(基因型),同时GEP又将个体转换为类似于GP个体的大小、形状都不同的非线性表达式树(表现型),因此,它可以利用简单编码解决复杂问题,而且可以方便的进行选择、交叉、变异等遗传操作。在求解很多复杂问题时,基因表达式编程的性能比普通的遗传编程高出2-4个数量级。 但是,由于GEP是最近几年才发展起来的,GEP作为进化算法中的一个新的分支,研究才刚刚开始,没有像GA,GP等算法有坚实的数学基础和比较系统的方法理论。而且F.Candida在提出GEP时,很多理论是空白的,多是以实验和假设为基础,有很大的技术缺陷,所以GEP需要更加坚实的理论基础来填补空白,同时通过对算法改进,来提高GEP的运行时间效率和算法性能。 本文主要在对GEP算法原理和缺陷的研究的基础上,提出了两种改进算法,并对改进算法进行了实验验证,效果很好。主要内容如下: (1)系统介绍了进化算法的主要分子,包含GA、GP、GEP算法主要原理、流程和不足之处等: (2)通过借鉴生物进化原理和分析GEP算法,并对传统GEP算法进行了两种改进,基于克隆选择的基因表达式算法(Clonal Selection-based GeneExpression Programming,CSGEP)和基于自适应分层的基因表达式算法(Adaptive Hierarchical Gene Expression Programming,AHGEP); (3)实验结果表明改进型算法与传统GEP算法相比,有效的改善了算法过早收敛的特点,并提高了算法运行效率,搜索性能,算法的成功率也有很大提高。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP18

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郝姝雯;基于支持向量机的不平衡数据集分类算法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 段磊,唐常杰,左劼,陈宇,钟义啸,元昌安;基于基因表达式编程的抗噪声数据的函数挖掘方法[J];计算机研究与发展;2004年10期
2 邓松;元昌安;赵波;段磊;杨乐婵;饶元;廖剑平;;基于GEP和神经网络的属性约简分类算法[J];计算机工程与应用;2006年23期
3 谢方军,唐常杰,元昌安,左劼,陈安龙;基于基因表达式的演化硬件进化和优化算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年07期
4 贾晓斌,唐常杰,左劼,陈安龙,段磊,汪锐;基于基因表达式编程的频繁函数集挖掘[J];计算机学报;2005年08期
5 唐常杰,张天庆,左劼,汪锐,贾晓斌;基于基因表达式编程的知识发现——沿革、成果和发展方向[J];计算机应用;2004年10期
6 唐常杰,彭京,张欢,钟义啸;基于基因表达式编程的知识发现的三项新技术——转基因,重叠基因表达和回溯进化[J];计算机应用;2005年09期
7 元昌安,唐常杰,左劼,谢方军,陈安龙,胡建军;基于基因表达式编程的函数挖掘——收敛性分析与残差制导进化算法[J];四川大学学报(工程科学版);2004年06期
8 元昌安,唐常杰,温远光,胡建军,彭京;基于基因表达式编程的智能模型库系统的实现[J];四川大学学报(工程科学版);2005年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 乔志杰;程翠翠;;基于遗传算法优化的模糊PID控制研究及其仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
3 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
4 安振刚,李谋渭,尹显东,于宁,唐伟;遗传神经网络在平整轧制力预报中的应用[J];鞍钢技术;2001年06期
5 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
6 马友平;;生长模型McDill-Amateis的遗传算法拟合研究[J];安徽农业科学;2007年33期
7 陆克芬;方崇;张春乐;;基于人工鱼群算法的投影寻踪评价方法研究[J];安徽农业科学;2009年23期
8 陈广洲;汪家权;解华明;李国莲;;基于遗传算法的土地多目标规划应用[J];安徽农业科学;2009年24期
9 刘延明;陆克芬;方崇;;基于投影寻踪和粒子群优化算法的南宁市内河水质综合评价研究[J];安徽农业科学;2009年26期
10 刘延明;陆克芬;方崇;;大中型灌区可持续发展综合评价的一种新方法[J];安徽农业科学;2009年27期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
3 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 王清;宋年年;王佳庆;姚菁;;优化自抗扰控制器在主汽温控制系统中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 康忠健;徐丽;勾松波;金华蓉;李瑞生;;考虑分布电容的神经网络单相接地故障测距算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 倪何;程刚;孙丰瑞;;演化建模的收敛策略与停时问题[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 姜封国;;基于小生境技术的混合遗传算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
8 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
9 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
10 于群;电力系统大停电的自组织临界特性研究[D];中国电力科学研究院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
4 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
5 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
6 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
7 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
8 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
9 张增银;基因表达式编程与HMM融合技术应用研究[D];广西师范学院;2010年
10 王文栋;GEP及SVM融合的分类技术研究[D];广西师范学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 谢纪刚;裘正定;;非平衡数据集Fisher线性判别模型[J];北京交通大学学报;2006年05期
2 李正欣;赵林度;;基于SMOTEBoost的非均衡数据集SVM分类器[J];系统工程;2008年05期
3 文传军;詹永照;;基于自调节分类面SVM的平衡不平衡数据分类[J];系统工程;2009年03期
4 王和勇;樊泓坤;姚正安;李成安;;不平衡数据集的分类方法研究[J];计算机应用研究;2008年05期
5 郑恩辉;李平;宋执环;;代价敏感支持向量机[J];控制与决策;2006年04期
6 杨明;尹军梅;吉根林;;不平衡数据分类方法综述[J];南京师范大学学报(工程技术版);2008年04期
7 郑恩辉;李平;宋执环;;不平衡数据知识挖掘:类分布对支持向量机分类的影响[J];信息与控制;2005年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈宇宙;面向非平衡混合型数据的分类算法及应用研究[D];中南大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李祚泳,刘少侬,邓新民;基于Fisher判别分析法的雹云识别模式及其效果检验[J];成都气象学院学报;1994年01期
2 赵曙光,杨万海;基于典型结构的电路自适应进化设计新方法[J];电路与系统学报;2003年02期
3 琚春华,王光明,陈晓;商业决策支持系统的模型库系统研究[J];系统工程;1997年03期
4 温远光,元昌安,刘世荣,蒋海平;中国杉木林现实生产力的分布及模拟[J];广西科学;1995年02期
5 竺子民;彩色模式识别中的神经网络[J];华中理工大学学报;1994年09期
6 段磊,唐常杰,左劼,陈宇,钟义啸,元昌安;基于基因表达式编程的抗噪声数据的函数挖掘方法[J];计算机研究与发展;2004年10期
7 赵曙光,杨万海;逻辑电路的进化设计与在线评估[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年08期
8 康立山,何巍,陈毓屏;用函数型可编程器件实现演化硬件[J];计算机学报;1999年07期
9 单甘霖,李罗文,郭治;具有人工神经网络的目标数据分类[J];南京航空航天大学学报;1994年S1期
10 孙效功,王硕儒;人工神经网络在地质学判别分析中的应用[J];青岛海洋大学学报;1994年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡建军;吴晓云;;基因表达式编程中的优势种群产生策略[J];小型微型计算机系统;2009年08期
2 莫海芳;;GEP的研究综述[J];电脑与信息技术;2007年03期
3 杨丽芬;蔡之华;;BP神经网络优化算法研究[J];软件导刊;2007年05期
4 赵逸君;;基于规则的遗传模糊系统设计方法研究概述[J];软件导刊;2007年03期
5 莫海芳;;基因表达式编程中的遗传算子分析[J];科技信息(学术研究);2008年26期
6 李太勇;唐常杰;吴江;邱江涛;;基于差分进化基因表达式编程的全局函数优化[J];计算机科学;2009年11期
7 杨乐婵;邓岳川;;基于动态种群的GEP函数挖掘算法研究[J];计算机与现代化;2009年04期
8 向勇;唐常杰;曾涛;张敏;;基于内嵌基因表达式编程的函数优化[J];四川大学学报(工程科学版);2010年04期
9 陈云亮;杨捷;杨娟;李德华;杜军;;基于均匀设计的GEP算法研究与应用[J];计算机应用;2007年04期
10 刘海涛;元昌安;李桂来;;基于仿生学的空间数据挖掘技术发展与应用[J];广西师范学院学报(自然科学版);2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾亚军;丛爽;;进化算法的分析及对比研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
2 周海清;王恭先;陈正汉;;基于面向对象遗传算法的抗滑桩优化设计程序的研制[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
3 吴建生;金龙;;基于实数编码的遗传算法神经网络预报建模研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
4 申元霞;张翠芳;;GA-BP算法在系统辨识中的应用[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
5 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
6 曹春红;李文辉;张永坚;;遗传蚂蚁算法在几何约束求解中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
7 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
8 朱秀娥;周宝焜;;振动筛设计的遗传算法[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
9 何奉道;梁向阳;;基于遗传算法的机车周转图优化编制方法[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
10 刘忠凯;薛正辉;任武;李伟明;高本庆;;用遗传算法优化八木天线[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 朱梦聪 本报记者 赵廷昌;“课桌文化”消失的背后[N];中国教育报;2002年
2 章婧 本报记者 俞莹;把握中学生心理教师进课堂培训[N];贵阳日报;2005年
3 东;口译书出有捷径[N];中国图书商报;2005年
4 记者  张颖;学生在校表现家长一目了然[N];福建日报;2006年
5 苗家生毕玉才;加大重点学科建设力度 提升人才培养质量[N];光明日报;2007年
6 ;伏尔加格勒国立师范大学[N];中俄经贸时报;2008年
7 徐梅;我省高校举行“整脏治乱知非明理”宣讲报告会[N];贵州日报;2006年
8 曾毅;东北师范大学“五项导引”坚定从教职业理想[N];光明日报;2007年
9 邵方超本报记者 李林岩;我选择 我无悔[N];吉林日报;2007年
10 本报记者 王研;坚守传统文化的正面与侧面[N];辽宁日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
2 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
3 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
4 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
5 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
6 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
7 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
8 张材;薄带坯铸轧板形智能识别与控制系统研究[D];中南大学;2004年
9 田方;遗传算法的改进研究及其在压缩机性能分析与优化中的应用[D];东北大学;2006年
10 谷峰;柔性作业车间调度中的优化算法研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金金宝;基因表达式程序设计的研究和应用[D];华东师范大学;2010年
2 刘巧莲;遗传程序设计在汇率市场预测中的应用研究[D];山东师范大学;2007年
3 邓娴;基于动态评估策略的GEP算法在函数挖掘中的应用研究[D];天津师范大学;2009年
4 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
5 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
6 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
7 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
8 宋品;基于改进遗传算法的波束形成技术研究及其应用[D];西安电子科技大学;2010年
9 梁云静;基于遗传算法的主题爬虫搜索策略研究[D];湖北工业大学;2010年
10 高建兵;基于遗传算法的模糊推理控制系统的参数优化研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
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