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量子遗传算法及其在入侵检测中的应用研究

查全民  
【摘要】: 量子遗传算法是将量子计算与遗传算法相结合的一种新的优化方法,具有重要的研究价值和实用价值。量子遗传算法全局寻优能力强,但局部寻优能力较差。针对这一问题,本文对量子遗传算法作了进一步的研究,结合克隆选择原理对量子遗传算法加以改进,提高了算法的搜索性能。同时,本文研究了量子遗传算法及其在入侵检测中的应用。全文主要内容如下: 1.分析了量子遗传算法的国内外研究现状及其发展,探讨了量子计算的一些概念和原理,并且详细阐述了量子遗传算法的基本原理,如量子比特、量子染色体、量子遗传算法的流程和具体实现步骤,还研究了一些常见的量子遗传操作。 2.针对量子遗传算法局部搜索能力较差的问题,本文提出了一种基于免疫记忆克隆算子的量子遗传算法。该方法引入免疫记忆克隆策略,增强了算法的局部搜索能力。同时,还采用动态调整量子门旋转角步长机制和量子交叉操作,进一步提高了算法的搜索性能。以0-1背包问题和TSP问题为例进行仿真实验,实验结果表明,改进的量子遗传算法比传统的遗传算法和量子遗传算法有更好的收敛速度和优化结果。 3.针对传统聚类算法在入侵检测中存在的一些问题,本文将量子遗传算法应用于入侵检测中,并提出了一种基于量子遗传聚类的入侵检测方法。该方法首先用聚类算法建立初始聚类簇集合,再利用量子遗传算法对初始聚类簇集合进行组合优化,得到最优的聚类结果,进行检测入侵。用KDDCUP99数据集进行仿真实验,实验结果表明,该方法具有较好的检测率和误警率,能够有效检测未知入侵。


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