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膜优化算法在DNA编码中的应用研究

曾湘祥  
【摘要】: 自然界经过几十亿年进化出一部令人惊讶,精微并且非常复杂的“机器”——细胞。在一个细胞的结构和机能中,膜起基本作用。膜算法通过将细胞结构与机能抽象化,建立了一种新的优化计算方法。 本文采用膜优化算法优化DNA计算编码序列,提出了一类求解DNA编码问题的新方法,扩展了膜计算的应用领域。本文的主要工作可以概括为以下几个方面:建立了基于一类简单膜算法的编码实例。受生物界细胞机理的启发,膜优化算法保留了一般的膜计算系统的基本特征,还吸收了进化计算的研究成果,通过仿真实验研究,显示了简单膜算法收敛速度快的特点。 针对简单膜算法的缺陷,提出一种混合膜算法,该算法增加了单个膜内拥有的字符串个数,有利于保持膜内样本的多样性,将模拟退火算子加入到遗传操作之后,克服了简单遗传算子收敛速度慢和容易陷入局部最优解而出现早熟的缺点。实验证明混合膜算法能得到更好的解。 受生物组织结构的启发,在细胞型膜算法的基础上,提出一种组织型膜算法。该算法具有类似生物组织的网络状结构。和其它算法的对比试验结果显示组织型膜算法用于优化DNA编码能取得较满意的效果。


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