Εξελικτική Υπολογιστική

Εκτύπωση
Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας:   2 θεωρία + 1 ασκήσεις πράξεις + 2 εργαστήριο
Tυπικό εξάμηνο διδασκαλίας:        Ζ’

Διδασκαλία: Η διδασκαλία του μαθήματος έχει τη μορφή 15 διαλέξεων και ισάριθμων εργαστηριακών ασκήσεων, στο πλαίσιο των οποίων υπάρχει η δυνατότητα ανάληψης εργασιών.

Ενδεικτικά προαπαιτούμενα: Προγραμματισμός C, C++, Αλγόριθμοι και Δομές 

Διδακτικές μονάδες: 6 

Σκοπός και στόχοι του μαθήματος:

Το μάθημα αποσκοπεί στο να εισάγει τον φοιτητή στην θεωρία και την πρακτική της Εξελικτικής Υπολογιστικής, που αποτελεί ένα νέο αλλά εξελισσόμενο τομέα της Υπολογιστικής Νοημοσύνης, που περικλείει ένα σύνολο από ισχυρά εργαλεία βελτιστοποίησης και αναζήτησης λύσεων σε δύσκολα πραγματικά προβλήματα όπου δεν υπάρχουν αναλυτικές ή άλλες μέθοδοι επίλυσης. Αναλύονται οι αρχές λειτουργίας των εξελικτικών αλγορίθμων, η ιστορία τους και οι διαφορετικές τους μορφές. Περιγράφονται οι αρχές λειτουργίας και η θεωρία των Γενετικών Αλγορίθμων, τα δομικά τους στοιχεία, οι τεχνικές εφαρμογής τους σε πραγματικά προβλήματα (συνεχών παραμέτρων, συνδυαστικά, πολλαπλών στόχων, προβλήματα με περιορισμούς). Αναπτύσονται ειδικές εφαρμογές των Γ.Α. όπως τα Συστήματα Εκμάθησης Κανόνων, και οι Παράλληλοι Γενετικοί Αλγόριθμοι. Περιγράφονται άλλες εξελικτικές τεχνικές όπως οι Εξελικτικές Στρατηγικές, ο Εξελικτικός Προγραμματισμός, ο Γενετικός Προγραμματισμός, και το Εξελισσόμενο Υλικό. Τέλος αναλύονται οι αλγόριθμοι της Τεχνητής Ζωής και οι εφαμρογές τους. 

Περίγραμμα μαθήματος:

Βασική Βιβλιογραφία:

  1. Σημειώσεις του μαθήματος «Εξελικτική Υπολογιστική», Α.Τ.Ε.Ι. Σερρών.
  2. D.E. Goldberg, Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley, 1989.
  3. L Davis, K De Jong, G Vose, Evolutionary Algorithms, 1999, Springer Verlag,
  4. Th. Bäck, Evolutionary Algorithms in Theory and Practice, Oxford University Press, 1996
  5. D.B. Fogel, Evolutionary Computation, IEEE Press, 1995

Συμπληρωματική Βιβλιογραφία:

  1. L. Davis, The Handbook of Genetic Algorithms, Van Nostrand & Reinhold, 1991
  2. T Baeck, D Fogel, Z Michalewicz, Handbook of Evolutionary Computation, 1997, Institute of Physics Publishing and Oxford University Press.
  3. Ζ. Michalewicz, Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs, Springer, 3rd ed., 1996
  4. J. Koza, Genetic Programming, MIT Press, 1992
  5. H.-P. Schwefel, Evolution and Optimum Seeking, Wiley & Sons, 1995
  6. D Fogel, Evolutionary Computation: The Fossil Record, 1998, IEEE Press