چکیده
الگوریتم ژنتیک یک روش برای یافتن بهترین جواب ممکن برای یک مسئله است که با الهام از تکامل تدریجی جانداران بیان شده است. مسائل مختلفی را با این روش می توان حل نمود، به عنوان مثال فروشنده دوره گردی که میخواهد بهترین مسیر حرکتی برای عبور از شهرهای مختلف را تعیین کند و یا تنظیم پارامترهای کنترلی یک سیستم، که ممکن است دارای جوابهای بسیاری باشند را می توان توسط این الگوریتم حل نمود. معمولا مسائل با یک تابع هزینه و یکسری قیود به صورت یک رابطه ریاضی مدل می¬شود، سپس جوابهایی به عنوان جمعیت اولیه در نظر میگیرند که در این جا به هرکدام از جوابها یک کروموزوم میگویند. کروموزومها در هر نسل با عملگرهایی انتخاب، آمیزش و جهش نسل بعدی جمعیت آپدیت می گردد. این عملیات تا رسیدن به جواب موردنظر ادامه می یابد.
مقدمه
الگوریتم ژنتیک، الهامی از علم ژنتیک و نظریة تکامل داروین است و از این موضوع که بهترین نمونه ها از هر جمعیتی شانس بیشتری برای ماندگاری در نسل های بعدی دارند استفاده می کند. برای کاربردهای مهندسی و به صورت امروزی آن نخستین بار توسط جان هلند متخصص علوم کامپیوتر دانشگاه میشیگان در سال 1975 پیشنهاد گردید. یک کاربرد متداول الگوریتم ژنتیک، استفاده از آن بعنوان تابع بهینه کننده است. در الگوریتمهای ژنتیکی , نحوه تکامل ژنتیکی موجودات زنده شبیه سازی میشود. الگوریتم ژنتیک یا GA یک تکنیک برنامه‌نویسی است که از تکامل ژنتیکی به عنوان یک الگوی حل مسئله استفاده می‌کند.
اثبات شده که مجموعه خصوصیات انسان توسط ژن های او به نسل بعدی منتقل می‌شوند. هر ویژگی ظاهری و داخلی انسان به خاطر وجود یک ژن خاص است. به عنوان مثال رنگ پوست، رنگ چشم و اندازه بینی خصوصیاتی هستند که یک ژن یا مجموعه ای از ژن ها در تعیین آنها دخیل هستند. هر نسل ژنها را به نسل بعدی انتقال می دهد. اگر این ژنها به تمامی، به نسل بعد انتقال یابد، تمامی خصوصیات نسل بعدی شبیه به خصوصیات نسل قبل خواهد بود. بدیهی است که در عمل چنین اتفاقی رخ نمی‌دهد. چرا که در انتقال ژن ها به نسل بعد، دو انسان از جنس مخالف دخیل هستند. و این باعث می شود که در انتقال ژن ها عمل ترکیبی اتفاق بیفتد که به آن crossover می گویند و ژن بوجود امده برخی از خصوصیات پدر و برخی از خصوصیات مادر را دارد. همچنین به دلیل برخی شرایط ممکن است اتفاقات خاصی برای ژنها بیفتد که یک ژن کلا تغییر کند که به آن جهش ژنتیکی می گویند. که البته درصد اتفاق افتادن این موضوع خیلی کم است. به این صورت است که بعضی ژنها بصورت کاملاً تصادفی تغییر می‌کنند. البته تعداد این گونه ژنها بسیار کم می‌باشد.
