Genetické algoritmy súheuristické, stochastické optimalizačné metódy, ktoré prvýkrát navrhol Holandsko v roku 1975. Sú založené na myšlienke evolúcie s prirodzeným výberom, ktorú navrhol Darwin.
Genetické algoritmy pracujú s mnohýmijednotlivci, tj populácia, kde každý jednotlivec môže slúžiť ako riešenie konkrétneho problému. Každý jednotlivec musí byť vyhodnotený z hľadiska jeho vhodnosti v závislosti od toho, ako dobré je riešenie problému, ktoré mu zodpovedá. Ak to vezmeme do úvahy vo vzťahu k prírode, vyhodnotíme stupeň účinnosti organizmu v súťaži o zdroje. Jednotlivci, ktorí sú výrazne adaptovanejší, môžu potomstvo rozmnožovať krížením s ostatnými členmi populácie. To sa stáva dôvodom vzniku nových jednotlivcov, ktorí kombinujú niektoré vlastnosti zdedené od rodičov.
Môžu sa reprodukovať menej prispôsobení jednotlivcipotomkovia sú menej pravdepodobní, takže vlastnosti, ktoré majú, sa počas evolúcie postupne vymiznú z celej populácie. Niekedy sa vyskytnú spontánne zmeny v génoch alebo mutáciách. Ukazuje sa, že dobré charakteristiky z generácie na generáciu sa budú distribuovať v celej populácii. Prekročenie jednotlivcov, ktorí sú najviac prispôsobení, vedie k tomu, že sa preskúmajú vyhľadávacie stránky predstavujúce najväčší potenciál. Nakoniec sa nájde riešenie problému. Genetické algoritmy majú tú výhodu, že nájdu približné riešenia, ktoré sú optimálne počas relatívne krátkeho časového obdobia. Tento problém týkajúci sa programovania sa oplatí zvážiť.
Genetické algoritmy pozostávajú z týchto komponentov:
- chromozóm, ktorý je riešením skúmaného problému, pozostáva z génov. Táto populácia chromozómov sa považuje za pôvodnú;
- súbor prevádzkovateľov (ktorých cieľom je vytvárať nové riešenia založené na novej populácii);
- objektívna funkcia (určená na posúdenie vhodnosti rozhodnutí).
Для генетических алгоритмов существует štandardný súbor operátorov: výber, mutácia a kríženie. Použitie genetických algoritmov môžete zvážiť objasnením, na čo je určený konkrétny operátor. Operátor výberu vyberie chromozómy v súlade s hodnotami svojich fitness funkcií. Tu sú predstavení najmenej dvaja z najpopulárnejších operátorov: turnaj a ruleta. Metóda rulety zahŕňa výber jednotlivcov cez n začína. Pre každého použitého člena populácie je v ruletovom kolese obsiahnutý jeden sektor požadovanej veľkosti. Členovia populácie s výrazne vyšším ukazovateľom telesnej kondície pre tento výber budú s väčšou pravdepodobnosťou vybraní ako predstavitelia nízkej zdatnosti. V turnajovej metóde sa implementuje n turnajov, čo umožňuje výber n jednotlivcov. Každý turnaj je založený na výbere prvkov z populácie a medzi nimi by mal byť vybraný najlepší jednotlivec.
Ak budeme aj naďalej zvažovať algoritmyprogramovania, stojí za to povedať o metóde nazývanej kríženie. Operátor kríženia si vymieňa časti chromozómov medzi párom alebo chromozómy v jednej populácii.
Posledným operátorom, mutáciami, je stochastická zmena v časti chromozómov.
Konkrétne zváženie uplatňovania genetických algoritmov je objemnejší materiál, ako sa zmestí do článku, preto by sa mal posudzovať osobitne.
