遺傳算法在計算機網(wǎng)絡中的應用分析

【摘 要】隨著社會的快速發(fā)展，計算機的應用也更加普遍。計算機技術的廣泛應用，產(chǎn)生了許多交叉學科，遺傳算法[1]就是其中一種比較突出的學科。利用遺傳算法可以有效的解決許多問題。本文介紹了遺傳算法的一些基本內容，在計算機快速發(fā)展的時代，遺傳算法在計算機的地位也越來越重要了，分析了遺傳算法在計算機網(wǎng)絡中的應用。將計算機網(wǎng)絡與遺傳算法有效結合起來能夠實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡的安全、穩(wěn)定發(fā)展。

【關鍵詞】遺傳算法 計算機網(wǎng)絡 應用

一、引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展，計算機已經(jīng)廣泛應用于人們日常生活的各個領域，應用領域的不斷擴大，使得人們追求結果的準確性、科學性也在不斷深化。經(jīng)濟快速發(fā)展的時代，計算機技術的普及，在計算機網(wǎng)絡中引用遺傳算法是計算機科技發(fā)展的必然趨勢。遺傳算法從根本上改變了傳統(tǒng)的計算理念，在科學領域乃至各行各業(yè)中起到至關重要的作用。

二、遺傳算法的基本內容

（一）遺傳算法的定義

自90年代以來，遺傳算法取得較快的發(fā)展。隨著計算機技術的發(fā)展，遺傳算法廣泛運用于計算機網(wǎng)絡中，為計算機網(wǎng)絡運行保駕護航。遺傳算法是一種借鑒生物界的進化規(guī)律（適者生存，優(yōu)勝劣汰遺傳機制）演化而來的隨機化搜索方法。遺傳算法是在計算機技術人工智能領域中解決最優(yōu)化的一種搜索啟發(fā)式的算法。這種算法是一種進化算法，這種啟發(fā)式算法通常用來生成最優(yōu)的解決方案來搜索問題。

（二）遺傳算法的特點

1.遺傳算法搜索是從問題解的串集開始

遺傳算法區(qū)別傳統(tǒng)的優(yōu)化計算方法就是遺傳算法是從問題解的串集開始搜索，而不是從單個解開始，而傳統(tǒng)優(yōu)化計算方法是從單個初始值開始進行最優(yōu)解，這種算法容很易陷入局部最優(yōu)解的困境。遺傳算法從串集開始進行搜索，覆蓋面積廣泛，考慮的節(jié)點多，利于全局擇優(yōu)。

2.遺傳算法是對群體中的多個個體逐一處理

遺傳算法是同時處理群體中的多個個體，即對搜索空間中的多個個體進行評估，減低了陷入局部最優(yōu)解的風險，同時遺傳算法本身比較容易實現(xiàn)并行化。遺傳算法是有自組織、自適應和自學習性的功能，遺傳算法利用進化過程獲得的信息自行組織搜索時，適應度大的個體具有較高的生存概率，并獲得更適應環(huán)境的基因結構。

3.遺傳算法采用的是變遷規(guī)則作為導向

遺傳算法不是采用確定性規(guī)則，而是采用概率的變遷規(guī)則來指導他的搜索方向。遺傳算法基本上不用搜索空間的知識或其它輔助信息，只用利用適應度函數(shù)值來對每一個個體進行評估，從而在此基礎上進行遺傳計算。適應度函數(shù)不僅不會受連續(xù)可微的約束，而且其定義域可以進行任意的設定。這一特點使得遺傳算法的應用范圍大大擴展。

三、遺傳算法在計算機網(wǎng)絡中的應用

（一）遺傳算法在計算機網(wǎng)絡優(yōu)化設計中的應用

隨著計算機技術的發(fā)展，在計算機網(wǎng)絡優(yōu)化設計[2]中，存在著鏈路容量分配以及路由選擇兩個主要問題。在給定網(wǎng)絡各節(jié)各點值的拓撲結構下，如何選擇路由以及分配鏈路容量，才能使計算機網(wǎng)絡在減低成本的同時達到性能最大的發(fā)揮效果。受傳統(tǒng)觀念的影響，在針對這兩個問題時通常都是在先確定一個條件再去解決另一個。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，計算機網(wǎng)絡中的路由以及容是相互關聯(lián)的。要處理好兩個問題，可以利用遺傳算法，設計出一種最優(yōu)的解決方案。在計算機網(wǎng)絡優(yōu)化設計中的數(shù)學模型，各節(jié)點之間大多都是采用存儲—轉發(fā)的方式工作。為了簡化問題，假設節(jié)點處理處理時延和鏈路處理時延忽略不計，可以通過排隊模型來進行處理，從先往后的依次處理。

（二）遺傳算法在計算機網(wǎng)絡中可靠度優(yōu)化計算中的應用

科學技術的不斷發(fā)展推動了計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，隨著計算機網(wǎng)絡技術廣泛應用于人們日常生活的各個領域，網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大，用戶不斷的增加。人們利用計算網(wǎng)絡來存儲大量的信息，將一些重要的資料信息都存在電腦里，這樣能為人們節(jié)省大量了資源。但是這樣也會出現(xiàn)相應的問題，計算機一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，很可能就會導致這些重要的資料消失，帶來巨大的損失。提高計算機的可靠度是現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡發(fā)展的必然要求。在計算機網(wǎng)絡中可靠度優(yōu)化計算中，運用遺傳算法，將這些容易出現(xiàn)的問題通過數(shù)學模型建造，從而更好的找出問題的關鍵所在，提高計算機的可靠度[3]性能。

（三）遺傳算法在計算機網(wǎng)絡輔助設計的應用

自90年以來，遺傳算法在計算機網(wǎng)絡扮演著越來越重要的角色，經(jīng)濟的快速發(fā)展，在社會主義場經(jīng)濟體制下，運用計算機網(wǎng)絡[4]能夠有效的提高整體競爭力。在計算機網(wǎng)絡輔助設計中運用遺傳算法，可以使得設計更加直觀，通過設置不同的視點，方便對設備進行空間定位，在進行計算機計算的時候便于修改，使所建立的圖形、圖片、模型數(shù)量能夠相互間有效聯(lián)合。

四、結語

科學技術的發(fā)展帶動了計算機和計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，二十世紀九十年代，遺傳算法的發(fā)現(xiàn)，推動了計算機領域的發(fā)展。在計算機網(wǎng)絡中運用遺傳算法，優(yōu)化了計算機設計，為計算機網(wǎng)絡提供了可靠的保證。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，遺傳算法已經(jīng)廣泛應用于各個領域，利用遺傳算法可以解決數(shù)值優(yōu)化、機械學習、智能操控、圖像處理等各個領域中的問題，有效的將計算機與遺傳算法結合起來，為計算機科技事業(yè)做出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]張順頤，何軍，舒斐，張載龍.基于遺傳算法利用網(wǎng)絡時延解決路由問題的新算法[J].通信學報，2011，07（12）：33—34.

[2]孫力娟，吳新余.應用遺傳算法求解計算機通信網(wǎng)的最佳路由─—種新的遍歷匹配選擇法[J].南京郵電學院學報，2012，08（02）：123—124.

[3]劉艷秋，劉君，張穎.遺傳算法在計算機網(wǎng)絡可靠度優(yōu)化計算中的應用[J].沈陽工業(yè)大學學報.2011，09（03）：36—37.

[4]周海嚴.淺談計算機網(wǎng)絡可靠優(yōu)化計算過程中有效應用遺傳算法[J].硅谷，2011，05（19）：67—68.

作者簡介：

宋英杰，女，出生于1981年，民族：漢，籍貫：黑龍江省密山市，2004年7月畢業(yè)于牡丹江師范學院，獲理學學士學位，2009年6月獲遼工大工程碩士學位，黑龍江工業(yè)學院講師，研究方向為計算機科學與技術。