evolutionary algorithms and optimization

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1、EvolutionaryAlgorithmsandOptimizationDISSERTATIONzurErlangungdesakademischenGradesdoctorrerumnaturalium(dr.rer.nat.)imFachPhysikeingereichtanderMathematisch-NaturwissenschaftlichenFakultatI¨Humboldt-UniversitatzuBerlin¨vonHerrDipl.-Phys.AxelReimanngeborenam28.05.1973inHennigsdorfPra

2、sidentderHumboldt-Universit¨atzuBerlin:¨Prof.Dr.JurgenMlynek¨DekanderMathematisch-NaturwissenschaftlichenFakultatI:¨Prof.Dr.MichaelLinscheidGutachter:1.Prof.Dr.WernerEbeling2.Prof.Dr.HeinzMuhlenbein¨3.PDDr.Dr.FrankSchweitzereingereichtam:20.August2001TagdermundlichenPr¨ufung:¨5.Deze

3、mber2002ZusammenfassungDieseArbeitbeschaftigtsichmitdemThema¨EvolutionareAlgorithmen¨undderenVerwen-dungfurOptimierungsaufgaben.ImerstenTeilderArbeitwerdendietheoretischenGrund-¨lagenausfuhrlichdargelegt,diezumVerst¨andnisderProblemstellungunddervorgeschlage-¨nenLosungsm¨oglichkeite

4、nnotwendigsind.Dazugeh¨orendieEinf¨uhrungdesKonzeptesvon¨Fitneßlandschaften,derenEigenschaftensowiediekurzeDarstellungbekannterstochastischerOptimierungsverfahrenwiez.B.SimulatedAnnealing.ImAnschlußdaranwirdaufneueVer-fahren–insbesonderegemischteStrategien–eingegangenunddieseverglei

5、chendgegenuber¨denherkommlichenVerfahrenabgegrenzt.¨DieneuentwickeltenVerfahrenwerdenanModellproblemengetestet,welcheimzweitenTeilderArbeitvorgestelltwerden.VerwendetwurdensowohleinfachetheoretischeModellewieFrustriertePeriodischeSequenzenalsauchpraktischrelevanteProblemewiedasderRN

6、ASe-kundarstrukturen.DieverschiedenenModellproblemewerdenbez¨uglichihrerEigenschaften¨undSchwierigkeitsgradeuntersuchtundmiteinanderverglichen,umdieEffizienzderverwende-tenOptimierungsverfahrenabschatzenzuk¨onnen.¨DerdritteTeilderArbeitprasentiertwichtigeErgebnissederimRahmendieserAr

7、beitdurch-¨gefuhrtenumfangreichennumerischenSimulationen.Eswirddemonstriert,wiesensitivdie¨OptimierungsergebnissevondenverwendetenParameternderAlgorithmen(wiez.B.Ensem-blegroße,TemperaturoderMutationsrate)abh¨angenunddaseinrelativscharfumrissenesevo-¨lutionaresFensterderParameterexi

8、stiert,innerhalbdes