Những thế hệ sau trong GAs đƣợc quyết định bởi tập các toán tử tái hợp và đột biến các cá thể đƣợc chọn từ quần thể hiện tạị Các toán tử GAs tiêu biểu để
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnụedụvn 36
thực hiện các giả thiết chuỗi bit đƣợc mô tả trong bảng 4.1. Các toán tử này tƣơng ứng với các phiên bản đƣợc ý tƣởng hóa của các hoạt động di truyền trong tiến hóa sinh học. Hai toán tử phổ biến nhất là lai ghép và đột biến.
Toán tử lai ghép tạo ra hai con từ hai chuỗi cha bằng cách sao chép các bit đƣợc chọn lựa từ mỗi chạ Bit ở vị trí i trong mỗi con đƣợc sao chép từ bit ở vị trí i
của một trong hai chạ Chọn lựa cha nào phân phối bit cho vị trí i đƣợc quyết định bởi thêm vào một chuỗi mặt nạ lai ghép. Để minh họa, xem xét toán tử lai ghép điểm đơn (single-point) ở đầu bảng 4.1. Xem xét hai con trên nhất trong trƣờng hợp nàỵ Con này lấy năm bit đầu tiên của nó từ cha thứ nhất và sáu bit còn lại từ cha thứ hai, bởi mặt nạ lai ghép là 11111000000 xác định các lựa chọn này cho mỗi vị trí bit. Con thứ hai dùng cùng mặt nạ lai ghép, nhƣng đổi vai trò của hai chạ Do đó, nó chứa các bit không đƣợc dùng bởi con đầu tiên. Trong lai ghép điểm đơn, mặt nạ lai ghép luôn luôn đƣợc xây dựng sao cho nó bắt đầu với chuỗi chứa n giá trị 1 liên tục, đƣợc theo sau một số giá trị 0 cần thiết để hoàn chỉnh chuỗị Cách này tạo ra cá thể con có n bit đầu đƣợc phân phối bởi một cha và các bit còn lại bởi cha thứ haị Mỗi lần toán tử lai ghép điểm đơn đƣợc áp dụng, điểm lai ghép n đƣợc chọn ngẫu nhiên, rồi mặt nạ lai ghép đƣợc tạo và áp dụng.
Trong lai ghép hai điểm, cá thể con đƣợc tạo ra bởi thay thế các đoạn trung gian của một cá thể cha vào giữa của chuỗi cha thứ haị Nói một cách khác, mặt nạ lai ghép là một chuỗi bắt đầu với n0 trị 0, đƣợc theo sau bởi chuỗi liên tục n1 trị 1, đƣợc theo sau bởi một số trị 0 cần thiết để hoàn chỉnh chuỗị Mỗi lần toán tử lai ghép hai điểm đƣợc áp dụng, một mặt nạ đƣợc tạo ra bằng cách chọn ngẫu nhiên các số nguyên n0 và n1. Thí dụ, trong ví dụ đƣợc chỉ ra ở bảng 4.1 cá thể con đƣợc tạo ra dùng một mặt nạ với n0 = 2 và n1 = 5. Nhƣ lai ghép trƣớc, hai cá thể con đƣợc tạo ra bằng cách hoán đổi vai trò của hai cá thể chạ
Lai ghép đồng nhất kết hợp các bit đƣợc lấy mẫu đồng nhất từ hai cá thể cha, nhƣ đƣợc minh họa trong trong bảng 4.1. Trong trƣờng hợp này, mặt nạ lai ghép đƣợc tạo ra nhƣ là một chuỗi bit ngẫu nhiên với mỗi bit đƣợc chọn ngẫu nhiên và độc lập với các bit khác.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnụedụvn 37
Hình 2.12. Các toán tử chung cho giải thuật di truyền
Thêm vào các toán tử tái kết hợp - tạo ra cá thể con bằng cách kết hợp các phần của hai cá thể cha, một loại toán tử thứ hai tạo ra cá thể con từ một cá thể chạ Cụ thể là toán tử đột biến tạo ra những thay đổi ngẫu nhiên nhỏ cho chuỗi bit bằng cách chọn một bit ở vị trí ngẫu nhiên, rồi thay đổi giá trị của nó. Đột biến thƣờng đƣợc thực hiện sau khi lai ghép đƣợc áp dụng nhƣ trong giải thuật mẫụ
Một vài hệ thống GAs mƣợn thêm một vài toán tử, các toán tử đặc biệt đƣợc chuyên biệt hóa cho biểu diễn giả thuyết cụ thể đƣợc sử dụng bởi hệ thống.Ví dụ, Grefenstette et al. (1991) mô tả hệ thống học tập luật điều khiển robot. Nó sử dụng đột biến và lai ghép cùng với một toán tử để chuyên biệt hóa các luật.