Một cá thể mới sinh ra trong quá trình tiến hóa có thể mang những đặc tính, tính trạng của cha mẹ hoặc có thể mang những đặc tính hoàn toàn mới.Tuy nhiên hiện tƣợng đột biến xảy ra với xác suất nhỏ hơn rất nhiều so với hiện tƣợng di truyền nhƣng di truyền và đột biến là hai cơ chế có vai trò quan trọng nhƣ nhau trong quá trình tiến hóa. Các thuật toán tiến hóa đều mô phỏng bốn quá trình cơ bản sau: Lai ghép, đột biến, sinh sản và chọn lọc.
* Lai ghép: Lai ghép là quá trình hình thành nhiễm sắc thể trên cơ sở các nhiễm sắc thể cha mẹ bằng cách ghép một hay nhiều đoạn gen của hai hay nhiều nhiễm sắc thể cha mẹ với nhau. Quá trình lai ghép đƣợc mô phỏng: Chọn ngẫu nhiên hai hay nhiều cá thể bất kỳ trong quần thể. Giả sử các nhiễm sắc thể của cha mẹ đều có m gen. Tạo một số ngẫu nhiên trong khoảng từ 1 đến m-1 ta gọi là điểm lai. Điểm lai chia các chuỗi cha mẹ dài m thành hai nhóm chuỗi con dài m1 và m2. Hai chuỗi nhiễm sắc thể con mới sinh sẽ là m11 + m22 và m21 + m12. Đƣa hai cá thể này vào quần thể để tham gia quá trình tiến hóa tiếp theo.
* Đột biến: Đột biến là hiện tƣợng cá thể con mang một số tính trạng không có trong mã hóa di truyền của cha mẹ. Phép đột biến đƣợc mô tả: Chọn ngẫu nhiên một cá thể bất kỳ trong quần thể có m gen. Tạo một số ngẫu nhiên k trong khoảng từ 1 đến m. Thay đổi gen thứ k của cá thể và trả cá thể này về quần thể để tham gia quá trình tiến hóa tiếp theo.
* Tái sinh: Tái sinh là quá trình trong đó các cá thể đƣợc sao chép trên cơ sở độ thích nghi của nó. Mô tả: Tính độ thích nghi của từng cá thể trong quần thể hiện hành f(I), cộng dồn độ thích nghi ký hiệu là Fm. Tạo một số ngẫu nhiên F trong đoạn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
từ 0 đến Fm. Chọn một cá thể thứ k thỏa mãn F ≥ Fk đƣa vào quần thể của thế hệ mới.
* Chọn lọc: là quá trình loại bỏ các cá thể xấu trong quần thể để chỉ giữ lại trong quần thể các cá thể tốt. Mô tả: Sắp xếp quần thể theo thứ tự độ thích nghi giảm dần. Loại bỏ các cá thể cuối dãy để chỉ giữ lại các cá thể tốt nhất mong muốn.