Population model (evolutionary algorithm)
பரிணாம வழிமுறையின் (EA) மக்கள்தொகை மாதிரி அதன் உறுப்பினர்கள் உட்படும் அதன் மக்கள்தொகையின் கட்டமைப்பு பண்புகளை விவரிக்கிறது. ஒரு மக்கள்தொகை என்பது ஒரு மறு செய்கையில் கருதப்படும் EA இன் அனைத்து முன்மொழியப்பட்ட தீர்வுகளின் தொகுப்பாகும், அவை உயிரியல் ரோல் மாடலின் படி தனிநபர்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரு மக்கள்தொகையின் தனிநபர்கள் செயல்முறையின் மரபணு ஆபரேட்டர்களின் உதவியுடன் மேலும் தனிநபர்களை சந்ததிகளாக உருவாக்க முடியும். EA களில் எளிமையான மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் மக்கள்தொகை மாதிரி உலகளாவிய அல்லது பான்மிக்டிக் மாதிரியாகும், இது கட்டமைக்கப்படாத மக்கள்தொகைக்கு ஒத்திருக்கிறது. இது ஒவ்வொரு தனிநபரும் மக்கள்தொகையில் வேறு எந்த தனிநபரையும் குறுக்குவெட்டு மூலம் சந்ததியினரை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு கூட்டாளியாகத் தேர்ந்தெடுக்க அனுமதிக்கிறது, இதன் மூலம் தனிநபர்களின் தகுதி குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் கொண்டிருக்கும் வரை தேர்வின் விவரங்கள் பொருத்தமற்றவை. உலகளாவிய துணையைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் காரணமாக, இன்னும் சற்றே சிறந்த தனிநபர்களின் மரபணுத் தகவல்கள் ஒரு சில தலைமுறைகளுக்குப் பிறகு மக்கள்தொகையில் மேலோங்கக்கூடும் (ஒரு ஈ. ஏ. வின் மறு செய்கை), இந்த கட்டத்தில் வேறு எந்த சிறந்த சந்ததியும் உருவாகவில்லை என்றால். இந்த வழியில் காணப்படும் தீர்வு உகந்ததாக இல்லை என்றால், அது முன்கூட்டிய ஒருங்கிணைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த விளைவை பான்மிக்டிக் மக்கள்தொகையில் அடிக்கடி காணலாம். இயற்கையில் உலகளாவிய இனச்சேர்க்கை குளங்கள் அரிதாகவே காணப்படுகின்றன. இடஞ்சார்ந்த தூரம் காரணமாக ஒரு குறிப்பிட்ட மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட தனிமைப்படுத்தல் நிலவுகிறது. இதன் விளைவாக உள்ளூர் சுற்றுப்புறங்கள் ஆரம்பத்தில் சுயாதீனமாக உருவாகின்றன, மேலும் பிறழ்ந்தவர்கள் பல தலைமுறைகளாக நீடிப்பதற்கான அதிக வாய்ப்பு உள்ளது. இதன் விளைவாக, மரபணுக் குளத்தில் உள்ள மரபணு வகை பன்முகத்தன்மை ஒரு பான்மிக்டிக் மக்கள்தொகையை விட நீண்ட காலமாக பாதுகாக்கப்படுகிறது. எனவே முன்பு இருந்த உலகளாவிய மக்கள்தொகையை அடி மூலக்கூறுகளால் பிரிப்பது வெளிப்படையானது. இந்த நோக்கத்திற்காக இரண்டு அடிப்படை மாதிரிகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன, தீவு மாதிரிகள், அவை மக்கள்தொகையை நிலையான துணை மக்கள்தொகைகளாக பிரிப்பதை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, அவை அவ்வப்போது தனிநபர்களைப் பரிமாறிக்கொள்கின்றன, மேலும் அக்கம்பக்க மாதிரிகள், அவை செல்லுலார் மரபணு அல்லது பரிணாம வழிமுறைகள் (சிஜிஏ அல்லது சிஇஏ) என்றும் அழைக்கப்படும் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்த சுற்றுப்புறங்களுக்கு தனிநபர்களை ஒதுக்குகின்றன. மக்கள்தொகையின் தொடர்புடைய பிரிவு செயல்முறையின் தொடர்புடைய இணையான தன்மையையும் பரிந்துரைக்கிறது. இந்த காரணத்திற்காக, மக்கள் தொகை மாதிரிகள் என்ற தலைப்பு EA களின் இணையான தன்மை தொடர்பாக இலக்கியங்களில் அடிக்கடி விவாதிக்கப்படுகிறது. இடம்பெயர்வு மாதிரி அல்லது கரடுமுரடான தானிய மாதிரி என்றும் அழைக்கப்படும் தீவு மாதிரியில், பரிணாமம் கண்டிப்பாக பிரிக்கப்பட்ட துணை மக்கள்தொகையில் நடைபெறுகிறது. இவை கற்பனை ரீதியாக ஒழுங்கமைக்கப்படலாம், ஆனால் இருக்க வேண்டியதில்லை. அவ்வப்போது தனிநபர்களின் பரிமாற்றம் நடைபெறுகிறது, இது இடம்பெயர்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு பரிமாற்றத்திற்கு இடையிலான நேரம் ஒரு சகாப்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் அதன் முடிவை பல்வேறு அளவுகோல்களால் தூண்டலாம்ஃ எ. கா. ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்குப் பிறகு அல்லது கொடுக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையிலான முடிக்கப்பட்ட தலைமுறைகளுக்குப் பிறகு அல்லது தேக்கம் ஏற்பட்ட பிறகு. உதாரணமாக, குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான தலைமுறைகளாக தீவில் எந்த உடற்பயிற்சி முன்னேற்றமும் ஏற்படவில்லை என்பதன் மூலம் ஸ்திரத்தன்மையைக் கண்டறிய முடியும். தீவு மாதிரிகள் பல்வேறு புதிய மூலோபாய அளவுருக்களை அறிமுகப்படுத்துகின்றனஃ துணை மக்கள்தொகைகளின் எண்ணிக்கை தீவுகளுக்கு இடையிலான அண்டைப்புற உறவுகள்ஃ அவை எந்த தீவுகள் அண்டை நாடுகளாகக் கருதப்படுகின்றன என்பதைத் தீர்மானிக்கின்றன, இதனால் தனிநபர்களைப் பரிமாறிக்கொள்ளலாம், ஒரு எளிய ஒருதிசை வளையத்தின் (கருப்பு அம்புகள்) படத்தைப் பார்க்கவும், கூடுதல் இருதிசை அண்டை உறவுகளால் அதன் விரிவாக்கம் (கூடுதல் பச்சை அம்புகள்) ஒரு சகாப்தத்தை முடிவுக்குக் கொண்டுவருவதற்கான அளவுகோல்கள், ஒத்திசைவான அல்லது ஒத்திசைவற்ற இடம்பெயர்வு இடம்பெயர்வு விகிதம்ஃ இடம்பெயர்வில் ஈடுபட்டுள்ள தனிநபர்களின் எண்ணிக்கை அல்லது விகிதம். புலம்பெயர்ந்தோர் தேர்வுஃ இதற்கு பல மாற்று வழிகள் உள்ளன. எ. கா. சிறந்த நபர்கள் மோசமான அல்லது சீரற்ற முறையில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டவர்களை மாற்றலாம். இடம்பெயர்வு விகிதத்தைப் பொறுத்து, இது ஒரு நேரத்தில் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட நபர்களை பாதிக்கலாம். இந்த அளவுருக்கள் மூலம், தேர்வு அழுத்தம் கணிசமான அளவிற்கு பாதிக்கப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, இது தீவுகளின் ஒன்றோடொன்று இணைப்புடன் அதிகரிக்கிறது மற்றும் துணை மக்கள்தொகை அல்லது சகாப்த நீளத்துடன் குறைகிறது. அண்டை மாதிரிகள் அல்லது செல்லுலார் பரிணாம வழிமுறைகள் அண்டை மாதிரி, பரவல் மாதிரி அல்லது நுண்ணிய தானிய மாதிரி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஒரு மக்கள்தொகையின் தனிநபர்களுக்கு இடையிலான ஒரு இடவியல் அண்டை உறவை வரையறுக்கிறது, இது அவர்களின் தோற்ற வகை பண்புகளிலிருந்து சுயாதீனமாக உள்ளது. இந்த மாதிரியின் அடிப்படை யோசனை ஈ. ஏ மக்கள்தொகைக்கு ஒரு இணைக்கப்பட்ட வரைபடமாக வரையறுக்கப்பட்ட ஒரு சிறப்பு கட்டமைப்பை வழங்குவதாகும், இதில் ஒவ்வொரு முனையும் அதன் அருகிலுள்ள அண்டை நாடுகளுடன் தொடர்பு கொள்ளும் ஒரு தனிநபர். குறிப்பாக, தனிநபர்கள் கருத்தியல் ரீதியாக ஒரு டோராய்டல் கண்ணிக்குள் அமைக்கப்படுகிறார்கள், மேலும் நெருங்கிய நபர்களுடன் மட்டுமே மீண்டும் இணைக்க அனுமதிக்கப்படுகிறார்கள். இது தூரத்தின் மூலம் தனிமைப்படுத்தல் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு வகையான வட்டாரத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. ஒரு தனிநபரின் சாத்தியமான துணைகளின் தொகுப்பு அதன் அண்டை அல்லது டெம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அருகிலுள்ள உருவம் மஞ்சள் நிறத்தில் குறிக்கப்பட்ட இரண்டு தனிநபர்களின் சற்று ஒன்றுடன் ஒன்று இருக்கும் இரண்டு சுற்றுப்புறங்களைக் காண்பிப்பதன் மூலம், இரண்டு டெம்களுக்கு இடையில் மரபணு தகவல்கள் பரவக்கூடும் என்பதை விளக்குகிறது. இந்த வகையான வழிமுறையில், ஒத்த தனிநபர்கள் கிளஸ்டர் மற்றும் டெம் எல்லைகளிலிருந்து சுயாதீனமான இடங்களை உருவாக்க முனைகிறார்கள், குறிப்பாக, ஒரு டெமை விட பெரியதாக இருக்கலாம். அருகிலுள்ள குழுக்களுக்கு இடையே தெளிவான எல்லைக் கோடு இல்லை, மேலும் நெருக்கமான இடங்களை போட்டி இடங்களால் எளிதில் குடியேற்ற முடியும், மேலும் இந்த செயல்பாட்டின் போது தீர்வு உள்ளடக்கங்களை ஒன்றிணைக்கலாம். அதே நேரத்தில், தொலைதூர இடங்கள் மிகவும் மெதுவாக பாதிக்கப்படலாம். இந்த வகை மக்கள்தொகையுடன் ஈ. ஏ. க்கள் செல்லுலார் ஈ. ஏ. க்கள் (சி. இ. ஏ) அல்லது செல்லுலார் மரபணு வழிமுறைகள் (சி. ஜி. ஏ) என்றும் நன்கு அறியப்படுகின்றன. ஒரு மக்கள்தொகையின் தனிநபர்களை ஒழுங்கமைக்க பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் அமைப்பு 2டி டோராய்டல் கிரிட் ஆகும், இருப்பினும் பரிமாணங்களின் எண்ணிக்கையை எளிதாக நீட்டிக்கலாம் (3டி வரை) அல்லது குறைக்கலாம் (1டி வரை, எ. கா. ஒரு மோதிரம், வலதுபுறத்தில் உள்ள உருவத்தைப் பார்க்கவும்). மின்தொகுப்பில் உள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட நபரின் சுற்றுப்புறம் மக்களவையில் உள்ள மற்றவர்களுக்கு மன்ஹாட்டனிலிருந்து உள்ள தூரத்தின் அடிப்படையில் வரையறுக்கப்படுகிறது. அடிப்படை வழிமுறையில், அனைத்து சுற்றுப்புறங்களும் ஒரே அளவு மற்றும் ஒரே மாதிரியான வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன. இரண்டு பரிமாண சிஇஏக்களுக்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் இரண்டு சுற்றுப்புறங்கள் எல் 5 மற்றும் சி 9 ஆகும், இடதுபுறத்தில் உள்ள உருவத்தைப் பார்க்கவும். இங்கே, எல் என்பது லீனியர் மற்றும் சி என்பது காம்பாக்ட் ஆகும். ஒவ்வொரு டெமும் ஒரு பான்மிக்டிக் துணை மக்கள்தொகையைக் குறிக்கிறது, அதற்குள் துணையைத் தேர்ந்தெடுப்பது மற்றும் பெற்றோரை மாற்றுவதன் மூலம் சந்ததியை ஏற்றுக்கொள்வது நடைபெறுகிறது. சந்ததியை ஏற்றுக்கொள்வதற்கான விதிகள் இயல்பில் உள்ளூர் மற்றும் அண்டைப்புறத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டவைஃ எடுத்துக்காட்டாக, சிறந்த சந்ததி பெற்றோர் மாற்றப்படுவதை விட சிறந்ததாக இருக்க வேண்டும் அல்லது குறைவாக கண்டிப்பாக, மோசமான நபரை விட மட்டுமே சிறந்ததாக இருக்க வேண்டும் என்பதைக் குறிப்பிடலாம். முதல் விதி உயரடுக்கு மற்றும் இரண்டாவது உயரடுக்கு அல்லாத விதியை விட அதிக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது. உயரடுக்கு EA களில், மக்கள்தொகையில் சிறந்த தனிநபர் எப்போதும் உயிர்வாழ்கிறார். இந்த விஷயத்தில், அவை உயிரியல் மாதிரியிலிருந்து விலகிச் செல்கின்றன. சுற்றுப்புறங்களின் ஒன்றுடன் ஒன்று பெரும்பாலும் அருகிலுள்ள எல்லைகளில் மரபணு தகவல்களை மெதுவாக பரப்புகிறது, எனவே இது பரவல் மாதிரி என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு சிறந்த சந்ததிக்கு இப்போது மக்கள்தொகையில் பரவ பான்மிக்ஸியை விட அதிக தலைமுறைகள் தேவை. இது உள்ளூர் இடங்களின் தோற்றத்தையும் அவற்றின் உள்ளூர் பரிணாமத்தையும் ஊக்குவிக்கிறது, இதனால் நீண்ட காலத்திற்கு மரபணு வகைப்பாட்டின் பன்முகத்தன்மையைப் பாதுகாக்கிறது. இதன் விளைவாக ஒரு ஓட்டத்தின் போது தேடல் இடத்திற்கு ஏற்றவாறு அகலம் மற்றும் ஆழமான தேடலுக்கு இடையே ஒரு சிறந்த மற்றும் மாறும் சமநிலை உள்ளது. ஆழமான தேடல் முக்கிய எல்லைகளில் உள்ள இடங்கள் மற்றும் அகலத் தேடல் மற்றும் முழு மக்கள்தொகையின் வெவ்வேறு இடங்களின் பரிணாம வளர்ச்சியின் மூலம் நடைபெறுகிறது. அதே சுற்றுப்புற அளவைப் பொறுத்தவரை, சி 9 போன்ற ஒரு தொகுதியை விட எல் 9 போன்ற நீளமான புள்ளிவிவரங்களுக்கு மரபணு தகவல்களின் பரவல் பெரியது, மீண்டும் ஒரு வளையத்தை விட கணிசமாக பெரியது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், வளைய சுற்றுப்புறங்கள் உயர்தர முடிவுகளை அடைய மிகவும் பொருத்தமானவை, இதற்கு ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட கால நேரங்கள் தேவைப்பட்டாலும் கூட. மறுபுறம், ஒருவர் முதன்மையாக வேகமான மற்றும் நல்ல, ஆனால் குறைந்த உகந்த முடிவுகளில் ஆர்வமாக இருந்தால், 2D இடவியல் மிகவும் பொருத்தமானது. ஒப்பீடு இரண்டு மக்கள்தொகை மாதிரிகளையும் மரபணு வழிமுறைகள், பரிணாம மூலோபாயம் மற்றும் பிற EA களுக்குப் பயன்படுத்தும்போது, மொத்த மக்கள்தொகையை துணை மக்கள்தொகைகளாக பிரிப்பது பொதுவாக முன்கூட்டிய ஒருங்கிணைப்பு அபாயத்தைக் குறைக்கிறது மற்றும் ஒட்டுமொத்தமாக சிறந்த முடிவுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது, இது பான்மிக்டிக் EA களுடன் எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட நம்பகத்தன்மையுடனும் வேகமாகவும் இருக்கும். அருகிலுள்ள மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது தீவு மாதிரிகள் குறைபாட்டைக் கொண்டுள்ளன, அவை ஏராளமான புதிய மூலோபாய அளவுருக்களை அறிமுகப்படுத்துகின்றன. இலக்கியத்தில் இந்த தலைப்பில் தற்போதுள்ள ஆய்வுகள் இருந்தபோதிலும், பயனருக்கு சாதகமற்ற அமைப்புகளின் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆபத்து உள்ளது. மறுபுறம், அக்கம் பக்க மாதிரிகளுடன், அக்கம் பக்கத்தின் அளவு மட்டுமே குறிப்பிடப்பட வேண்டும், மேலும் இரு பரிமாண மாதிரியைப் பொறுத்தவரை, அக்கம் பக்க உருவத்தின் தேர்வு சேர்க்கப்படுகிறது. இரண்டு மக்கள்தொகை மாதிரிகளும் மக்கள்தொகை பகிர்வை குறிக்கின்றன என்பதால், அவை ஒரு ஈ. ஏ. வை இணையாக மாற்றுவதற்கான அடிப்படையாக மிகவும் பொருத்தமானவை. செல்லுலார் EA களுக்கு இது இன்னும் பொருந்தும், ஏனெனில் அவை அந்தந்த உறுப்பினர்களைப் பற்றிய உள்ளூரில் கிடைக்கும் தகவல்களை மட்டுமே நம்பியுள்ளன. எனவே, தீவிர வழக்கில், ஒவ்வொரு தனிநபருக்கும் ஒரு சுயாதீனமான செயல்படுத்தல் நூலை ஒதுக்கலாம், இதனால் முழு சி. இ. ஏ ஒரு இணையான வன்பொருள் மேடையில் இயங்க முடியும். தீவு மாதிரி இணையாக்கத்தையும் ஆதரிக்கிறது, எ. கா. ஒவ்வொரு தீவுக்கும் ஒரு செயலியை ஒதுக்குவதன் மூலம். தீவுகளின் துணை மக்கள் தொகை பன்மிக் முறையில் ஒழுங்கமைக்கப்பட்டால், ஒரு தலைமுறையின் சந்ததியினரின் அனைத்து மதிப்பீடுகளும் கூடுதலாக இணையாக இருக்கலாம். நிஜ உலக பயன்பாடுகளில் மதிப்பீடுகள் பொதுவாக அதிக நேரம் எடுக்கும் பகுதியாகும். நிச்சயமாக, தீவின் துணை மக்கள்தொகையை சி. இ. ஏ. க்களாக வடிவமைக்கவும் முடியும், இதனால் சி. இ. ஏ. க்களை இணையாக்குவது குறித்து முன்பு கூறப்பட்ட அறிக்கைகள் பொருந்தும். இந்த வழியில், பொருத்தமான இணைவுகளுடன் படிநிலை மக்கள் தொகை கட்டமைப்புகளை உருவாக்க முடியும். ஒப்பீட்டளவில் விலையுயர்ந்த கணினி கிளஸ்டர்கள் மட்டுமல்லாமல், மலிவான கிராபிக்ஸ் கார்டுகளும் (ஜிபியு) இணையாக பயன்படுத்தப்படலாம். இருப்பினும், தீவுகள் முழுவதும் பரவியுள்ள மக்கள்தொகை கொண்ட சி. இ. ஏ. க்கள் அல்லது ஈ. ஏ. க்கள், பாரம்பரிய ஈ. ஏ. க்களிலிருந்து பல வழிகளில் வேறுபடும் ஒரு தேடல் மாதிரியைக் குறிக்கின்றன என்பதை வலியுறுத்துவது முக்கியம். மேலும், அவை தொடர்ச்சியான மற்றும் இணையான தளங்களில் இயங்க முடியும், இது மாதிரி மற்றும் செயல்படுத்தல் இரண்டு வெவ்வேறு கருத்துக்கள் என்ற உண்மையை எடுத்துக்காட்டுகிறது. நூலியல் எரிக் கான்டு-பாஸ் (2001): திறமையான மற்றும் துல்லியமான இணையான மரபணு வழிமுறைகள் (பிஎச்டி ஆய்வறிக்கை, இல்லினாய்ஸ் பல்கலைக்கழகம், அர்பானா-சாம்பெயின், அமெரிக்கா). ஸ்பிரிங்கர், நியூயார்க், நியூயார்க். மார்ட்டினா கோர்ஜஸ்-ஷ்லூடர் (1990): மரபணு வழிமுறைகள் மற்றும் மக்கள் தொகை கட்டமைப்புகள்-ஒரு மாபெரும் இணையான வழிமுறை. முனைவர் பட்ட ஆய்வறிக்கை, யுனிவர்சிட்டட் டார்ட்மண்ட், ஃபகுல்டாட் ஃபார் இன்ஃபர்மேட்டிக், ஜெர்மனி. என்ரிக் ஆல்பா, பெர்னாபே டோர்ரோன்சோரோ (2008): செல்லுலார் மரபணு வழிமுறைகள். ஸ்பிரிங்கர், நியூயார்க், நியூயார்க். டிர்க் சுதோல்ட் (2015): இணையான பரிணாம வழிமுறைகள். ஜானுஸ் காக்பிரிஸிக்கில், விடோல்ட் பெட்ரிக்ஸ் (பதிப்புகள். ): இணையான பரிணாம வழிமுறைகள். ஸ்ப்ரிங்கர், பெர்லின், ஹைடெல்பெர்க், பக். 929-959 கேப்ரியல் லுக், என்ரிக் ஆல்பா (2011): இணையான மரபணு வழிமுறைகள். ஸ்ப்ரிங்கர், பெர்லின் ஹைடெல்பெர்க். மேலும் காண்க செல்லுலார் தானியங்கி இரட்டை கட்ட பரிணாம வளர்ச்சி வழிமுறை மெட்டாஹியூரிஸ்டிக் குறிப்புகள் பரிணாம வழிமுறைகள்