قضیه طرحواره GA هالند

·         هدف - ارائه یک مدل رسمی برای اثربخشی فرآیند جستجوی GA.

·         در ادامه، ابتدا از طریق چارچوبی که توسط هالند [۱] رسمی شده است و توسط گلدبرگ [2] محبوبیت یافت به مسئله نزدیک می‌شویم.

·         این بر ارائه مدلی برای انتظار بقای طرحواره متمرکز است، جایی که این طبیعتاً خود یک محدودیت را نشان می‌دهد.

·         سپس به بررسی اشکالات بیشتر «قضیه طرحواره» و برخی از تلاش‌های اخیر برای ارائه بازنمایی بیشتر قضایای طرحواره.

---

·         مورد یک GA متعارف را در نظر بگیرید،

§         الفبای دودویی؛

§         افراد با طول ثابت با طول مساوی، l؛

§         انتخاب متناسب برازش؛

§         متقاطع تک نقطه‌ای؛

§         جهش عاقلانه ژن.

   

قضیه طرحواره هالند

 قضیه طرحواره هلند که قضیه بنیادی الگوریتم‌های ژنتیک[1] نیز نامیده می‌شود [۱]، نابرابری است که از دانه‌بندی درشت[2] معادله‌ای برای دینامیک تکاملی[3] ناشی می‌شود. قضیه طرحواره می‌گوید که طرحواره‌های کوتاه و مرتبه پایین[4] با برازندگی بالاتر از متوسط[5] ​​به طور تصاعدی در فرکانس در نسل‌های متوالی افزایش می‌یابد. این قضیه توسط جان هالند در دهه 1970 مطرح شد. در ابتدا به طور گسترده‌ای به عنوان پایه‌ای برای توضیح قدرت الگوریتم‌های ژنتیک در نظر گرفته شد. با این حال، این تفسیر مفاهیم در چندین نشریه مورد نقد قرار گرفته است، [2] که در آن قضیه طرحواره به عنوان یک مورد خاص از معادله قیمت[6] با تابع شاخص طرحواره به عنوان اندازه‌گیری ماکروسکوپی نشان داده شده است.

طرحواره الگویی است که زیرمجموعه‌ای از رشته‌ها را با شباهت در موقعیت‌های رشته خاصی مشخص می‌کند. طرحواره‌ها حالت خاصی از مجموعه‌های استوانه‌ای[7] هستند و از این رو فضای توپولوژیکی[8] را تشکیل می‌دهند.

جان هنری هالند

---

جان هنری هالند (زاده ۲ فوریه ۱۹۲۹ – درگذشته ۹ اوت ۲۰۱۵) دانشمند آمریکایی و استاد روانشناسی و مهندسی برق و علوم کامپیوتر در دانشگاه میشیگان، آن آربور بود. او در چیزی که به الگوریتم ژنتیک معروف شد، پیشگام بود.

هالند در مؤسسه فناوری ماساچوست در رشته فیزیک تحصیل کرد و مدرک B.S. سپس در سال 1950 در رشته ریاضیات در دانشگاه میشیگان تحصیل کرد و در سال 1954 مدرک M.A دریافت کرد.[5] در سال 1959 اولین دکترای علوم کامپیوتر را دریافت کرد. از دانشگاه میشیگان او استاد روانشناسی و استاد مهندسی برق و علوم کامپیوتر در دانشگاه میشیگان، آن آربور بود. او در مؤسسه علوم رولند و دانشگاه برگن مناصبی داشت. 

   هلند بیشتر به خاطر نقش خود به‌عنوان بنیان‌گذار رویکرد سیستم‌های پیچیده شناخته می‌شود. به ویژه، او الگوریتم‌های ژنتیک و سیستم‌های دسته‌بند یادگیری را توسعه داد. [6] - کارل سایمون، استاد ریاضیات، اقتصاد، سیستم‌های پیچیده و سیاست عمومی

هالند عضو هیئت امناء و هیئت علمی موسسه سانتافه و عضو مجمع جهانی اقتصاد بود [۷].

هالند در سال 1961 مدال لویی ای. لوی را از موسسه فرانکلین و کمک هزینه تحصیلی مک آرتور در سال 1992 دریافت کرد [۹-۸].

او به طور گسترده در فصول 5 و 7 کتاب پیچیدگی (1993)، اثر M. Mitchell Waldrop معرفی شد [۱۰].

هالند در 9 اوت 2015 در آن آربور، میشیگان درگذشت [۱۱].

هالند به طور مکرر در سراسر جهان در مورد تحقیقات خود و در مورد تحقیقات و سوالات باز در مطالعات سیستم‌های انطباقی پیچیده (CAS) سخنرانی می‌کرد. او در سال 1975 کتاب پیشگامانه الگوریتم‌های ژنتیک را با عنوان "انطباق در سیستم‌های طبیعی و مصنوعی" نوشت. او همچنین قضیه طرحواره هالند را توسعه داد.

انتشارات

هالند تعدادی کتاب در مورد سیستم‌های تطبیقی ​​پیچیده نوشته است، از جمله:

سازگاری در سیستم‌های طبیعی و مصنوعی (۱۹۷۵، انتشارات MIT)

نظم پنهان: چگونه سازگاری پیچیدگی ایجاد می‌کند (1995، کتاب‌های پایه); توسط Mark S. Miller در Reason بررسی شده است

ظهور: از آشوب تا نظم (1998، کتاب‌های پایه)

سیگنال‌ها و مرزها: بلوک‌های ساختمانی برای سیستم‌های تطبیقی ​​پیچیده (۲۰۱۲، MIT Press)

پیچیدگی: یک مقدمه بسیار کوتاه (2014، انتشارات دانشگاه آکسفورد)

مقالات منتخب:

·         "A universal computer capable of executing an arbitrary number of subprograms simultaneously", in: Proc. Eastern Joint Comp. Conf. (1959), pp. 108–112

·         "Iterative circuit computers", in: Proc. Western Joint Comp. Conf. (1960), pp. 259–265

·         "Outline for a logical theory of adaptive systems", in: JACM, Vol 9 (1962), no. 3, pp. 279–314

·         "Hierarchical descriptions, universal spaces, and adaptive systems", in: Arthur W. Burks, editor. Essays on Cellular Automata (1970). University of Illinois Press

·         "Using Classifier Systems to Study Adaptive Nonlinear Networks", in: Daniel L. Stein, editor. Lectures in the Sciences of Complexity (1989). Addison Wesley

·         "Concerning the Emergence of Tag-Mediated Lookahead in Classifier Systems", in: Stephanie Forrest, editor. Emergent Computation: self-organizing, collective, and cooperative phenomena in natural and computing networks (1990). MIT Press

·         "The Royal Road for Genetic Algorithms: Fitness Landscapes and GA Performance", in: Francisco J. Varela, Paul Bourgine, editors. Toward a Practice of Autonomous Systems: proceedings of the first European conference on Artificial Life (1992). MIT Press

·         "Echoing Emergence: objectives, rough definitions, and speculations for ECHO-class models", in: George A. Cowan, David Pines, David Meltzer, editors. Complexity: metaphors, models, and reality (1994), Addison-Wesley

·         "Can There Be A Unified Theory of Complex Adaptive Systems?", in: Harold J. Morowitz, Jerome L. Singer, editors. The Mind, The Brain, and Complex Adaptive Systems (1995). Addison-Wesley

·         "Board Games", in: John Brockman, editor. The Greatest Inventions of the Past 2000 Years (2000). Phoenix

·         "What is to Come and How to Predict It.", in: John Brockman, editor. The Next Fifty Years: science in the first half of the twenty-first century (2002). Weidenfeld & Nicolson

مراجع

1.      John Henry Holland at the Mathematics Genealogy Project

2.      "Adaptive Computation: The Multidisciplinary Legacy of John H. Holland" (PDF). Communications of the ACM. Archived from the original (PDF) on November 28, 2016. Retrieved November 27, 2016.

3.      John Henry Holland, Indiana State Board of Health. Birth Certificates, 1907-1940. Microfilm. Indiana Archives and Records Administration, Indianapolis, Indiana. Accessed via ancestry.com paid subscription site, 31 August 2020.

4.      Ily S. Gfroerer Obituary. Arizona Daily Star; Publication Date: 11/ Feb/ 1952; Publication Place: Tucson, Arizona, United States of America; accessed via ancestry.com paid subscription site, 31 August 2020.

5.      "Archived copy". Archived from the original on September 11, 2008. Retrieved March 2, 2008.

6.      Obituary: John Henry Holland, The University Record, 14 August 2015; accessed 31 August 2020.

7.      "Profile: John H. Holland". Santa Fe Institute. Archived from the original on February 2, 2013.

8.      "Franklin Laureate Database - Louis E. Levy Medal Laureates". Franklin Institute. Archived from the original on June 29, 2011. Retrieved January 22, 2011.

9.      "John H. Holland".

10.  Waldrop, M.Mitchell (1993). Complexity - The emerging science at the edge of order and chaos. Simon & Schuster. ISBN 0-671-87234-6.

11.  Complexity science pioneer John Holland passes away at 86 at santafe.edu