用于遺傳規(guī)劃的HS-model及其在聚類分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、遺傳規(guī)劃是一種進化算法，遺傳規(guī)劃所操作的程序樹既是問題的解也是對于問題的一種描述。只要提供了描述問題的“函數(shù)”和“終結(jié)符”，遺傳規(guī)劃就能自動將其結(jié)合成解決問題的樹狀的層次結(jié)構(gòu)的程序。而樹狀的表達結(jié)構(gòu)也使得遺傳規(guī)劃突破了表達上的限制，使得遺傳規(guī)劃的應(yīng)用領(lǐng)域更加寬廣。遺傳規(guī)劃讓計算機自動進行程序設(shè)計的這種解決問題的方式契合了自動程序設(shè)計這一計算機科學(xué)的重要目標(biāo)，這使得遺傳規(guī)劃的研究成為智能研究領(lǐng)域的一個熱點。 隨著人類基因組研究的重

2、點向功能基因組轉(zhuǎn)化，對基因表達數(shù)據(jù)的分析研究成為目前生物信息學(xué)的熱點和重點之一。對基因表達數(shù)據(jù)的分析可以獲取基因功能和基因表達調(diào)控信息，在醫(yī)學(xué)臨床診斷、藥物療效判斷、揭示疾病發(fā)生機制等方面有重要的應(yīng)用。但是，由于基因表達數(shù)據(jù)本身的一些特殊性，如數(shù)據(jù)量大，維數(shù)高、噪聲干擾大以及先驗知識缺乏等。使得聚類分析成為研究基因功能和基因調(diào)控信息的主要研究方法。目前的基因聚類分析算法普遍存在一些局限性，需要提出適用的新的聚類方法。 本文研究的

3、主要工作和特色包括： 1)對遺傳規(guī)劃算法進行了系統(tǒng)的總結(jié)和研究。提出了統(tǒng)計分析模型HS-model。該模型能夠自動生成優(yōu)秀子樹提高GP的進化效率。通過解決人工螞蟻問題證明了模型對改進GP性能的有效性。 2)提出了針對大規(guī)模高維數(shù)據(jù)的GP聚類系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用統(tǒng)計模型HS-model統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)的分布特征，為GP聚類系統(tǒng)的進化提供信息。該GP聚類系統(tǒng)能夠自主確定合適的聚類類別數(shù)和聚類中心，并且提出了有效的模擬聚類的適應(yīng)度評價