thuật toán gen trong bài toán định tuyến và phân bước sóng mạng cáp quang

I HC QUC GIA HÀ NI
I HC CÔNG NGH





THUNH TUYN
C SÓNG MNG CÁP QUANG

KHOÁ LUN TT NGHII HC H CHÍNH QUY
Ngành: Công ngh thông tin










- 2010

I HC QUC GIA HÀ NI
TI HC CÔNG NGH




THUNH TUYN
C SÓNG MNG CÁP QUANG

KHOÁ LUN TT NGHII HC H CHÍNH QUY
Ngành: Công ngh thông tin


Cán b ng dn: TS. Nguyn Minh Hng

- 2010



Li c!
c tiên tôi xin gi li c   c nh n Tin Minh Hng,
n tình ch bng dn tôi trong sut quá trình thc hin khóa lun.
Tôi xin chân thành c   y cô trong  i hc Công Ngh nói
chung và các thy cô trong b môn mng máy tính và truy     o
u kin thun l tôi hc tp, nghiên cu, tích n thc làm c
vào cuc sng.
Cui cùng tôi mun gi li cình, bn bè, nhi luôn  bên
cng viên tôi trong quá trình thc hin khóa lun.

 c
1


                
                
nhu cu           ng     t
gii pháp t  gii quyt v trên. Ni b s i ca m
Wavelength Division Multipexing).
Mt trong nhng v  quan trng ca mng quang WDM là v nh tuyn và
 c sóng RWA ( Routing and Wavelength Asignment ) tnh tuyn 
cho mt b  ng quang (lightpath) và phân mt c sóng cho m ng quang
. Mt trong nh c nghiên cu  trong khóa lun này là
s dng thut toán gen (Genetic Algorithm) hay còn gi là thut toán di truyn  gii bài
toán RWA cho mng WDM.

2

Mục lục

Tóm tt 1
Lời mở đầu 4
Bảng kí hiệu – chữ viết tắt 6
 thng mng quang 7
1.1. Gii thiu chung 7
1.2. Lch s và s phát trin 8
1.3. ng quang 8
1.3.1. m 9
1.3.2. m 9
1.4. Si quang 10
 12
2.1. Gii thiu chung 12
2.2. Nguyên lý hong 13
2.2.1. Tng quan 13
2.2.2.  hong 14
2.2.3. m, v tn tng gii quya h thng WDM 15
2.3. nh tuyc sóng 16
2.3.1. Gii thiu chung 16
2.3.2. Tng quan v nh tuyc sóng (RWA) 16
 19
3.1. Gii thiu 19
3.2. Thut toán gen trên máy tính 19
3

3.3. n ca thut toán gen 22
3.3.1. Quá trình lai ghép (phép lai) 22

3.3.2. t bit bin) 24
3.3.3. Quá trình sinh sn và chn lc (phép tái sinh và phép chn) 24
   
quang 25
4.1. Gii thiu chung 25
4.2. c lý thuy th và thun nht. 25
4.2.1. Lý thuy th 25
4.2.2. Thut toán BFS 26
4.3. Các nghiên cnh tuyc sóng mng WDM 29
4.4. Thut toán BFD-RWA 30
4.4.1. Mô t thut toán 30
4.4.2. Chng minh thut toán 36
4.5. Thunh tuyn vc sóng (GA  RWA) 37
4.5.1. t v 37
4.5.2. Thut toán gen trong bài toán RWA 38
4.5.3. Chng minh thut toán 41
 42
5.1. Công c thc hin 42
5.3. Kt qu 45
t lun 54
Tài liu tham kho 55

4

Lời mở đầu
Ngày nay, nhu c      c bit là s bùng n ca các loi
hình dch v i phi xây dng
và phát trin các mô hình mng quang v   cao. Công ngh ghép kênh phân
c sóng WDM  i  t gii pháp hoàn ho, cho phép tn dng t
rng ln ca si quang. WDM cho phép s dng hiu qu   t ca các si

quang, nó cho phép truyng thi nhiu kênh khác nhau theo mt si quang bng cách
m s dng mc sóng khác nhau.
nh tuyc sóng RWA ( Routing and Wavelength Asignment ) là mt
trong nhng v  quan trong nht ca mng WDM. Trong mng quang mt lightpath
    t kt ni gia hai node trong mng (có th qua nhng node trung
gian). Trong mng WDM hai lightpath có th s dng chung m c sóng min là
chúng không s dng cùng mt s c sóng khác nhau s
dng có liên quan rt ln chi phí xây dn lí m t
ra là làm th  gim thiu s c s dc
    u trong khóa lun này là s dng thut toán gen (Genetic Algorithm)
 gim thiu s c sóng khác nhau c s dng.
Khóa lun g i n c mô t  
: Hệ thống mạng quang.  gii thiu tng quan v mt h
thng mng quang bao gm lch sm ca mng quang và cu trúc ca si quang.
 2: Mạng quang WDM    gii thiu v mng WDM v
nguyên lý ho ng và các khái nim chung v nh tuyc sóng trong mng
WDM
 : Thuật toán gen    gii gii thiu tng quan v s dng
thut toán di truyn trên máy tính và các phép toán trong thut toán di truyn
 Thuật toán gen trong bài toán định tuyến và phân bước sóng mạng
quang mô t chi tit vic áp dng thunh tuyn
  c sóng mng WDM
5

 : Thực hiện mô phỏng. Mô phng li thut toán trong mt s mô hình
mng ví d.
 6: Kết luận
6

Bảng kí hiệu – chữ viết tắt

BFD Best Fit Decreasing
BFS Breadth-First Search
GA Genetic Algorithm
RWA Routing and Wavelength Asignment
SDM Space Devision Multiplexing
TDM Time Devision Multiplexing
WDM Wavelength Division Multipexing
7

H thng mng quang

1.1. Gii thiu chung
H thng mng quang là h thng truyn thông tin qua si quang.   c
bi      c truyn trong si quang. Ti thit b nhn nó bi i
  u.
    i trên các h thng mng    t nhanh. S
ng truy cp  cao mà Internet là mt ví d n hình: s  i s dng
Internet ngày   nhu cu v      n. Chng hn khi
download nhng d liu hàng GB chúng ta phi ch i hàng ngày mc d liu
cn thit hoc vi nhu cu gi
 .


Hình 1.1 H thng mng s d n t

Hình 1.2 H thng mng quang

  mng

                 
     mng
8

      mng  
mng  
1.2. Lch s và s phát trin
a thông tin quang là kh n bit ci v
chuy ng, hình dáng và màu sc ca s vt. Tit h thng
  u ch  n xut hin là các ng       
     n báo quang. Thit b này s dng khí quyn làm môi
ng truyn dn, do u ng cu kin thi ti gii quyt hn ch
 n báo vô tuyn có kh c hin i thông
tin gia nh i g i nhn  xa nhau.
 i phát minh ra h thn thoi  t
thit b quang thoi có kh     ng ca máy hát thành ánh sáng. Tuy
nhiên, s phát trin tip theo ca h th b  i ca h thng vô
tuyn.
Nhng nghiên cu hi i v thông tin quan c b u bng s phát minh
thành công c    ng khuyn ngh c
vic ch to s tn tht th to ra các si quang
trong su   suy hao truyn dn kho  c c  i thành công này,
các nhà khoa h       gi   u tin hành các hong nghiên
cu, phát trin, và kt qu là các công ngh mi v gim suy hao truyn dn, 
   c phát trin thành công trong nhng na, trong nh
70, Laser bán dn có kh c hing liên tc  nhi c ch to.
Tui th c
Da trên các công ngh si quang và Laser bán dn gi    gi mt khi
ng ln các tín hiu âm thanh/d lim cách xa hàng 100 km bng mt
s  t si tóc

1.3. mng quang
9

1.3.1. m
     
13

10
16
              
      mng 
 mng 
                

i quang có kh t trong
vi lt, vn chuyn
   , nhiu     
 vt li  n, không b  ng bi nhi n t và các tn s
vô tuyn. Vì th h thng mng quang có th truyn tt d liu qua nhng môi
ng nhin t
 Nguyên liu r: cht do và thy tinh là nhng nguyên liu rt r so vi nguyên
liu c         công ngh ch t c gii thì h
thng quang s có tính kinh t  h thng ng rt nhiu.
 Tính bo mt: mm rt quan trng ca s an toàn, bo
mt cao, tui th dài và có kh     ng ln, d bng.
Nh nhm này, sc s dng cho các mn thoi,
máy tính, phát thanh truy     c bit là nhng ng dng
cn tính bo mi, ngân hàng và các ng dng truyn d
liu.

 Suy hao th c tính này giúp cho vic l t h thng quang d bt phc
t  khuy ng truyn
1.3.2. m
Tuy có nhiu i tr thng mng c
m:
10

 u ni
 Giá thành cao: mc dù giá nguyên liu r  ch to vn còn
hn ch.
1.4. Si quang
Si quang là nhng dây nh và do truyn các ánh sánh nhìn th c và các tia
hng ngoi. Chúng có lõi (Core)  gia, phn bao bc xung quanh lõi gi là áo (Cladding)
và v bc ngoài cùng (Buffer Coating)  ánh sáng có th phn x mt cách hoàn toàn
trong lõi thì chit sut ca lõi phi lt sut ca áo.


Hình 1.3 Si quang

V bc  phía ngoài bo v si quang khi b m Lõi và áo c làm
bng thy tinh hay cht do (silicast, cht do, si quang kt tinh) có chit sut khác nhau.
Khi truyn trong si quang, sóng ánh sáng b chi phi bi mt s hing sau:
 Suy gim (Attenuation): suy gim trong si quang do hai nguyên nhân chính là
s hp th ca vt liu và tán x ReyLeng. Hp th vt liu khá nh lên có th
b qua. Tán x ReyLeng là loi tán x làm l ng mnh các ánh sáng có
c sóng ng    làm gim tán x ReyLeng b  dài
c sóng.
 Tán sc (Dispersion): là hi ng các thành phn khác nhau ca tín hiu cn
truy  i t  khác nhau trong si quang. Tán sc gây ra hing giãn
11

xung ánh sáng  u ra, gây nhiu chng ph và là nguyên nhân chính dn
hn ch ca khong cách truyn trong si quang ngày nay.
 Các hiu ng phi tuyn: Khi truyn nhiu mode trong si quang, hing phi
tuyn gây ra hing nhiu tu thu và gim công sut tín hiu truyn.
12


2.1. Gii thiu chung
S phát trin nhanh chóng ca các mô hình truyn s lic bi
bùng n nhu c    Nhu c    t bin vi nhiu ng dng
m      n t, video yêu cu, truyn hình qua Internet
(IPTV), T   y nhu cu s d     t bc thit. Trong bi
cn tng chung ca mi loi hình dch v
      p dch v truyn dn bt buc phi xem xét l 
thc truyn dn nhm tc tn d  
 thích ng vi s phát trin không ng   a mãn yêu cu tính linh hot
v i mng, các công ngh truyn dc nguyên cu, trin khai và
th nghi  ng d 
 Truyn dn ghép kênh phân không gian SDM (Space Devision Multiplexing):
   n, ch  ng si quang,
t ng truyn vn gi nguyên. Ta có th chn SDM nu tuyng cn
     n s ng các s     ng cách
truy ng  không cn dùng các b lp, b khuy i.
 Truyn dn ghép kênh phân thi gian TDM (Time Devision Multiplexing): 
  i gian s dng, tc là thi gian s dng truyc
chia thành nhiu khung. M  c chia thành nhiu khe thi gian và mi
i s s dng mt khe th phc v vic truyn
tin

Hình 2.1 H thng TDM
13


 Truyn d    c sóng WDM (Wavelength Devision
        có th truyn trên
mt si quang, không c truyn dn trên mc sóng.



Hình 2.2 H thng WDM


Trong nh            c
u này là 2 công ngh u bc l nhng khuym
:
 Vi SDM khi khong cách truyn xa cn phi lp thêm các b lp và b
khuyu này s t ln do mi sc
lu cn mt s ng b lp, b khuy 
 V       t h th    c bit TDM gây
lãng phí mt s kênh thông tin khi mi khe th  c d tr ngay c khi
không có d li  g        t các khe thi gian
thu gii ghép kênh tín hiu.
WDM chính là tin b ln nht trong công ngh truyn thông quang, nó cho phép
ng ca kênh mà không cg t ng truyn hay dùng thêm các si
quang.
2.2. Nguyên lý hong
2.2.1. Tng quan
14

   n c    c sóng là công ngh truy ng thi
nhi c sóng tín hiu quang trong mt si quang.  u phát, nhiu tín hiu quang có
    c t hp l c truyt si quang. 
u thu, tín hiu t hc phân gin ra (tách kênh), khôi phc li các tín hiu gc
ri chia vào các thit b u cui khác nhau.
2.2.2.  hong
a trên hình 2.3 m bo vic truyn nhn nhic sóng trên mt
si quang, h thng WDM phi hong da các ch 


Hình 2.3 Nguyên lý hong ca h thng


 Phát tín hiu: trong h thng WDM, ngun phát quang dùng là laser. Yêu cu
i vi ngun phát laser là ph   rng ph h c sóng phát nh,
mc công su  rng ph phi nm trong gii hn
cho phép
 Ghép/tách tín hiu: ghép tín hiu WDM là s kt hp mt s ngun sáng khác
nhau thành mt lung tín hiu ánh sáng tng h  truyn dn qua si quang
bng b ghép tín hiu có tên MUX. Tách tín hiu WDM là s phân chia lung
15

sáng tng h     u ánh sáng riêng r ti mi c u ra b
tách tín hiu có tên DE MUX.
 Truyn dn tín hiu: quá trình truyn dn tín hiu trong si quang chu s nh
ng ca nhiu yu t i quang, tán sc, các hiu ng phi tuyn,
vn    n khuy i tín hiu, Mi vn  u ph thuc rt
nhiu vào các yu t ca s i si quang, chng s
  khuy i: h thng WDM hin ti ch yu s dng b khuy i si

quang EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier ). Khi dùng b khuy i
EDFA cho h thng mng WDM cm báo các yêu cu sau
-  khuy    i vi tt c   c sóng (mc chiênh
lch không quá 1dB)
- S  i s   c sóng làm vic gây ng
n các mc công sut du ra ca các kênh
- Có kh   n s chênh lch mc công su u chnh
li vác h s khuy i nh m bo khuyi vi tt
c các kênh
 Thu tín hiu: là quá trình s dng b   ly ra tín hiu
2.2.3. m, v tn tng gii quyi ca h
thng WDM
Thc t nghiên cu và tri      c nh   m ca
công ngh 
 m:
-   ông truyn trên si quang s l  ng vi s c sóng
 truyn trên mi si quang
- Có th h tr  nh dng s liu và tho
ESCON, chuyn m
- Thun li khi cho phép truyn d ng thi tín hi ng nht
16

 V  tn t ng gii quyt:
Vi h thng WDM, si quang cung cp cho chúng ta t  truyn
mong mu thông li b gii hn bi t x lý  mi node, do
t x lý  mc thc hin bn t, mà t n t li thp
 t nhin so vi t thông tin truyn trong si quang. y tín hiu
quang trên si khi truyn node s c chuyn thành các tín hi
x  n t(s chuyi quang  c chuyn li thành
tín hi   truym t mng, git

ra là xy dng mu c x lý hoàn toàn trong min
quang, gi là mng toàn quang (All-Optical Network).
Trong mng toàn quang, d li   ngu   n bt
c s chuy i quang        u khin, x lý
chuyn m  c thc hi i dng quang. Tuy nhiên mng toàn
quang hin ti vc tin hành thành công bi vì nhng tn ti ca nó.
Các thit b logic hoàn toàn trong min quang khó thc hiu so vi
các thit b logic. Bên cm lp bt khó thc hin
so vi các trm ln t.
2.3. nh tuyc sóng
2.3.1. Gii thiu chung
Trong mng quang, mt kt nm  m (point  to  point) gia hai c
gi là mt lightpath. Lightpath là m  a tín hiu ánh sáng t nguch
i dng quang thông qua các kt ni trung gian.
Khi các lightpath thc hiên vic mang thông tin t mt node ngu n mt node
 nh tuynh tuyc sóng
cho lightpath là v t sc quan trong và xng xuyên trong mng.
Phn này s nói rõ v vinh tuy c sóng trong mng WDM.
2.3.2. Tng quan v nh tuyc sóng (RWA)
17

Khi m  c chnh, mi lightpath cnh tuyn và gán
c sóng cho nó. T nh tuy c sóng.
nh tuyn là v   ng gia hai node bt kì trong m  tha mãn mt
m    i là hàm mc tiêu (cost function). V  này rt quan trng trong
mng.
Bài toán RWA cn tha mãn hai u kin sau:
 u kin v tính liên tc cc sóng: mi lightpath phi s dng chung mt
c sóng trên tt c các link da nó t ngun t
 u kin v tính riêng bit v c sóng:   t c các lightpath s dng

mt si quang  phc gán nh c sóng riêng bit.
Bài toán RWA có th t s hu hc thit
lp trên mng và mt s hu hc sóng. Ta phi
    c sóng gán cho các lighpath sao cho s c sóng s dng là
nh nht. Mc dù nh ti
loi b la ch  s c sóng cn s d 
 thit lp vì nhng rng buc v c
sóng gi là nghn, do vy v  tng vi vic hn ch thp nht mc
xác sut tc nghn này.
Khi hai lightpath mà có tuyn truyn dc gán cùng
m     ng mt lightpath ho ng vi cùng m c sóng trên
nhng s          ng lightpath tha mãn rng buc v tính
liên tc c c sóng. Tuy nhiên nu m c trang b các b chuyc sóng thì
u kin rng buc v tính liên tc c c sóng không còn na, lighpath này có th
chuyn sang s dng nhi       ngu a nó. Mc dù
vy chi phí cho mi b chuyc sóng là rt cao, cho nên các nghiên cu hin nay tp
chung gii quyt bài toán vi s b chuyc sóng ít nht có th hoc không s dng.
Và trong khuôn kh khóa lun này bài toán gii quyt là không s dng b chuyc
sóng.
18

Trong mt mng không có b chuy c sóng, các lightpath phi s dng cùng
mc sóng t ngun t có nhu cu cho vic chuyn d liu, b nh tuyn
phi s dng gii thuc thit lp t  chn m
ng. S la ch     i vi toàn b xác sut tc nghn.
Vì vy mt b nh tuyn cn ph      u thit lp lightpath và thc
hic sóng sao cho ti thiu hóa xác xut tc nghn. Chm quan
trng trong vic thit k mng toàn quang.
c chia làm hai lo
 ng mng c i vi loi mng này thì

các yêu cu v c bic, tt c mc sóng gán
c thit lp c nh t c(ví d u truyn t
i). n, mng
c ch nh t c gán cho yêu c
      nh tuyn và g c sóng là c nh, không thay
i theo thi gian. Mi toàn b dung
ng ca mng, tc là có th thit lp s lightpath nh nht. Mô hình mng này
      c   nghiên cu thut toán trong khóa
lun này.
     ng m  i (dynamic traffic): trong mng quang
nh tuyn c sóng, các yêu cu v   i theo th
cn có mt gii thu nh tuyn các lightpath qua nh
nhau da vào s tc nghn trên các tuyn truyn dn. T  i thut cho bài
toán RWA cho mng a vào trng thái hin ti
ca m  i lightpath yêu cu.
19

gen
3.1. Gii thiu
  gen (GA - Genetic Algorithm) hay thut toán di truyn là tìm
kim da trên chn lc t nhiên và quá trình thích nghi. Thuc áp dng cho
mt lot các v phc t tìm ra mt li gii chính xác hoc gt toán
di truyn là mt lc bit ca thut toán tic ly cm hng t tin hóa sinh
hc di truyn, t bin, la chn và tái kt hp.
Thut toán gen    t toán tin hóa nói chung, hình thành da trên
quang nim cho rng: quá trình tin hóa t nhiên là quá trình hoàn ho nht, hp lí nht,
và t m này có th  luôn luôn
      p vi thc t khách quan. Quá trình tin hóa
th hin tính t ch th h sau bao gi 
th h c. Tin hóa t c duy trì nh n: sinh sn và chn lc

t nhiên. Xuyên sut quá trình tin hóa t nhiên, các th h m  c sinh ra, b
xung thay th th h    nào phát tring s tn
ti. Cá th nào không thích c vng s b i. S i ca môi
  ng l y quá trình tic li, ting tr li
góp ph ng
Các các th mi sinh ra trong quá trình tin hóa nh s lai ghép  th h cha m.
Mt cá th mi s mang nhng th trng ca cha  m (di truy    mang
nhng trng thái hoàn toàn mt bin). Di truyt bi có vai trò
     n hóa, dù r t bin xy ra vi xác xut nh  o vi
hing di truyn. Các thut gii tin hóa tuy có nhm khác biu mô
ph   t bin, sinh sn và chn lc t nhiên.
3.2. Thut toán gen trên máy tính
Vi kh        gii c rt nhic
kia không th gi c. Mc dù vy, vn còn mt s l gii thut
20

h gii chúng. Trong s ng xuyên gp phi trong
các ng dng thc t.
Bài toán t c xem li gii pháp (tt nht) trong
không gian (vô cùng ln) các gii pháp. Khi không gian tìm kim ln cn phi dùng
nh  t trí tu nhân tc bit. Thut toán gen (GA) là mt trong nht
t thut toán mô t các hing t nhiên: k thu tranh sinh t ci
tin li gii và kho sát không gian li gii. Khái nim k thu tranh sinh tc
gii thích qua ví d v s tin hóa ca qun th th 
Có mt qun th th, trong s  có mt s con nhanh nh    
nhng con khác. Nhng chú th nhanh nhn và thông minh có xác sut b cht
nh n t làm nhng gì tt nht có th: to thêm nhiu th t
nhiên mt s th chm chp, kém thông minh cng vn sng sót bi may mn. Qun th
nhng chú th sng sót s bu sinh sn. Vic sinh sn này s to ra mt hn hp tt v
 u di truyn tht s th chm chp có con vi nhng con th nhanh, mt

s th nhanh vi th nhanh, mt s th thông minh vi th t khác,
thiên nhiên thnh tho  vào mt vào con th      t bin
nguyên liu di truyn th. Nhng chú th con, s       ng
con trong qun th gc vì có nhiu b m nhanh nhng con trong
qun th gc ( bên kia thái cc nhng con ch   i qua quá trình tin hóa
).
Khi tìm kim li gii tthut toán gen c hing vi
câu chuy u tranh sinh tn ca loài th.
Thut toán gen s dng các thut ng n ca di truyn hc. Ta có th nói các
cá th (hay kiu gen, cu trúc), trong mt qun th; nhng cá th   c gi là
chui hay các nhim sc th.      i sinh hc: mi t bào ca mt
chng loi sinh hc mang mt s nhim sc th   i là 46 nhim sc th,
rui là 8 nhim sc tht toán gen trên máy tính, ta ch nói v nhng cá
th có mt nhim sc th. Các nhim sc th c to thành t  là các gen biu
din trong mt chui tuyn tính; mi gen kim soát m
21

Mi nhim sc th (gm mt nhóm gen) s biu din mt li gii c
gia mt nhim sc th c th i s dc); mt tin
trình tic thc hin trên mt qun th các nhim sc th ng vi mt quá
trình tìm kim li gii trong không gian li gii. Tìm kii hai mc tiêu:
khai thác nhng li gii tt nht và kho sát không gian tìm kim. Gii thut leo i (hill-
climbing) là mt ví d v chic cho phép khai thác và ci thin li gii tt nht hin
  i b qua vic kho sát không gian tìm ki c li, tìm kim ngu
nhiên là mt ví d n hình ca chic kho sát không gian tím kim mà không chú ý
vic khai thác nhng vùng ha hn ca không gian. Thut toán gen háp
tìm kim t c s     gia vic khai thác và kho sát không gian tìm
kim.
Thc ra, GA thuc lp các thut toán xác sut nhng li rt khác nhng thut toán
ngu nhiên. Khác bit quan trng gia tìm kim c       m

khác là GA duy trì và x lý mt tp các li gii (mà ta gi là mt qun th). Tt c các
 x lý mm trong không gian tìm kim. Chính vì th, GA mnh
  m hin có rt nhiu.
Ta so sánh GA vi mm hic s dng rng rãi là leo
i:
     t lp và áp dng cho mm duy nhm hin
hành trong không gian tìm kim). Trong m c lp, m m mc chn t lân
cn cm hin hành (vì th c gm lân cn hay
tìm kim cc b). Nm mi cho giá tr (ca hàm mc tiêu) tm mi s tr
 m hin hành. Nu không mt lân cm khác s c chn và th. Quá trình
s dùng nu khong ci thic cho li gii hin hành.
     i ch cung cp các giá tr tc b và nhng giá tr
này ph thuc rt nhim khua, không có thông tin sn có v sai s
i ca li gic.
 c giá tr tt có thc
thc hin nhiu ln, mi ln vi mt tp hm khu khác nhau (nhm này
22

không cn chn ngu nhiên  mt tp h  m kh u ca mt ln thc thi ph
thuc nhiu vào kt qu ca nhng li gi
   cp, GA thc hin tin trình tìm kim li gii t    ng,
bng cách duy trì mt qun th các li gii,  y s i thông
tin ging này. Qun th tri qua quá trình tin hóa:  mi th h li tái sinh các
li gii tt, còn các li gii xu thì b loi b phân bit các li gii khác nhau, hàm
mng.
Cu trúc ca mt gii thut di truyn  vi cu trúc ca bt kì m
tin hóa nào.  c lp gi s t, thut toán gen duy trì mt qun th các li gii (các
nhim sc th) P(t) = {x
1
, x

2

n
}. Mi li gii x
i
 bit  thích nghi ca nó.
Ri mt qun th mi (ln lp th c hình thành bng cách chn gi li nhng cá
th thích nghi nht. Mt s các th ca qun th này tri qua nhng bii nh lai to
   t bi  t bin), hình thành li gii mi. Phép lai kt hp nhng
tính cht ca hai nhim sc th cha  m  to thành nhim sc th con.
Khác vt bin to ra nhng cá th mi vi có nhim sc th không
  n nhng cá th còn li ca qun th  t bin cho p
thông tin mi vào qun th làm cho nguyên liu di truyn phong phú thêm.
 Mi bài toán da vào thut toán gen  gii cn ph n sau:
 Mt cu trúc d liu biu din không gian li gii ca bài toán
   i to qun th  u
 Hàm nh  thích nghi
 Các phép toán di miêu t các quá trình di truyn
 Các tham s thut toán gen s dc qun thc các th
tt, cá th t bi
3.3. n ca thut toán gen
3.3.1. Quá trình lai ghép (phép lai)