Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila
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OCOMO UM PROBLEMA
RELATIVAMENTE
COMPLEXOPODE SER SOLUCIONADO
POR UM ALGORITMO DE
FÁCIL USOE BAIXO CUSTO
COMPUTACIONAL
DA
PROBL
MOCHI
EMA
LA
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DO QUE SE
TRATA ESSA
APRESENTAÇÃO?
1
2
3
O Problema da Mochila, de Richard Karp
O Algoritmo Genético, desenvolvido por John Henry Holland
O desenvolvimento de um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila
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PROBLEMA
DA
MOCHILA
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Ocupar a mochila com o MAIOR VALOR POSSÍVEL,
não ultrapassando o seu PESO MÁXIMO.
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TEMPO (s)
NÚMERO
DE ITENS
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ENTÃO, QUAL A SOLUÇÃO
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ALGORITMO
GENÉTICO
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EVOLUÇ
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EVOLUÇ
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EVOLUÇ
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EVOLUÇ
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EVOLUÇ
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EVOLUÇ
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EVOLUÇ
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EVOLUÇ
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APTIDÃO
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APTIDÃO
Indivíduos MAIS FORTES têm mais chances
de sobreviver e de GERAR DESCENDENTES
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SELEÇÃO
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SELEÇÃO
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SELEÇÃO
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SELEÇÃO
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SELEÇÃO
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SELEÇÃO
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CRUZAMENTO
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CRUZAMENTO
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CRUZAMENTO
+
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CRUZAMENTO
+
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CRUZAMENTO
+ =
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CRUZAMENTO
+ =
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MUTAÇÃO
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MUTAÇÃO
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MUTAÇÃO
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MUTAÇÃO
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REPOSIÇÃO
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REPOSIÇÃO
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REPOSIÇÃO
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REPOSIÇÃO
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA
3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA
3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.
4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA
3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.
4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE
5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,
COM UMA DADA PROBABILIDADE
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA
3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.
4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE
5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,
COM UMA DADA PROBABILIDADE
6 – AVALIAR A APTIDÃO DAS SOLUÇÕES GERADAS
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA
3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.
4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE
5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,
COM UMA DADA PROBABILIDADE
6 – AVALIAR A APTIDÃO DAS SOLUÇÕES GERADAS
7 – ATUALIZAR A POPULAÇÃO
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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA
3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.
4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE
5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,
COM UMA DADA PROBABILIDADE
6 – AVALIAR A APTIDÃO DAS SOLUÇÕES GERADAS
7 – ATUALIZAR A POPULAÇÃO
FIM DO ENQUANTO
![Page 53: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/53.jpg)
PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO
IMPRIMIR A MELHOR SOLUÇÃO OBTIDA
2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.
1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.
ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA
3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.
4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE
5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,
COM UMA DADA PROBABILIDADE
6 – AVALIAR A APTIDÃO DAS SOLUÇÕES GERADAS
7 – ATUALIZAR A POPULAÇÃO
FIM DO ENQUANTO
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DADOS
![Page 55: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/55.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
![Page 56: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/56.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
100
![Page 57: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/57.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:
100
![Page 58: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/58.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:
100
0,05
![Page 59: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/59.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:
NÚMERO DE GERAÇÕES:
100
0,05
![Page 60: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/60.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:
NÚMERO DE GERAÇÕES:
100
0,05
20n
![Page 61: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/61.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:
NÚMERO DE GERAÇÕES:
INSTÂNCIAS PARA CADA CAPACIDADE:
100
0,05
20n
![Page 62: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/62.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:
NÚMERO DE GERAÇÕES:
INSTÂNCIAS PARA CADA CAPACIDADE:
100
0,05
20n
5, ALEATÓRIAS
![Page 63: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/63.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:
NÚMERO DE GERAÇÕES:
ITENS A SEREM AVALIADOS:
INSTÂNCIAS PARA CADA CAPACIDADE:
100
0,05
20n
5, ALEATÓRIAS
![Page 64: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/64.jpg)
TAMANHO DA POPULAÇÃO:
PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:
NÚMERO DE GERAÇÕES:
ITENS A SEREM AVALIADOS:
INSTÂNCIAS PARA CADA CAPACIDADE:
100
0,05
20n
5, ALEATÓRIAS
50, 100, 200 E 500 ITENS
![Page 65: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/65.jpg)
RESULTADOS
![Page 66: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/66.jpg)
GAP MELHOR SOLUÇÃO
![Page 67: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/67.jpg)
50 ITENS:
GAP MELHOR SOLUÇÃO
0 %
![Page 68: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/68.jpg)
50 ITENS:
100 ITENS:
GAP MELHOR SOLUÇÃO
0 %
0,8 %
![Page 69: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/69.jpg)
50 ITENS:
100 ITENS:
200 ITENS:
GAP MELHOR SOLUÇÃO
0 %
0,8 %
1,2 %
![Page 70: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/70.jpg)
50 ITENS:
100 ITENS:
200 ITENS:
500 ITENS:
GAP MELHOR SOLUÇÃO
0 %
0,8 %
1,2 %
2,8 %
![Page 71: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/71.jpg)
50 ITENS:
100 ITENS:
200 ITENS:
500 ITENS:
MÉDIA GERAL:
GAP MELHOR SOLUÇÃO
0 %
0,8 %
1,2 %
2,8 %
1,2 %
![Page 72: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/72.jpg)
CONCLUSÕES
![Page 73: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/73.jpg)
COMPETITIVO
![Page 74: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/74.jpg)
COMPETITIVO
DIVERSAS APLICAÇÕES
![Page 75: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/75.jpg)
COMPETITIVO
DIVERSAS APLICAÇÕES
FÁCIL USO
![Page 76: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/76.jpg)
COMPETITIVO
DIVERSAS APLICAÇÕES
FÁCIL USO
BAIXO CUSTO COMPUTACIONAL
![Page 77: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/77.jpg)
COMPETITIVO
DIVERSAS APLICAÇÕES
FÁCIL USO
BAIXO CUSTO COMPUTACIONAL
GRANDE ADAPTABILIDADE
![Page 78: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052508/559fc4dd1a28abf5368b4707/html5/thumbnails/78.jpg)
MATHEUS GOMES CORREIA
RAFAEL WENDELL BARROS FORTE DA SILVA
BRUNO DE ATHAYDE PRATA
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