Hücresel Genetik Algoritmaların İncelenmesi ve Performansının Geliştirilmesi


Tezin Türü: Bütünleşik Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Enformatik Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sevgi Akten Karakaya

Danışman: Mehmet Hakan Satman

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Doğal seçilim ve genetik süreçlerden esinlenerek geliştirilen Hücresel Genetik Algoritmalar, genetik işlemleri belirli komşuluk kurallarına göre uygulayarak çeşitli optimizasyon zorluklarıyla başa çıkabilmektedir. Bu araştırma, Hücresel Genetik Algoritmalar içindeki uzamsal yapıları, bağlantı desenlerini ve iletişim mekanizmalarını inceleyerek çok yönlü bir keşfe çıkmaktadır. Çalışma, hücrelerin etkileşimlerinin, genetik bilginin ve ortaya çıkan kolektif davranışların etkili problem çözümüne nasıl katkı sağladığını anlamaya yönelik deneyler içermektedir. Bunun yanı sıra çeşitli optimizasyon problemlerinin çözümü için yenilikçi stratejiler önererek algoritmanın performansını artırmayı amaçlamaktadır. Bu tezdeki nihai amaç, Hücresel Genetik Algoritmaları geliştirerek çeşitli optimizasyon senaryolarındaki etkinliğini ve performansını artırabilmektir. Bunu yapabilmek için bir takım test fonksiyonları ile simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu araştırma, özellikle reel değerli optimizasyon problemleri için özel olarak tasarlanmış makine kodlu (byte tabanlı) operatörleri kullanarak geliştirilmiş bir hücresel genetik algoritma sunmaktadır. Sayısal verileri bellek açısından verimli bir şekilde işlemek üzere tasarlanmış olan byte tabanlı operatörlerin kullanımı, bu yaklaşımı farklı kılan bir özelliktir. Simülasyon sonuçları, byte operatörlü Hücresel Genetik Algoritmanın geleneksel karşıtlarını sürekli olarak geride bıraktığını göstererek, bu yeni yaklaşımın reel değerli optimizasyon senaryolarındaki etkinliğini ortaya koymaktadır. Geliştirilen algoritma, Ackley, Bent Cigar, Bohachevsky, Drop Wave, Modified Schaffer #1 ve #2, Sum of Different Powers, Griewank, Rotated Hyper-Ellipsoid, Holzman, Matyas, Rastrigin, Powell, Sphere, Three-Humps Camel ve Zakharov test fonksiyonları için yüksek performans sergileyerek reel değerli problemlerde etkili olduğunu kanıtlamaktadır.