Sistema Para Optimizar Funciones Matemáticas con Algoritmos Genéticos en Java

Objetivo General:

Diseñar e Implementar un sistema que optimice funciones de dos variables polinómicas,  trigonométricas y exponenciales  mediante Algoritmos Genéticos.

 

Objetivos Particulares:

• -           Diseñar e implementar el Algoritmo Genético Simple (AGS) usando Programación Orientada a Objetos con JAVA, que optimice funciones del tipo: 
 

 

• -          Diseñar e implementar un sistema de escritorio que permita la optimización de las funciones matemáticas definidas por el usuario mediante el AGS.

• -          Diseñar e implementar un sistema basado en web que permita la optimización de las funciones matemáticas definidas por los usuarios registrados mediante el AGS.

• -          Diseñar e implementar la Base de Datos para almacenar las funciones y ingresadas por cada usuario en el sistema web, así como los parámetros y resultados obtenidos por el AGS.

 

Introducción

Los Algoritmos Genéticos son estrategias de optimización inspirados en la evolución y la selección natural de Darwin. Actualmente son utilizados para resolver problemas de optimización combinatoria y otros problemas de búsqueda y optimización general. Son algoritmos muy robustos que tienen gran potencia para resolver muy diversos problemas por ser un método general que tiene grandes ventajas sobre los métodos tradicionales  de optimización.

El sistema que me planteo tiene como objetivo para mostrar su funcionamiento y versatilidad para optimizar (maximizar o minimizar) funciones o modelos matemáticos mediante la implementación del llamado Algoritmo Genético Simple.

Los pasos del AGS son:

• 1.       Inicialización
• 2.       Evaluación
  Repetir hasta cumplir criterio de paro
• 3.       Selección
• 4.       Cruzamiento
• 5.       Mutación
• 6.       Evaluación
• 7.       Reemplazo

Las características del AGS:

• -          Codificación cadena binaria (1 y 0)
• -          Método de Selección  Ruleta, Estocástico Universal
• -          Operador Principal Cruza de 1 y 2 puntos, Cruza uniforme
• -          Mutación binaria

Características del Sistema 

El sistema de escritorio deberá permitir ingresar al usuario la función según se estableció anteriormente, ingresar los parámetros del AGS y configuración de sus  métodos. Ejecutar el AGS y brindar un reporte con los resultados de la optimización.

El sistema web deberá tener un control de acceso mediante nombre de usuario y contraseña, permitir ingresar la función según se estableció previamente, ingresar los parámetros del AGS así como su configuración de métodos y parámetros, ejecutar el AGS y desplegar un reporte con graficas de los resultados obtenidos. Del la misma forma el sistema deberá guardar las funciones ingresadas anteriormente, incluidos los parámetros usados y los resultados obtenidos.