Тема: Разработка программного обеспечения для 3D визуализации работы генетического алгоритма
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ 6
2 ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ 5
2.1 Описание генетического алгоритма 9
2.2 Выбор тестовых функций для визуализации 14
3 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ 3D ВИЗУАЛИЗАЦИИ 9
3.1 Функциональная особенность программной реализации 17
3.2 Технические особенности программной реализации 18
3.3 Структура проекта 19
3.4 Классовая наполненность проекта 22
3.5 Описание интерфейса пользователя 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49
📖 Введение
Одновременно с этим в теории оптимизации существуют такие алгоритмы, принцип действия которых проще понять путем рассмотрения примеров вычислений. К таким алгоритмам относятся генетические алгоритмы.
Поэтому целью данной работы является повышение наглядности обучающих материалов по теории оптимизации за счет 3D визуализации работы генетического алгоритма.
Для достижения данной цели в исследовании решались следующие задачи: анализ перспектив визуализации алгоритмов, анализ принципов работы генетического алгоритма, разработка программного обеспечения для 3D визуализации генетических алгоритмов.
В результате выполнения бакалаврской работы на языке программирования Scala было разработано программное обеспечения для 3D визуализации процесса поиска глобальных экстремумов функции с помощью генетического алгоритма. Программное обеспечение генерирует 3D сцену, содержащую в себе поверхность исследуемой функции и решения, найденные на текущей итерации генетическим алгоритмом. При этом обеспечено интерактивное управления обзором на 3D сцену, что повышает наглядность при наблюдении за процессом поиска экстремумов функции.
При необходимости возможна интеграция в программное обеспечение поддержки шлемов VR (виртуальной реальности).
✅ Заключение
1. Распространение вирусной инфекции COVID-19 будет стимулировать развитие дистанционного образования, по этой причине актуальным вопросом будет являться разработка средств визуализации изучаемого учебного материала.
2. Генетические алгоритмы является одной из тем теории оптимизации, понимание которой (из-за множества параметров алгоритма) требует рассмотрения большого количества практических примеров.
3. Основными параметрами генетического алгоритма, влияющими на результат решения задачи оптимизации, являются: размер популяции на каждой итерации; количество пар, генерируемых для скрещивания; процент лучших особей, участвующих в скрещивании; коэффициент расчета параметров особи после скрещивания; процент лучших особей попадающих в популяцию перед переходом на следующую итерацию (остальные места в популяции занимают особи, сгенерированные случайным образом); вероятность мутации особи после скрещивание и сила мутации.
4. На языке программирования Scala было разработано программное обеспечения для 3D-визуализации процесса поиска глобальных экстремумов функции с помощью генетического алгоритма. Программное обеспечение генерирует 3D сцену, содержащую в себе поверхность исследуемой функции и решения, найденные на текущей итерации генетическим алгоритмом. При этом обеспечено интерактивное управления обзором на 3D сцену, что повышает наглядность при наблюдении за процессом поиска экстремумов функции.
5. Дальнейшее развитие программного обеспечения возможно за счет внедрения поддержки шлемов виртуальной реальности VR.
Таким образом, все поставленные задачи выполнены, и цель работы достигнута.





