Un modelo de rendimiento de algoritmos evolutivos aplicados a la selección de la solución deseada

218 Pages·2009·2.43 MB·Spanish

UNIVERSIDAD DE GRANADA
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos
Un modelo de rendimiento de algoritmos
evolutivos aplicados a la selección de la
solución deseada
Enrique Yeguas Bolívar
Editor: Editorial de la Universidad de Granada
Autor: Enrique Yeguas Bolívar
D.L.: GR. 2015-2009
ISBN: 978-84-692-2249-2

UNIVERSIDAD DE GRANADA
Programa Oficial de Postgrado de Métodos y Técnicas
Avanzadas de Desarrollo de Software
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos
Un modelo de rendimiento de algoritmos
evolutivos aplicados a la selección de la
solución deseada
Enrique Yeguas Bolívar
Directores de Tesis
Robert Joan-Arinyo M. Victoria Luzón
Granada 2009

La memoria ”Un modelo de rendimiento de algoritmos evolutivos aplicados
a la selección de la solución deseada” que presenta D. Enrique Yeguas Bo-
lívar para optar al grado de Doctor ha sido realizada dentro del programa
de doctorado ”Métodos y Técnicas Avanzadas de Desarrollo de Software” del
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos de la Universidad de
Granada, bajo la dirección de los doctores Robert Joan Arinyo, del Departa-
ment de Llenguatges i Sistemes Informàtics de la Universitat Politècnica de
Catalunya, y María Victoria Luzón García, del Departamento de Lenguajes
y Sistemas Informáticos de la Universidad de Granada.
Granada, 2009
El doctorando
Enrique Yeguas Bolívar
Los directores
Robert Joan Arinyo María Victoria Luzón García

Agradecimientos
Llegado al final de uno de los grandes retos a los que me he enfrentado
en esta vida, cabe dar las gracias a todos aquellos que de una u otra forma
iluminaronestedifícilyprolongadocamino.Enprimerlugar,hedeagradecer
a mis directores de tesis, Robert y Vicky, su motivación, comprensión, ayuda
y apoyo a pesar de la distancia. La pasión de ser investigador que ellos me
han transmitido, cada uno con su particular y complementaria forma de ser,
es algo que era inpensable para mí adquirir.
En segundo lugar, he de agradecer la acogida, ayuda, cariño y simpatía de
todoslosintegrantesdelGrupd’Informàticaal’Enginyeriaconlosque,entre
català y castellà, he convivido gratamente y compartido comidas y cafés
durante mis dos estancias en la Universitat Politècnica de Catalunya de
Barcelona. He de hacer especial mención a Toni por sus ideas y aportaciones
yalpropioRobertportodasudedicación,discusioneseideasy,porsupuesto,
por hacerme sentir como ’en casa’.
Agradezco todo el cariño y apoyo que me brindaron los profesores y becarios
del Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos de la Universidad
de Granada durante mis inicios en el doctorado y como docente dentro de la
Universidad. Sé que tengo grandes amigos y mejores personas allí, unos han
quedado, otros regresado (como Vicky) y otros se fueron. Es de destacar el
apoyo inicial de Juan Carlos Torres, mi tutor de doctorado.
Esnecesariorecogeraquítambiéntodoloqueherecibidodemiscompañeros
del Departamento de Informática y Análisis Numérico de la Universidad de
Córdoba. El día a día con todos y cada uno de ellos me ha hecho avanzar en
la culminación de esta empresa. Merecen mención especial los que me han
sufrido en el despacho: Carlos Porcel (compañero de aventuras en Cádiz),
Carlos García, Rafa Muñoz y JR Romero. Así mismo, no puedo dejar de
agradecerlasaportacionesdelosintegrantesdelúnicodespachovecino,entre
ellos Luisma, y de los que en mí creyeron tras llegar a Córdoba.
iv
No he de olvidar tampoco a todos los amigos, grandes amigos, que me han
tendido la mano durante este bagaje lleno de obstáculos. Compartir unas
palabras y unas risas me han hecho retomar la ruta con mayor empuje cada
vez. Agradezco mucho que os hayáis cruzado en mi vida: a Juan (mi mano
amiga en Barcelona), a todos mis colegas avemarianos (Luis, Alonsillo, A.
Díaz,Pepe,Chanchiyelrestodeinolvidables),amiscompañerosdeaventura
malagueña en el Parque Tecnológico (especialmente a Mavi), a mis buenos
amigos de Córdoba (Alfonso entre ellos) y a Antonio Cañas y al Castro por
hacer de Granada mi eterna morada.
Es el turno de tratar de agradecer lo máximo posible, mediante sólo unas
líneas, a aquellos que me dieron la vida y a los que debo tanto: mis padres,
Enrique y Juani. Estáis presentes siempre en mi corazón, cuán importantes
sois para mí, y de ahí que haya dado todo de mi parte para que estéis
orgullosos de mí. Gracias por ser vosotros y por todo vuestro amor y cariño.
En los momentos difíciles no me habéis dejado caer al vacío.
Mi mejor amigo ha de llevarse también un gran agradecimiento. Ése eres tú,
Juan Francisco, mi inseparable hermano. Has sido y eres mi mejor referente
para salir cada día adelante con fuerza y sin miedo.
Gracias, también, a mi familia, a los que están y a los que se fueron y tanto
añoro, por lo que para mí significan y por todo su calor y cariño.
Finalmente, es la tierna sonrisa y los preciosos ojos que, desde hace pocos
años, a mi lado siempre están los que merecen mi agradecimiento. Gracias,
María José, no imaginas cuánto me has ayudado sin tener ni idea de lo que
este manuscrito recoge.
Este trabajo ha sido financiado parcialmente por el Ministerio de Educación
y Ciencia y FEDER bajo los proyectos TIN2004-06326-C03-02 y TIN2007-
67474-C03-01.
Índice general
Índice de Figuras ix
Índice de Tablas xiii
1. Introducción 1
1.1. Presentación y marco del trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3. Estructura y contenido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Metaheurísticas. Algoritmos evolutivos 7
2.1. Problemas de optimización combinatoria . . . . . . . . . . . . 7
2.2. Metaheurísticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3. Computación Evolutiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4. Algoritmos Genéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.1. Estructura de un Algoritmo Genético . . . . . . . . . . 17
2.4.2. Representación de cromosomas . . . . . . . . . . . . . 18
2.4.3. Mecanismo de selección . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4.4. Operadores genéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4.5. Tipos de Algoritmos Genéticos . . . . . . . . . . . . . 21
2.4.6. Propagación genética: El teorema de los esquemas . . 21
2.4.7. Ventajas e inconvenientes . . . . . . . . . . . . . . . . 24