Như đã trình bày ở chương 4, mô hình ước lượng dựa trên công thức có những hạn chế làm giảm hiệu quả sử dụng của nó, đó là:
- Hạn chế về tính sẵn sàng.
- Hạn chế về khả năng áp dụng thực tế.
- Hạn chế về tính linh động.
29 trang |
Chia sẻ: vietpd | Lượt xem: 1419 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Phương pháp xây dựng mô hình ước lượng dựa trên công thức bằng Lập trình di truyền, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
64
Chương 6: Phương pháp xây dựng mô hình ước lượng
dựa trên công thức bằng Lập trình di truyền
6.1. Phương pháp ñề xuất
6.1.1. Kiến trúc
Như ñã trình bày ở chương 4, mô hình ước lượng dựa trên công thức có những hạn
chế làm giảm hiệu quả sử dụng của nó, ñó là:
- Hạn chế về tính sẵn sàng.
- Hạn chế về khả năng áp dụng thực tế.
- Hạn chế về tính linh ñộng.
Trong chương này, chúng tôi ñề xuất một phương pháp nhằm khắc phục những hạn
chế của mô hình ước lượng dựa trên công thức, trong khi vẫn phát huy những ưu
ñiểm của nó. Phương pháp ñề xuất cũng sẽ làm thay ñổi căn bản quy trình áp dụng
mô hình ước lượng dựa trên công thức vào thực tế.
Ở cách tiếp cận truyền thống, các mô hình ước lượng dựa trên công thức cần phải
ñược tinh chỉnh lại cho phù hợp trước khi áp dụng vào từng ñội ngũ phát triển phần
mềm cụ thể. Trong khi ñó, luận văn ñề xuất một phương pháp có cách tiếp cận là
xây dựng hẳn một mô hình ước lượng mới cho từng ñội ngũ phát triển. Mô hình
mới ñược xây dựng hoàn toàn tự ñộng dựa trên tập dữ liệu lịch sử của người dùng
(người dùng ở ñây có thể là một cá nhân, một ñội ngũ phát triển phần mềm, hay một
công ty phần mềm muốn triển khai mô hình ước lượng công thực hiện phần mềm
vào môi trường làm việc của mình).
Cách tiếp cận của luận văn có hai ñặc ñiểm cần ghi nhận:
65
- Mô hình mới ñược xây dựng có thể ñược áp dụng trực tiếp vào thực tế mà
không cần thông qua tinh chỉnh. Có ñược ñiều này là do mô hình mới ñược
xây dựng ngay trên chính tập dữ liệu lịch sử của người dùng.
- Công thức của mô hình mới ñược phát sinh một cách tự ñộng và nhanh
chóng, ngay khi cần, người dùng có thể mở rộng tập dữ liệu lịch sử (mở rộng
thông số dự án lẫn số lượng số dự án) và phát sinh lại mô hình mới.
Hình 6.1 trình bày kiến trúc của phương pháp ñược ñề xuất.
Hình 6.1. Kiến trúc của phương pháp luận văn ñề xuất.
Kiến trúc của phương pháp luận văn ñề xuất gồm ba phần:
- ðầu vào: tập dữ liệu lịch sử và thông tin cấu hình, tùy biến công thức của mô
hình cần xây dựng.
- ðầu ra: mô hình ước lượng dựa trên công thức, với công thức của mô hình
ñược tự ñộng phát sinh.
- Phần lõi: bộ phát sinh công thức ñược xây dựng bằng lập trình di truyền.
66
6.1.1.1. Tập dữ liệu lịch sử
ðầu vào ñầu tiên và quan trọng nhất của phương pháp là tập dữ liệu lịch sử của
người dùng. ðây là tập hợp bộ dữ liệu về các dự án phần mềm ñã hoàn thành có
dạng như bảng 6.1.
Dự án
phần mềm
Công thật sự Thông số
tính công 1
Thông số
tính công 2
…
1 Real Effort 1 Cost Driver 11 Cost Driver 12 …
2 Real Effort 2 Cost Driver 21 Cost Driver 22 …
… … … … …
N Real Effort N Cost Driver N1 Cost Driver N2 …
Bảng 6.1. Tập dữ liệu lịch sử của N dự án phần mềm.
Mỗi dòng dữ liệu trong bảng chứa thông tin về một dự án phần mềm ñã hoàn thành
trong quá khứ bao gồm: công thật sự thực hiện và các thông số liên quan ñến việc
tính công.
Không như ở quá trình tinh chỉnh của mô hình ước lượng dựa trên công thức truyền
thống, tập dữ liệu lịch sử ở ñây không chịu sự ràng buộc mỗi cột thông số tính công
phải tương ứng về mặt ý nghĩa với mỗi thông số của mô hình. Ngược lại, mô hình
mới ñược xây dựng ở ñầu ra sẽ có bộ thông số lấy từ các cột của tập dữ liệu lịch sử
ở ñầu vào.
6.1.1.2. Thông tin cấu hình, tùy biến
Một ñầu vào khác của phương pháp là thông tin cấu hình, tùy biến. Những thông tin
này cho phép can thiệp vào quá trình phát sinh công thức tính công cho mô hình
mới. ðiều này nhằm mục ñích tăng tính tiện dụng và khả năng tùy biến cho phương
pháp.
67
Bảng 6.2 liệt kê những thông tin cấu hình, tùy biến ñược dùng làm ñầu vào cho bộ
phát sinh công thức.
Bảng 6.2. Thông tin tùy biến của bộ phát sinh công thức.
STT Cấu hình Ý nghĩa
1 Bộ thông số của mô hình Cho phép lựa chọn những thông số tính
công nào ở tập dữ liệu lịch sử ñể làm thông
số của mô hình ñược xây dựng.
2 Dạng công thức tính công Cho phép quy ñịnh dạng của công thưc tính
công ñược phát sinh ở mô hình mới.
3 ðộ sâu công thức Công thức tính công ñược biểu diễn bằng
cây biểu thức, cấu hình này cho phép quy
ñịnh ñộ sâu của cây biểu thức.
4 Các phép toán trong công thức Cho phép lựa chọn những phép toán sử
dụng trong công thức tính công, chỉ những
phép toán này mới có khả năng xuất hiện
trong công thức.
5 Nhóm thông số lập trình di
truyền
Những thông số vận hành lập trình di
truyền ñể phát sinh công thức như: kích
thước quần thể, số thế hệ tiến hóa, tỷ lệ lai
ghép, ñột biến, …
6.1.1.3. Mô hình ước lượng ñược xây dựng
ðầu ra của phương pháp là một mô hình ước lượng dựa trên công thức. Mô hình
này gồm hai thành phần:
- Công thức tính công ñược phát sinh từ tập dữ liệu lịch sử.
- Bộ thông số của mô hình lấy từ các thông số tính công của tập dữ liệu lịch
sử.
68
Như ñã nhận ñịnh ở chương 4, tập dữ liệu lịch sử có tính chất “cục bộ”, gắn liền với
một ñội ngũ phát triển phần mềm. Vì vậy, ở ñầu vào, tập dữ liệu lịch sử của ñội ngũ
phát triển nào ñược sử dụng, thì ở ñầu ra, mô hình ước lượng ñược xây dựng cũng
sẽ gắn liền với ñội ngũ phát triển ñó. Có thể nói mô hình ước lượng này là ñặc trưng
riêng của ñội ngũ phát triển, nên có thể ñược sử dụng trực tiếp mà không cần tinh
chỉnh như ở mô hình ước lượng dựa truyền thống.
6.1.1.4. Bộ phát sinh công thức
Phần cốt lõi của phương pháp là bộ phát sinh công thức. Nó có nhiệm vụ phát sinh
ra công thức tính công cho mô hình ước lượng cần xây dựng. Công thức này ñược
rút trích từ tập dữ liệu lịch sử và có thể tùy biến nhờ vào thông tin cấu hình tùy biến
ở ñầu vào.
ðể có thể phát sinh công thức theo một tập dữ liệu cho trước, một phương pháp
toán học ñược sử dụng, ñó là phương pháp phân tích hồi quy. Như ñã trình bày ở
chương 5, công cụ phân tích hồi quy tự ñộng có kết quả tốt hiện nay là lập trình di
truyền. Bên cạnh ñó, lập trình di truyền còn cho phép người sử dụng cấu hình, tùy
biến những tham số của nó ñể cho ra kết quả phù hợp. Vì những ñiều này, lập trình
di truyền ñã ñược lựa chọn ñể xây dựng bộ phát sinh công thức.
Nền tảng của bộ phát sinh công thức là là bộ thư viện lập trình di truyền EsLib. Bộ
thư viên này sẽ ñược mô tả chi tiết ở những phần sau.
6.1.2. Quy trình cải tiến áp dụng mô hình ước lượng vào thực tế
Trong thực tế, khi áp dụng mô hình ước lượng dựa trên công thức vào một công ty
hay một ñội ngũ phát triển phần mềm, ñể ñạt ñược hiệu quả cao nhất, một quy trình
áp dụng mô hình gồm ba bước ñược tiến hành như mô tả trong hình 6.2. Quy trình
này ñòi hỏi người dùng mô hình phải tinh chỉnh lại mô hình theo tập dữ liệu lịch sử
trước khi sử dụng. ðây chính là ñiều tạo nên hạn chế về tính sẵn sàng của mô hình
ước lượng dựa trên công thức.
69
Hình 6.2. Quy trình áp dụng mô hình ước lượng dựa trên công thức vào thực tế.
Với phương pháp luận văn ñề xuất, những hạn chế của mô hình truyền thống ñược
khắc phục, khi ñó nảy sinh hai dạng cải tiến của quy trình áp dụng mô hình vào thực
tế.
Dạng cải tiến thứ nhất ñược mô tả trong hình 6.3.
Hình 6.3. Quy trình cải tiến dạng một của phương pháp ñề xuất.
Ý tưởng ở dạng cải tiến thứ nhất rất ñơn giản, bước “Lựa chọn mô hình” và “Tinh
chỉnh mô hình” ở quy trình truyền thống ñược thay thế bằng bước “Xây dựng mô
hình” ở quy trình cải tiến. ðiều này tạo nên sự khác biệt lớn: mỗi ñội ngũ phát triển
phần mềm ñược xây dựng riêng một mô hình ước lượng phù hợp với tập dữ liệu
lịch sử của họ, mô hình này có thể ñược áp dụng trực tiếp mà không cần tinh chỉnh,
và việc xây dựng mô hình ñược thực hiện nhanh chóng và hoàn toàn tự ñộng.
Dạng cải tiến thứ hai ñược mô tả trong hình 6.4.
70
Hình 6.4. Quy trình cải tiến dạng hai của phương pháp ñề xuất..
Không như dạng cải tiến thứ nhất, ở dạng thứ hai, quy trình áp dụng mô hình gồm
ba bước giống với quy trình khi chưa cải tiến. ðiểm khác biệt nằm ở bước “Tinh
chỉnh mô hình”. Ở dạng cải tiến thứ hai, bước “Tinh chỉnh mô hình” ñược thay thế
bằng bước “Tinh chỉnh cải tiến”. ðiều này có nghĩa là: việc ñiều chỉnh công thức
tính công của mô hình sẽ không ñược thực hiện theo cách thức truyền thống gắn
liền với mô hình, thay vào ñó, bộ phát sinh công thức của phương pháp ñề xuất sẽ
ñược sử dụng. Công thức cũ của mô hình sẽ là một thành phần của thông tin cấu
hình, tùy biến làm ñầu vào cho bộ phát sinh công thức. Nhờ ñó, công thức tính công
ñược phát sinh sẽ giữ nguyện ñược dạng của công thức cũ.
6.2. Bộ thư viện EsLib
6.2.1. Giới thiệu EsLib
Như ñã trình bày trong phần phương pháp ở trên, phần cốt lõi của phương pháp ñề
xuất nằm ở bộ phát sinh công thức, có nhiệm vụ phát sinh công thức tính công dựa
trên tập dữ liệu lịch sử cho mô hình ước lượng cần xây dựng. Và ñể thực hiện ñược
ñiều này, bộ phát sinh công thức sử dụng công cụ lập trình di truyền. Phần tiếp theo
này ñi sâu vào trình bày việc hiện thực hóa bộ phát sinh công thức thông qua việc
xây dựng bộ thư viện hỗ trợ lập trình di truyền EsLib. ðây là ñược xem là nền tảng
của bộ phát sinh công thức.
Bộ thư viên EsLib hỗ trợ ñầy ñủ những chức năng cần thiết ñể bộ phát sinh công
thức hoạt ñộng ñược. Hai chức năng chính của EsLib là: sử dụng lập trình di truyền
phát sinh công thức từ tập dữ liệu lịch sử và xây dựng mô hình ước lượng với công
71
thức tính công ñã ñược phát sinh. Ngoài ra, EsLib còn cho phép ñánh giá khả năng
ước lượng của mô hình ñược xây dựng thông qua những ñộ ño.
Bảng 6.3. Những chức năng chính của bộ thư viện EsLib.
STT Chức năng Mô tả
1 Biểu diễn cây biểu thức và
thực hiện những thao tác trên
cây
ðược dùng ñể biểu diễn các cá thể trong
lập trình di truyền, mỗi cá thể là một công
thức tính công tiến hóa qua từng thế hệ với
các phép toán chọn lọc, lai ghép, ñột biến
có thể xảy ra trên cá thể.
2 Vận hành giải thuật di truyền
trên một quần thể các cá thể
Lập trình di truyền sử dụng giải thuật di
truyền ñể thực hiện quá trình tiến hóa quần
thể qua các thế hệ, các cá thể trong quần
thể ở thế hệ sau có ñộ thích nghi cao hơn so
với các thế hệ trước ñó.
3 Tùy biến các thông số lập trình
di truyền
Cho phép tùy biến các thông số về kích
thước quần thể, số thế hệ tiến hóa, cách
thức thực hiện chọn lọc, lai ghép, ñột biến,
… Chức năng này làm tăng khả năng mở
rộng và tái sử dụng của bộ thư viện.
4 Biểu diễn tập dữ liệu lịch sử và
các thao tác trên tập dữ liệu
Biểu diễn tập dữ liệu lịch sử dùng ñể phát
sinh công thức tính công, cho phép ñọc và
duyệt các bộ thông số trong tập dữ liệu.
5 Tạo mô hình ước lượng dựa
trên công thức
Thực hiện việc xây dựng mô hình ước
lượng từ công thức tính công và bộ thông
số mô hình rút trích từ tập dữ liệu lịch sử.
6 Mô phỏng các ñộ ño khả năng
ước lượng của mô hình
ðo khả năng ước lượng của mô hình thông
qua các ñộ ño MMRE, PRED, R2, … Cho
phép lựa chọn và mở rộng ñộ ño sau này.
72
6.2.2. Giải pháp cài ñặt EsLib
Phần chính yếu của bộ thư viện EsLib là công cụ lập trình di truyền, cho phép phát
sinh công thức tính công của mô hình ước lượng. Ban ñầu, khi bắt tay vào xây dựng
bộ thư viện, hai giải pháp sau ñã ñược xem xét:
- Giải pháp 1: sử dụng công cụ lập trình di truyền hiện có trên thị trường. Giải
pháp này nhanh gọn và ñơn giản, chỉ cần tốn công lựa chọn những công cụ
phù hợp hiện có, tìm hiểu cấu trúc và cách hoạt ñộng của nó, rồi tiến hành
việc tích hợp vào bộ thư viện EsLib.
- Giải pháp 2: xây dựng từ ñầu công cụ lập trình di truyền cho bộ thư viện
EsLib. Giải pháp này tốn nhiều thời gian và công sức ñể xây dựng nền tảng
giải thuật di truyền, cách biểu diễn cá thể dạng cây, thực hiện những phép
toán di truyền, … Nhưng bù lại, với việc xây dựng từ ñầu, công cụ lập trình
di truyền thu ñược sẽ hoàn toàn phù hợp với những yêu cầu của bộ thư viện
EsLib.
Với giải pháp 1 sử dụng công cụ lập trình di truyền hiện có, những công cụ ñược
lựa chọn cần thỏa một số ñặc ñiểm sau ñây:
- Miễn phí và có mã nguồn mở ñể thuận tiện cho việc chỉnh sửa, mở rộng các
chức năng.
- Có kiến trúc hướng ñối tượng, tái sử dụng và mở rộng các lớp dễ dàng.
- Hỗ trợ biểu diễn cá thể dưới dạng cây biểu thức.
- Cho phép ñiều chỉnh hàm thích nghi theo nhu cầu.
- Cho phép lựa chọn và mở rộng các phép toán di truyền: chọn lọc, lai ghép,
ñột biến.
- Cho phép can thiệp sâu vào quá trình tiến hóa ở từng thế hệ.
Sau khi thực hiện khảo sát (trong khoảng thời gian cho phép của luận văn), không
có công cụ lập trình di truyền nào hiện có trên thị trường thỏa ñược tất cả các ñặc
ñiểm cần thiết như ñề ra ở trên. Những công cụ hỗ trợ ñầy ñủ tính năng thì lại là sản
73
phẩm kinh doanh, không miễn phí và không mã nguồn mở. Còn những công cụ mã
nguồn mở thì một số không ñủ mạnh ñể có thể tùy biến, can thiệp sâu vào quá trình
hoạt ñộng của giải thuật di truyền, số khác có kiến trúc không tốt, khó tái sử dụng
và mở rộng ñể thực hiện việc tích hợp vào bộ thư viện EsLib. Chính vì lý do này mà
giải pháp 2 xây dựng từ ñầu công cụ lập trình di truyền cho bộ thư viện EsLib ñã
ñược lựa chọn.
Môi trường phát triển của bộ thư viện EsLib ñược lựa chọn là:
- Nền tảng phát triển: .NET Framework 3.0.
- Ngôn ngữ lập trình: ngôn ngữ C#.
6.2.3. Kiến trúc EsLib
Hình 6.5 mô tả kiến trúc bộ thư viện EsLib
Hình 6.5. Kiến trúc bộ thư viện EsLib.
Bảng 6.4 giải thích ý nghĩa các gói (package) trong EsLib. Chi tiết về từng gói của
bộ thư viện EsLib ñược trình bày trong phần kế tiếp.
74
Bảng 6.4. Chức năng các gói trong bộ thư viện EsLib.
STT Tên gói Ý nghĩa
1 exp Bao gồm những thành phần dùng ñể biểu diễn cây biểu thức
(các hằng số, biến số, các toán tử, …). Những thao tác trên cây
như duyệt cây, tìm kiếm phần tử, thêm bớt nhánh, … và ñặc biệt
là tạo lập cây cũng ñược hỗ trợ trong gói này.
2 ga Bao gồm những thành phần chính yếu của một công cụ lập trình
di truyền, cho phép khởi tạo quần thể, xác ñịnh hàm thích nghi,
vận hành giải thuật di truyền, thực hiện các phép toán chọn lọc,
lai ghép, ñột biến qua từng thế hệ. Tất cả ñều ñược xây dựng
trên nền tảng mở, cho phép dễ dàng tùy biến, tái sử dụng và mở
rộng khi cần.
3 Es chứa những thành phần liên quan ñến việc xây dựng mô hình
ước lượng, biểu diễn tập dữ liệu lịch sử. Những ñộ ño khả năng
ước lượng của mô hình cũng ñược cài ñặt trong gói này.
6.2.4. Gói exp
6.2.4.1. Kiến trúc gói exp
Gói exp ñảm trách những vấn ñề liên quan ñến cây biểu thức, một thành phần dùng
ñể biểu diễn cá thể trong lập trình di truyền. Những gói con của gói exp:
- tree
- tree.init
- terminal
- operator
- init
Kiến trúc gói exp ñược mô tả thông qua sơ ñồ lớp ở hình 6.6.
75
H
ìn
h
6.
6.
S
ơ
ñồ
lớ
p
ki
ến
tr
úc
g
ói
e
xp
c
ủa
b
ộ
th
ư
vi
ện
E
sL
ib
.
76
6.2.4.2. Các chức năng chính của gói exp
6.2.4.2.1. Biểu diễn cây biểu thức
Như ñã trình bày ở phần trên, biểu diễn cây biểu thức là chức năng chính của gói
exp. Cây biểu thức có tính chất phân cấp nên ở ñây, mẫu Composite (một trong 23
mẫu thiết kế của Gang of Four) ñược sử dụng. Các lớp ñối tượng chính yếu và ý
nghĩa của chúng trong việc biểu diễn cây biểu thức ñược mô tả ở bảng 6.5.
Bảng 6.5. Chức năng các lớp dùng biểu diễn cây biểu thức trong gói exp.
STT Tên lớp Ý nghĩa
1 expExpression ðại diện cho biểu thức tổng quát, chứa những thành
phần chung nhất của biểu thức như: tính giá trị, rút gọn
biểu thức, kết buộc giá trị cho tham số biểu thức, ...
Lớp expExpression là lớp cơ sở, ñóng vai trò
Component trong mẫu Composite. Mỗi loại biểu thức
cụ thể sẽ kế thừa từ lớp này và hiện thực hóa những
thành phần chung theo cách riêng.
2 expTerminal ðại diện cho các biểu thức ñơn không chứa biểu thức
con là hằng số và biến số trong biểu thức. Lớp
expTerminal kế thừa expExpression, ñóng vai trò lá
trong mẫu Composite, có lớp kết thừa là expNumber và
expSymbol ñại diện từng biểu thức ñơn cụ thể.
3 expOperator ðại diện cho các biểu thức phức hợp như các phép toán
và hàm số học. ðặc ñiểm của expOperator là có thể
chứa các biểu thức con bên trong nó. Mỗi biểu thức con
là một biểu thức tổng quát, có thể là ñơn hay phức hợp.
expOperator kế thừa expExpression, ñóng vai trò phức
hợp trong mẫu Composite. Mỗi phép toán cụ thể kế
thừa expOperator ñể cài ñặt cách thức tính toán riêng.
77
6.2.4.2.2. Khởi tạo cây biểu thức
Một chức năng khác không kém phần quan trọng của gói exp là khởi tạo cây biểu
thức.
Bảng 6.6. Chức năng các lớp dùng khởi tạo cây biểu thức trong gói exp.
STT Tên lớp Ý nghĩa
1 expTreeNodeInitScheme Lớp cơ sở, ñại diện cho cách thức khởi tạo
cây tổng quát, chứa những thành phần
chung nhất trong việc khởi tạo cây như: lựa
chọn nút lá hay nút phức hợp, tạo nút, …
Mỗi cách thức khởi tạo cụ thể sẽ kế thừa từ
lớp expTreeNodeInitScheme và hiện thực
hóa cách thức thức khởi tạo riêng.
2 expTreeNodeInitFullScheme ðại diện cho cách thức khởi tạo cá thể dạng
Full trong lập trình di truyền (xem thêm
chương 5), kế thừa
expTreeNodeInitScheme.
3 expTreeNodeInitGrowScheme ðại diện cho cách thức khởi tạo cá thể dạng
Grow trong lập trình di truyền (xem thêm
chương 5), kế thừa
expTreeNodeInitScheme.
4 expTreeNodeSet ðại diện cho tập các loại nút có thể ñược lựa
chọn trong quá trình khởi tạo cây.
Mỗi bước trong quá trình khởi tạo cây, một
loại nút sẽ ñược lựa chọn ñể thêm vào các
nhánh cây. expTreeNodeSet quản lý tập
những loại nút này. Nó ñược thiết lập trước
khi khởi tạo, cho phép tùy biến cây ñược
khởi tạo.
78
Việc khởi tạo ñược thực hiện bằng hai cách:
- Cách 1: khởi tạo cây biểu thức từ chuỗi biểu thức cho trước. ðây là cách
khởi tạo thông thường và quen thuộc với người sử dụng gói exp ñể làm việc
với biểu thức. Lớp expExpression cung cấp phương thức tĩnh
expExpression.parse(string) ñể thực hiện việc khởi tạo này.
- Cách 2: khởi tạo cây biểu thức ngẫu nhiên và tự ñộng. Cách khởi tạo này
ñược dùng trong quá trình khởi tạo quần thể khi vận hành giải thuật di
truyền. Khởi tạo theo cách này ñòi hỏi cho phép lựa chọn nhiều dạng khởi
tạo khác nhau. Gói exp cung cấp những lớp ñối tượng dùng cho cách khởi
tạo này như mô tả ở bảng 6.6.
6.2.5. Gói ga
6.2.5.1. Kiến trúc gói ga
Gói ga ñảm trách những vấn ñề liên quan giải thuật di truyền và lập trình di truyền.
Những gói con của gói ga:
- ga.selcheme
- ga.gp
Kiến trúc gói ga ñược mô tả thông qua sơ ñồ lớp ở hình 6.7.
79
H
ìn
h
6.
7.
S
ơ
ñồ
lớ
p
ki
ến
tr
úc
g
ói
g
a
củ
a
bộ
th
ư
vi
ện
E
sL
ib
.
80
6.2.5.2. Các chức năng chính của gói ga
6.2.5.2.1. Khởi tạo cá thể
ðể vận hành giải thuật di truyền, trước hết phải tạo các cá thể trong quần thể. Việc
tạo cá thể ñược thực hiện thông qua những lớp ñối tượng mô tả ở bảng 6.7.
Bảng 6.7. Chức năng các lớp dùng khởi tạo cá thể trong gói ga.
STT Tên lớp Ý nghĩa
1 gaIndividual ðại diện cho cá thể tổng quát trong quẩn thể của
giải thuật di truyền, là lớp cơ sở, chứa những ñặc
tính chung nhất mà một cá thể phải có. Những loại
cá thể cụ thể kế thừa từ lớp này ñể hiện thực hóa
những ñặc tính này theo cách riêng.
2 gaExpIndividual ðại diện cho cá thể cây biểu thức ñược dùng trong
lập trình di truyền. Lớp gaExpIndividual kế thừa từ
gaIndividual và chứa dữ liệu là cây biểu thức ñược
cài ñặt ở gói exp.
3 gaIndividualParameters Chứa những thông số cần thiết cho quá trình khởi
tạo cá thể cây biểu thức (ñối tượng
gaExpIndividual). Những thông số này bao gồm:
- Cây biểu thức cơ sở: cá thể dù biến ñổi thế nào
trong quá trình tiến hóa vẫn giữ nguyên dạng cơ
sở.
- Hàm thích nghi: hàm quy ñịnh cách thích nghi
của cá thể dùng trong quá trình tiến hóa.
- Dạng khởi tạo: khởi tạo cá thể Full hay Grow.
- ðộ sâu khởi tạo: ñộ sâu tối ña cá thể khi khởi tạo.
- ðộ sâu tối ña: ñộ sâu tối ña cá thể khi tiến hóa.
81
6.2.5.2.2. Khởi tạo quần thể
Quần thể trong giải thuật di truyền ñược khởi tạo từ một cá thể ban ñầu làm “hạt
giống”. Các cá thể còn lại ñược tạo ra bằng sao chép từ “hạt giống”