Métodos de codificación en el algoritmo genético

Antecedentes biológicos:

Cromosoma: Todos los organismos vivos están formados por células. En cada célula hay un mismo conjunto de cromosomas. Los cromosomas son strings de ADN y se componen de genes, bloques de ADN. Cada gen codifica un rasgo, por ejemplo, el color de los ojos. 
Reproducción: Durante la reproducción, la combinación (o cruce) ocurre primero. Los genes de los padres se combinan para formar un cromosoma completamente nuevo. La descendencia recién creada puede entonces ser mutada. Los cambios se deben principalmente a errores en la copia de genes de los padres. La aptitud de un organismo se mide por el éxito del organismo en su vida. 

Operación de algoritmos genéticos: 
dos elementos importantes que se requieren para cualquier problema antes de que se pueda usar un algoritmo genético para una solución son 

• Método para representar una solución ej: una string de bits, números, caracteres ej: determinación del peso total.
• Método para medir la calidad de cualquier solución propuesta, utilizando la función de aptitud.

Principios básicos :

• Un individuo se caracteriza por un conjunto de parámetros: Genes
• Los genes se unen en una string: cromosoma
• El cromosoma forma el genotipo.
• El genotipo contiene toda la información para construir un organismo: Fenotipo
• La reproducción es un proceso “tonto” en el cromosoma del genotipo 
• La aptitud se mide en el mundo real («Lucha por la vida») del fenotipo.

Fases algorítmicas: 

Simple_Genetic_Algorithm()
{
     Initialize the population;
     Calculate Fitness Function;

     while(Fitness Value != Optimal Value)
     {
          Selection;  //Natural Selection, survival of fittest
          Crossover;  //Reproduction, propagate favorable characteristics
          Mutation;
          Calculate Fitness Function;
      }
}

Codificación mediante string: 
la codificación de los cromosomas es el primer paso para resolver el problema y depende totalmente del problema en gran medida. El proceso de representar la solución en forma de una string de bits que transmite la información necesaria. Así como en un cromosoma, cada gen controla una característica particular del individuo, de manera similar, cada bit en la string representa una característica de la solución. 

Métodos de codificación: 

• Codificación binaria: métodos de codificación más comunes. Los cromosomas son strings de 1 y 0 y cada posición en el cromosoma representa una característica particular del problema. 

• Codificación de permutación: útil en pedidos como el problema del viajante de comercio (TSP). En TSP, cada cromosoma es una string de números, cada uno de los cuales representa una ciudad a visitar. 

• Codificación de valores: se utiliza en problemas en los que se utilizan valores complicados, como números reales, y en los que la codificación binaria no es suficiente. Bueno para algunos problemas, pero a menudo necesario para desarrollar algunas técnicas específicas de cruce y mutación para estos cromosomas.