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O COMO UM PROBLEMA RELATIVAMENTE COMPLEXO PODE SER SOLUCIONADO POR UM ALGORITMO DE FÁCIL USO E BAIXO CUSTO COMPUTACIONAL DA PROBL MOCHI EMA LA

Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila

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OCOMO UM PROBLEMA

RELATIVAMENTE

COMPLEXOPODE SER SOLUCIONADO

POR UM ALGORITMO DE

FÁCIL USOE BAIXO CUSTO

COMPUTACIONAL

DA

PROBL

MOCHI

EMA

LA

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DO QUE SE

TRATA ESSA

APRESENTAÇÃO?

1

2

3

O Problema da Mochila, de Richard Karp

O Algoritmo Genético, desenvolvido por John Henry Holland

O desenvolvimento de um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila

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PROBLEMA

DA

MOCHILA

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Ocupar a mochila com o MAIOR VALOR POSSÍVEL,

não ultrapassando o seu PESO MÁXIMO.

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TEMPO (s)

NÚMERO

DE ITENS

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ENTÃO, QUAL A SOLUÇÃO

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ALGORITMO

GENÉTICO

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EVOLUÇ

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EVOLUÇ

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EVOLUÇ

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EVOLUÇ

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EVOLUÇ

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EVOLUÇ

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EVOLUÇ

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EVOLUÇ

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APTIDÃO

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APTIDÃO

Indivíduos MAIS FORTES têm mais chances

de sobreviver e de GERAR DESCENDENTES

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SELEÇÃO

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SELEÇÃO

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SELEÇÃO

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SELEÇÃO

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SELEÇÃO

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SELEÇÃO

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CRUZAMENTO

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CRUZAMENTO

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CRUZAMENTO

+

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CRUZAMENTO

+

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CRUZAMENTO

+ =

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CRUZAMENTO

+ =

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MUTAÇÃO

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MUTAÇÃO

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MUTAÇÃO

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MUTAÇÃO

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REPOSIÇÃO

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REPOSIÇÃO

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REPOSIÇÃO

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REPOSIÇÃO

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA

3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA

3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.

4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA

3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.

4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE

5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,

COM UMA DADA PROBABILIDADE

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA

3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.

4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE

5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,

COM UMA DADA PROBABILIDADE

6 – AVALIAR A APTIDÃO DAS SOLUÇÕES GERADAS

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA

3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.

4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE

5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,

COM UMA DADA PROBABILIDADE

6 – AVALIAR A APTIDÃO DAS SOLUÇÕES GERADAS

7 – ATUALIZAR A POPULAÇÃO

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA

3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.

4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE

5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,

COM UMA DADA PROBABILIDADE

6 – AVALIAR A APTIDÃO DAS SOLUÇÕES GERADAS

7 – ATUALIZAR A POPULAÇÃO

FIM DO ENQUANTO

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PSEUDO-CÓDIGO DE UM AG PADRÃO

IMPRIMIR A MELHOR SOLUÇÃO OBTIDA

2 – AVALIAR AS SOLUÇÕES GERADAS.

1 – GERAR UMA POPULAÇÃO DE SOLUÇÕES.

ENQUANTO UM CRITÉRIO DE PARADA NÃO FOR SATISFEITO, FAÇA

3 – SELECIONAR UM CONJUNTO K DE PAIS.

4 – REALIZAR O CRUZAMENTO DOS PAIS, DADA UMA PROBABILIDADE

5 – REALIZAR A MUTAÇÃO DAS W SOLUÇÕES GERADAS,

COM UMA DADA PROBABILIDADE

6 – AVALIAR A APTIDÃO DAS SOLUÇÕES GERADAS

7 – ATUALIZAR A POPULAÇÃO

FIM DO ENQUANTO

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DADOS

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TAMANHO DA POPULAÇÃO:

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TAMANHO DA POPULAÇÃO:

100

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TAMANHO DA POPULAÇÃO:

PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:

100

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TAMANHO DA POPULAÇÃO:

PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:

100

0,05

Page 59: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila

TAMANHO DA POPULAÇÃO:

PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:

NÚMERO DE GERAÇÕES:

100

0,05

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TAMANHO DA POPULAÇÃO:

PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:

NÚMERO DE GERAÇÕES:

100

0,05

20n

Page 61: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila

TAMANHO DA POPULAÇÃO:

PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:

NÚMERO DE GERAÇÕES:

INSTÂNCIAS PARA CADA CAPACIDADE:

100

0,05

20n

Page 62: Um Algoritmo Genético Híbrido para o Problema da Mochila

TAMANHO DA POPULAÇÃO:

PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:

NÚMERO DE GERAÇÕES:

INSTÂNCIAS PARA CADA CAPACIDADE:

100

0,05

20n

5, ALEATÓRIAS

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TAMANHO DA POPULAÇÃO:

PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:

NÚMERO DE GERAÇÕES:

ITENS A SEREM AVALIADOS:

INSTÂNCIAS PARA CADA CAPACIDADE:

100

0,05

20n

5, ALEATÓRIAS

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TAMANHO DA POPULAÇÃO:

PROBABILIDADE DE MUTAÇÃO:

NÚMERO DE GERAÇÕES:

ITENS A SEREM AVALIADOS:

INSTÂNCIAS PARA CADA CAPACIDADE:

100

0,05

20n

5, ALEATÓRIAS

50, 100, 200 E 500 ITENS

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RESULTADOS

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GAP MELHOR SOLUÇÃO

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50 ITENS:

GAP MELHOR SOLUÇÃO

0 %

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50 ITENS:

100 ITENS:

GAP MELHOR SOLUÇÃO

0 %

0,8 %

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50 ITENS:

100 ITENS:

200 ITENS:

GAP MELHOR SOLUÇÃO

0 %

0,8 %

1,2 %

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50 ITENS:

100 ITENS:

200 ITENS:

500 ITENS:

GAP MELHOR SOLUÇÃO

0 %

0,8 %

1,2 %

2,8 %

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50 ITENS:

100 ITENS:

200 ITENS:

500 ITENS:

MÉDIA GERAL:

GAP MELHOR SOLUÇÃO

0 %

0,8 %

1,2 %

2,8 %

1,2 %

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CONCLUSÕES

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COMPETITIVO

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COMPETITIVO

DIVERSAS APLICAÇÕES

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COMPETITIVO

DIVERSAS APLICAÇÕES

FÁCIL USO

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COMPETITIVO

DIVERSAS APLICAÇÕES

FÁCIL USO

BAIXO CUSTO COMPUTACIONAL

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COMPETITIVO

DIVERSAS APLICAÇÕES

FÁCIL USO

BAIXO CUSTO COMPUTACIONAL

GRANDE ADAPTABILIDADE