A.2 Glossar

Allel

· allelos (gr.) - einander, gegenseitig, wechselseitig

· Zustandsformen eines Gens (bei diploiden oder polyploiden Organismen)
(bei haploiden Organismen sind Allel und Gen identisch)

siehe auch: Dominanz, rezessiv

bias

· (engl.) schräg, schief, Ablenkung nach einer Seite, Bevorzugung (einer Variante)

· (EA) absolute Differenz zwischen der normalisierten Fitneß eines Individuums und seiner erwarteten Reproduktionswahrscheinlichkeit,
Parameter bei der Bewertung von Selektionsverfahren

siehe auch: Selektion, spread

binär-kodiert

siehe: Kodierung

Chromosom

· chromos (gr.) - Farbe, soma (gr.) - Körper;     färbbare Körper

· (biol.) Träger der im Zellkern enthaltenen Erbinformation eines Lebewesens

siehe auch: Diploidie

Chromosomensatz

· (biol.) Anzahl der im haploiden Zustand vorhandenen Chromosomen (Grundzahl, Basiszahl)

siehe auch: Chromosom

crossover

· crossing-over (engl.) - überkreuzen

· (biol.) Mechanismus, der zum Austausch von Genen zwischen homologen Chromosomen (in der Prophase der Meiose) führt

· (EA) Synonym für Rekombination (vor allem im amerikanischen Sprachraum benutzt)

siehe auch: Rekombination

crowding

· (engl.) wimmeln, zusammengedrängt sein, gefüllt sein

· (EA) der Selektionsdruck auf viele ähnlichen Individuen ist größer als auf Individuen, die sich voneinander stärker unterscheiden; Kampf um begrenzte Ressourcen - Individuen in weniger bevölkerten Nischen haben eine höhere Lebens- und Fortpflanzungswahrscheinlichkeit, als Individuen in überfüllten Nischen

siehe auch: niching, sharing

deme

· demos (gr.) - Volk

· (biol.) letzte natürliche Einheit in sich sexuell fortpflanzenden Arten, die aus taxonomisch eng verwandten Individuen besteht; lokale Populationen, in denen Panmixie herrscht

· (EA) Unterpopulation; Fortpflanzungsgemeinschaft (Selektionspool)

siehe auch: Unterpopulation, Selektionspool

diploid / Diploidie

· diplous (gr.) - zweifach, doppelt

· (biol.) doppelter Chromosomensatz in der Zelle; normaler genetischer Zustand höherer Organismen

siehe auch: haploid, polyploid

diversity

· (engl.) Vielfalt, Verschiedenheit, Mannigfaltigkeit; diversus (lat.) - verschieden

· Maß für die Verschiedenheit bzw. Mannigfaltigkeit von Individuen

siehe auch: loss of diversity

Domain (einer Variable)

· (engl.) Gebiet

· (EA) Definitionsbereich einer Variablen;
Bereich aller möglichen Werte, die eine Variable annehmen kann, wird oft durch eine untere und eine obere Schranke begrenzt

Dominanz

· dominare (lat.) herrschen, vorherrschen

· (biol.) ein dominantes Allel hat Vorrang über alle anderen Allele (die rezessiven Allele), das dominante Allel bestimmt die Merkmalsausprägung

siehe auch: rezessiv

Duplikation

· (engl.) Verdopplung

· (EA) evolutionärer Operator

siehe auch: Inversion, Mutation, Rekombination

gray-kodiert

siehe: Kodierung

elitism

· (engl.) Auswahl der Elite (der Besten)

· (EA) das beste Individuum/die besten Individuen der alten Generation überleben in die neue Generation _ elitest Selektion

siehe auch: Selektion, generation gap

Fitneß

· Leistungsfähigkeit, Eignung

· (biol.) Fortpflanzungswahrscheinlichkeit eines Individuums im Vergleich zu anderen Individuen in demselben Lebensraum

· (EA) Fortpflanzungswahrscheinlichkeit eines Individuums im Vergleich zu allen anderen Individuen in demselben Selektionspool

siehe auch: Zielfunktion, Zielfunktionswert

Generation

· (biol.) aufeinanderfolgende Nachkommenschaften

· (EA) zwei Bedeutungen werden verwendet: aufeinanderfolgende Nachkommenschaften und Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Nachkommenschaften

generation gap

· (engl.) Generationslücke

· (EA) Verhältnis zwischen der Anzahl der Nachkommen und der Anzahl der Individuen in der Elternpopulation; (0.9: (0.9 · Anzahl der Eltern) Nachkommen werden gebildet; 3.0: es werden drei mal so viele Nachkommen gebildet, wie Eltern in der Population sind)

Gen

· (gr.)

· (biol.) an spezifischer Stelle eines Chromosoms lokalisierbare Erbanlage

siehe auch: Allel

Genotyp

· (biol.) Gesamtheit der Erbinformation im Zellkern, Teil des Idiotyps
Idiotyp: Gesamtheit der Erbinformation einer Zelle,
Plasmotyp: Gesamtheit der Erbinform. im Zytoplasma (alles außerhalb des Zellkerns)

siehe auch: Phänotyp

haploid / Haploidie

· haplous (gr.) - einzeln, einfach

· (biol.) einfacher Chromosomensatz in der Zelle, normaler genetischer Zustand von Prokaryoten und von eukaryotischen Keimzellen nach der Meiose.

siehe auch: diploid, polyploid

heterozygous

· hetero (gr.) - verschieden, ungleich, zygous (gr.) - befruchtete Eizelle;
ungleicherbig, gemischterbig

· (biol.) diploide bzw. polyploide Zellen, in denen mindestens ein Allel unterschiedlich ist

siehe auch: homozygous, diploid, polyploid

homozygous

· homo (gr.) - gleich, zygous (gr.) - befruchtete Eizelle;
reinerbig

· (biol.) beide bzw. alle Chromosomensätze sind gleich

siehe auch: heterozygous, diploid, polyploid

Individuum

· individuus (lat.) - losgelöst, selbständig, unteilbar
ein einzelnes Wesen aus einer Gruppe oder Art, das in sich abgeschlossen ist

· (biol.) Tier: geschlossenes System, Pflanze: offenes System

· (EA) ein Individuum stellt jeweils eine Lösung für das bearbeitete Problem dar (ein Punkt im Suchraum); ein Individuum besteht aus Variablen, mehrere Individuen bilden eine (Unter-)Population

siehe auch: Variable

Inversion

· (engl.) Umkehrung

· (EA) evolutionärer Operator

siehe auch: Duplikation, Mutation, Rekombination

Kodierung

· Art der Darstellung der Information

· (EA) unterschieden wird zwischen: 1. Darstellung im Format der Variablen des Problems und 2. Umsetzung der Variablen in ein anderes Format, z.B. reelle oder ganzzahlige Variablen werden als eine Kette von binären Zahlen dargestellt

· binäre Kodierung: binär - zweiwertig
(EA) Darstellung der Variablen eines Individuums durch binäre Zahlen; ganzzahlige Zahlen lassen sich eindeutig durch binäre Zahlen darstellen, reelle Zahlen müssen diskretisiert werden, bevor sie durch binäre Zahlen dargestellt werden können

· Gray-Kodierung (nach Frank Gray):
(EA) Darstellung der Variablen eines Individuums durch binäre Zahlen, wobei benachbarte Werte der Variablen durch solche binäre Zahlen kodiert werden, die sich in ihrer Repräsentation nur in einer Bitposition unterscheiden. Wenn die Werte der Variablen schrittweise verändert werden, so verändert sich dadurch in jedem Schritt die entsprechende binäre Zahl nur an einer Stelle. Ganzzahlige Zahlen lassen sich direkt mittels eines Gray-Kodes in binäre Zahlen umsetzen, reelle Zahlen müssen vorher diskretisiert werden.

korrelierte Variablen

· correlatio (lat.) - Wechselbeziehung

· (EA) Wenn eine Variable verändert wird, dann müssen andere Variablen mit verändert werden, damit es zu einer weiteren Verbesserung der Zielfunktion kommt;
beim Vorliegen korrelierter Variablen kann durch die Veränderung nur einer Variablen keine Verbesserung der Zielfunktion erreicht werden, es müssen alle korrelierten Variablen zusammen und in die richtige Richtung verändert werden. Ein Beispiel einer Funktion mit stark korrelierten Variablen ist Rosenbrock's Funktion.

loss of diversity

· (engl.) Verlust an Vielfalt/Mannigfaltigkeit/Diversität

· (EA) Anteil der Individuen des Selektionspools, die während einer Selektionsphase nicht ausgewählt werden (die Individuen/Information, die bei einer vollständigen Ersetzung der Elternpopulation durch die Nachkommenpopulation verloren gehen würden); Parameter bei der Bewertung von Selektionsverfahren

siehe auch: diversity

Migration

· migrare (lat.) - wandern, fortziehen, auswandern

· (biol.) Austausch von Individuen zwischen Populationen

· (EA) Wanderung bzw. Bewegung von Individuen von einer Unterpopulation zu anderen Unterpopulationen

Mutation

· mutare (lat.) - springen

· (biol.) sprunghaft auftretende Veränderung der Information eines Individuums, meist zufällig oder mit zufälligen Elementen

· (EA) evolutionärer Operator (z.B. Umschalten einer binären Zahl, Addition einer Zufallszahl zu einer diskreten oder reellen Zahl, Austausch von Teilbäumen bei Strukturen, Austausch von Variablen in Reihenfolgeproblemen)

siehe auch: Rekombination

niching

· niche (engl.) - Nische

· (EA) Ausbildung von Nischen (Gruppen voneinander räumlich getrennter Individuen) durch die Arbeit des Evolutionären Algorithmus, z.B. sharing und mehrkriterielles Ranking

siehe auch: sharing

offline Performanz

· (EA) Maß für den Fortschritt einer Population durch Bewertung der Güte des besten Individuums einer Population

siehe auch: online Performanz

online Performanz

· (EA) Maß für den Fortschritt einer Population durch Bewertung der durchschnittlichen Güte einer Population

siehe auch: offline Performanz

panmictic

· (engl.) uneingeschränkt
Panmixie (gr.) - Mischung

· (biol.) Bezeichnung für die zufällige Paarung von zwei verschiedengeschlechtlichen Individuen in einer Population. In sehr großen Populationen haben zwei beliebige verschiedengeschlechtliche Individuen die gleiche Paarungswahrscheinlichkeit.

· (EA) panmictische Population: keine Beschränkungen innerhalb der Population für die Selektion von Individuen (im Gegensatz zu einer in Unterpopulationen unterteilten Population bzw. einer Population, in der eine lokale Selektion stattfindet)

siehe auch: Selektion

Pareto-Dominanz

· (EA) Ein Vektor a = (a₁,...,a_n) dominiert einen Vektor b = (b₁,...,b_n) dann und nur dann wenn gilt:

Pareto-Optimalität

· (EA) Ein Individuum A ist dann Pareto-optimal, wenn es kein anderes Individuum B gibt, durch dessen Kriterienvektor, b = f(B) = (b₁,...,b_n), der Kriterienvektor des Individuums A, a = f(A) = (a₁,...,a_n), dominiert wird.

siehe auch: Pareto-Dominanz

Phänotyp

· phen (gr.) - Merkmal, Erscheinung, das Erscheinende

· Gesamtheit der Merkmale eines Individuums

siehe auch: Genotyp

polyploid /Polyploidie

· polyo (gr.) - viel, polyplous (gr.) - vielfältig

· (biol.) mehrfache (mehr als zwei) Ausführung des haploiden Genoms in einem Zellkern

siehe auch: diploid, haploid

Ranking (rank-based fitness assignment)

· rank (engl.) - Reihe, Reihenfolge

· (EA) Verfahren der Fitneßzuweisung, wobei nur der Rang eines Individuums in der sortierten Reihe der Zielfunktionswerte verwendet wird und nicht der Wert des Zielfunktionswertes

siehe auch: Selektion

Rekombination

· recombinare (lat.) - neu verteilen, wieder vereinigen

· (biol.) intrachromosomale R.: Austausch von Allelen zwischen homologen Chromosomen, chromosomale R.: Neuverteilung von ursprünglich väterlichen und mütterlichen Chromosomen bei der Meiose (Reduktionsteilung) und Zusammenführung von einfachen Chromosomensätzen bei der Befruchtung

· (EA) evolutionärer Operator; Erstellung neuer Individuen durch Kombination bzw. Neuverteilung der Information zweier oder mehr Individuen (Eltern)

siehe auch: crossover

rezessiv

· (lat.) überdeckt

· (biol.) Allel, das sich im heterozygoten Zustand nicht ausprägt

siehe auch: Dominanz

Selektion

· selectio (lat.) - Auswahl

· (biol.) Begriff der Populationsgenetik, Auslese, Auswahl, Zuchtwahl

· (EA) Auswahl von Individuen aus einem Selektionspool entsprechend der Fitneß der Individuen für die Produktion von Nachkommen

siehe auch: S.-druck, S.-intensität, S.-pool, S.-varianz, bias, spread, loss of diversity

Selektionsdruck (selective pressure)

· (biol.) Maßstab für die Stärke der Selektionswirkung in einer Population

· (EA) Parameter der Selektion: Wahrscheinlichkeit der Auswahl des besten Individuums, verglichen mit der durchschnittlichen Selektionswahrscheinlichkeit aller Individuen des Selektionspools

Selektionsintensität (selection intensity)

· (EA) Parameter der Selektion: erwarteter durchschnittlicher Fitneßwert der selektierten Individuen nach einer durchgeführten Selektion (Voraussetzung: die Fitneßwerte des Selektionspools sind normal verteilt)

Selektionspool

· (EA) Bereich der Population, der alle Individuen enthält, die zusammen zur Auswahl der Reproduktionspartner (Eltern) in Betracht gezogen werden. Bei einer Gesamtpopulation ist dies z.B. die Population, bei der Verwendung des regionalen Modells zur Unterteilung der Population in Unterpopulationen jeweils eine Unterpopulation und beim lokalen Modell die lokale Nachbarschaft.

siehe auch: Selektion, deme, panmictic

Selektionsvarianz (selection variance)

· (EA) erwartete Varianz der Fitneßwerte der selektierten Individuen nach einer durchgeführten Selektion (Voraussetzung: die Fitneßwerte des Selektionspools sind normal verteilt); Parameter bei der Bewertung von Selektionsverfahren

sharing

· (engl.) verteilen

· (EA) verteilen der räumlich begrenzten Ressourcen auf die Individuen;
liegen viele Individuen im Suchraum dicht beieinander, dann sind die Ressourcen in diesem Bereich bald aufgebraucht, weitere Individuen können nicht in diesen Bereich gelangen; dadurch kommt es zu einer Verteilung der Individuen im Suchraum, z.B. auf mehrere vielversprechende Bereiche

siehe auch: niching

spread

· (engl.) Ausdehnung, Spannweite

· (EA) Bereich der möglichen Werte für die Anzahl der Nachkommen eines Individuums; Parameter bei der Bewertung von Selektionsverfahren

siehe auch: Selektion, bias

subpopulation

· (engl.) Unterpopulation

siehe auch: Unterpopulation

Unterpopulation

· subpopulation (engl.)

· (EA) Teil der Individuen einer Population, die untereinander Nachkommen bilden können (zu einem Selektionspool gehören), aber nicht mit den anderen Individuen der Population in Verbindung stehen

siehe auch: Migration, deme

Variable

· (EA) Teil eines Individuums, die Gesamtheit der Variablen bildet ein Individuum

siehe auch: Allel

Zielfunktion

· auch: Gütefunktion

· (EA) definiert das zu lösende Problem;
die Zielfunktion erhält als Eingabeparameter ein Individuum (sowie zusätzliche problemspezifische Parameter), berechnet damit die Zielfunktion und liefert als Ausgabe den Zielfunktionswert für dieses Individuum

siehe auch: Fitneß

Zielfunktionswert

· objective value (engl.), auch: Gütewert

· (EA) Wert, den die Zielfunktion für ein Individuum liefert; gibt die Güte eines Individuums an; der Zielfunktionswert ist problemspezifisch (z.B. Wertebereich, Skalierung)

· der Zielfunktionswert entspricht nicht der Fitneß; allerdings kann der Zielfunktionswert als Fitneß verwendet werden

siehe auch: Fitneß

Bei der Arbeit am Glossar fanden u.a. die folgenden Quellen Verwendung: [Fwb63], [Hen95], [RM54], [Wer68] und [Fon95].

Diese Dokument ist Teil der Dissertation von Hartmut Pohlheim "Entwicklung und systemtechnische Anwendung Evolutionärer Algorithmen". This document is part of the .
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