Параллельные генетические алгоритмы
4.4. Клеточные ГА
Модель клеточных ГА (cellular GA), часто называемой также диффузией или "модель с тонкой структурой" (fine grain model), основана на пространственно распределенной популяции, в которой эволюционные взаимодействия возможны только с (в некотором смысле) ближайшими соседними особями. При этом особи обычно расположены в узлах некоторой регулярной структуры – сетки размерности 
или 3. Параметрами КГА являются: тип и топология сетки, размерность структуры, тип окрестности, вид отбора особей и т.п. КГА итеративно рассматривают взаимодействие группы особей, принадлежащих определенному локальному окружению. В простейшем случае рассматривается окрестность фон Неймана, где центральный элемент и его четыре ближайших соседа по вертикали и горизонтали образуют небольшой пул, в котором применяются генетические операторы. В каждом поколении КГА рассматривает в качестве центрального элемента окрестности только одну особь. Так как особь может принадлежать только нескольким окрестностям, то ее изменение влияет на соседей "мягко". Это обеспечивает хороший компромисс между медленной сходимостью и расширением пространства поиска.
Эта модель работает с каждой особью индивидуально и выбирает партнера для скрещивания подобно локальному отбору. Таким образом, имеет место диффузия информации в популяции. Интересно отметить, что в процессе поиска решения возникают и эволюционируют виртуальные острова – смежные области особей с примерно одинаковыми значениями ЦФ, что хорошо видно на рис.4.6
По синхронизации взаимодействия соседних элементов различают синхронные и асинхронные КГА. В синхронных КГА по синхросигналу (одновременно) вычисляется все новое поколение и записывается во временную (буферную) популяцию, которая затем заменяет старую популяцию согласно следующему алгоритму.
Клеточные ГА часто рассматриваются как стохастические клеточные автоматы, где мощность множества состояний равна числу точек в пространстве поиска решений. В синхронном КГА все клетки формально одновременно изменяют свое значение. Разработаны также и асинхронные КГА, где изменение клеток происходит "по событию" – изменению соседних элементов структуры.