劉彩紅，舒曉斌（漯河食品職業(yè)學院，河南漯河，46000）

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改進量子進化算法在計算機網(wǎng)絡(luò)路由選擇中的應(yīng)用初探

劉彩紅1，舒曉斌2
（漯河食品職業(yè)學院，河南漯河，462000）

摘要：隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍不斷的擴大。但是，在拓展的同時，計算機網(wǎng)絡(luò)對于路由的選擇成為了人們必須解決的問題。與此同時，相關(guān)量子進化算法的在解決路由問題當中起到了關(guān)鍵的作用，本文將通過對計算機網(wǎng)絡(luò)路由中量子算法的分析，對量子算法的應(yīng)用進行相應(yīng)的探究。

關(guān)鍵詞：改進量子進化算法；計算機網(wǎng)絡(luò)；路由；應(yīng)用

0 引言

計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，目前，需要關(guān)注的問題是計算機網(wǎng)絡(luò)中對于路由的選擇，隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷擴展，在已經(jīng)擁有互聯(lián)網(wǎng)各個節(jié)點的通信下，怎樣才能選擇高效的計算機網(wǎng)絡(luò)通信中的路由，對于路由的選擇在條件上受到了很多的限制和約束。為了使計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展能夠更好的順應(yīng)當前社會的發(fā)展需求，需要將計算機網(wǎng)絡(luò)路由放在最合適以及最重要的位置，因此需要將量子進化算法加以改進，以此來解決計算機網(wǎng)絡(luò)中路由選擇的問題。從而使得計算機網(wǎng)絡(luò)可以得到最大的優(yōu)化，來滿足人們的需求。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)路由的簡介

路由器在計算機網(wǎng)絡(luò)中占有非常重要的地位，是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交互的必要設(shè)備之一。在計算機網(wǎng)絡(luò)中，路由器主要工作是在相應(yīng)的OSI以及RM的網(wǎng)絡(luò)層上面需要進行的相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)工作。并且在此工作的基礎(chǔ)之上，需要對不同的網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)、存儲以及分粗，與此同時還需要對網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的路由器的取向做出相應(yīng)的決定。而且，路由器在網(wǎng)絡(luò)中的作用不僅僅只是局限于對網(wǎng)絡(luò)之間信息的傳遞，對于不同的網(wǎng)絡(luò)之間的信息也可以進行傳遞，也就是說，路由器對信息的傳遞不會受到網(wǎng)絡(luò)不同的影響。在一般的情況下，路由器只能接受其他的路由器傳遞過來的信息。在同一個時間內(nèi)，路由器可以連接兩個或者兩個以上的IP子網(wǎng)邏輯端口，并且還需要一個與之相應(yīng)的物理端口。這其中會包括輸入/輸出端口、網(wǎng)絡(luò)交換以及路由器處理器等部分，不同的部分發(fā)揮著不同的作用，以此來保證網(wǎng)絡(luò)的正常運行。

2 量子進化算法簡介

在計算機網(wǎng)絡(luò)當中，路由器選擇的正確與否對路由器是否可以有序的運行有著重要的影響，而量子進化算法在對路由器的選擇中是最為常見的一種算法。量子進化算法是進化算法與量子計算之間的結(jié)合物。量子具有太矢量的表達方式，在這個基礎(chǔ)之上，染色體采用量子比特進行編碼，染色體的更新采用量子非門以及量子旋轉(zhuǎn)門來進行，從而使得相應(yīng)的問題得到優(yōu)化求解。在計算流程部分，量子算法主要包括以下幾個部分：

2.1需要對種群進行相應(yīng)的初始化，在種群初始化的基礎(chǔ)之上，對相關(guān)的初始種群中的不同體進行相應(yīng)的測量，以此來得到一組關(guān)于個體的相依狀態(tài)的記錄表。

2.2在適應(yīng)度這一方面開始對記錄的狀態(tài)進行相關(guān)的評估，并且需要準確的記錄最佳的個體以及該個體的適應(yīng)度值。

2.3在沒有結(jié)束的狀態(tài)之下，開始進行其他的相關(guān)操作。

對于相應(yīng)量子進化算法而言，需要進行一系列并且非常復雜的過程。用相應(yīng)的符號來對事務(wù)進行表示，然后需要做的是計算，例如，可以用字母N來表示染色體的長度值。染色體也是相關(guān)對解多樣性進行維持的最好呈現(xiàn)。通過這樣的方法，可以更加簡單的對算法進行表達。

對于量子進化的算法而言，通過相應(yīng)的量子旋轉(zhuǎn)門來完成相應(yīng)的量子計劃算法的方法。通過搜索的方法可以得到最優(yōu)解，并且得到的結(jié)果可以通過相應(yīng)概率增加的方式來進行保存。

3 量子進化算法的改進

量子進化算法在計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中是一個比較受到人們關(guān)注的話題。在對計算機網(wǎng)絡(luò)路由的選擇中，傳統(tǒng)的量子算法中存在著比較嚴重的問題，主要是大多數(shù)都是通過查找相應(yīng)的表格來尋求到最優(yōu)解。這種解決問題的方式，會出現(xiàn)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角之間的關(guān)聯(lián)性不緊密的問題。與此同時，在搜索問題方面，存在著一定的跳躍性，對計算機網(wǎng)絡(luò)的正常運行造成一定的影響。為了使相應(yīng)的量子進化算法可以更好的解決路由中出現(xiàn)的問題，需要對該算法進行一定的改進和優(yōu)化。

3.1調(diào)整和優(yōu)化相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角，從而更好的得到利于路由選擇的數(shù)值。得到旋轉(zhuǎn)角的表達式如下：

Δθ=0.001π×（50（fb-fx）÷fx）。

根據(jù)該表達式可以得知，對于不同的旋轉(zhuǎn)角，會出現(xiàn)不同的結(jié)果。也就是說，由于旋轉(zhuǎn)角度的不同，表示的含義也不相同。當旋轉(zhuǎn)角的值比較小的時候，可以表示為最優(yōu)的那個個體和個體之間的距離比較的近，從而搜索的范圍也就比較的小，在這種情況下，通過細搜索就可以得到最優(yōu)解；如果旋轉(zhuǎn)角的值比較的大，表示最優(yōu)的那個個體和個體之間的距離比較的遠，從而出現(xiàn)搜索網(wǎng)絡(luò)的范圍比較大的問題，在這種情況之下就需要提高搜索的速度，才可以在比較短的時間之內(nèi)得到最優(yōu)解。

3.2調(diào)整和優(yōu)化相應(yīng)的函數(shù)。可以通過調(diào)整和優(yōu)化相結(jié)合的方式得到函數(shù)最優(yōu)的狀態(tài)，從而為得到最優(yōu)解提供比較有利的條件。通過該方法的應(yīng)用可以得到個體之間的關(guān)聯(lián)性不是非常的強。所以，在計算機網(wǎng)絡(luò)的路由選擇問題上，可以對量子進化的算法中的函數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。由于相應(yīng)的量子可以和二維空間相對應(yīng)，如果分別用不同的符號進行表示，可以對相應(yīng)量子進化算法進行仿真的測試，以便于觀察到改進后的算法是否具備一定的優(yōu)勢。

4 總結(jié)

在計算機快速發(fā)展的時代，網(wǎng)絡(luò)的布局錯綜復雜，路由的選擇至關(guān)重要，與此同時，量子算法的地位也需要逐漸的提高。通過對算法的改進，最大程度的解決路由的問題，使得網(wǎng)絡(luò)的運行可以處于一個最優(yōu)的環(huán)境當中，更好的便于人們的生活和工作。

參考文獻

［1］宋明紅，俞華鋒，陳海燕. 改進量子進化算法在計算機網(wǎng)絡(luò)路由選擇中的應(yīng)用研究.《科技通報》.2014年1期

［2］趙榮香.改進量子進化算法在計算機網(wǎng)絡(luò)路由選擇中的應(yīng)用探究.《科技傳播》.2014年24期

［3］鄧長春.基于量子進化算法的路由選擇.《計算機工程與應(yīng)用》.2010年23期

Application of improved quantum evolutionary algorithm in the routing selection of computer network

Liu Caihong1，Shu Xiaobin2
（Department of Computer Science， Luohe Vocational College of Food，Luohe，462300，China）

Abstract：With the continuous development of computer technology，With the continuous development of computer technology。But，in development at the same time，the computer network for routing choice has become the people must solve the problem.At the same time，relevant quantum evolutionary algorithm in solving the problem of routing has played a key role，this article through the analysis of quantum algorithm in computer network routing， to explore the application of quantum algorithm.

Keywords：quantum evolutionary algorithm；computer network；routing and application