晶体表面稳定结构的搜索属于典型的NP问题(Non-deterministic Polynomial)。目前，进化算法是解决NP问题的一个可行性智能算法。本文通过使用USPEX算法（一种先进的晶体寻优进化算法），寻找金红石型TiO2(011)可能的2×1重构结构。在搜索的过程，本文增加结构构型方面的约束条件，并将相应的代码加到USPEX程序中。对于进化搜索过程中产生的结构中，本文使用基于密度泛函理论的VASP程序包进行局部优化，同时采用VASP的能量计算结果作为进化算法中计算适应度值的依据。为了对产生的大量结构进行分析处理，本文应用自主开发的程序对这些结构进行系统筛选及分析比较。本文主要获得以下有价值的成果:　　1.本文找到的最稳定的金红石型TiO2(011)-2×1结构同本课题组之前报导的，称之为“brookite(001)-like”模型极为相近，说明该模型具有全局最优性。同时本文通过对搜寻到的大量非最稳定的结构的分析得到了一条合理的表面重构发生过程路径。　　2.通过增加构型约束条件，可以显著提高USPEX算法的效率。这为处理NP问题提供了更为高效的计算思路。　　3.本文提出一种新颖精巧的二维周期性表面上原子间位移的计算公式，来改进传统欧氏距离模型。这种改进的欧氏距离计算具有明确的物理意义和良好的鲁棒性。此外，这种新颖的原子间位移计算公式，将有利于开发新型的进化交叉算子以及新型智能算法。