Исследование модифицированной модели Уитли с различным количеством и различными методами формирования элитных особей

Автор: Кривошей Наталия Сергеевна, Кобак Валерий Григорьевич

Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu

Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление

Статья в выпуске: 2 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Введение. Представлен сравнительный анализ решений модифицированной модели Уитли при различных способах формирования элитных особей. В данном исследовании для формирования элитных особей используются алгоритмы Крона и Плотникова-Зверева. Целями работы являлись разработка модифицированной модели Уитли с применением алгоритмов Крона и Плотникова-Зверева для формирования элитных особей, а также программного средства для решения задачи теории расписаний. Необходимо было получить лучшее решение этой задачи при различных исходных данных с последующей обработкой результатов и выявлением модификации модели Уитли. Описана задача, которая подразумевает поиск оптимального распределения работ по процессорам с минимизацией максимального времени выполнения работ. Материалы и методы. Приведено описание всех алгоритмов, которые были реализованы при разработке программного средства решения задачи оптимизации построения расписания. Разработаны следующие алгоритмы: модифицированная модель Уитли, применение стратегии элитизма, алгоритм Крона, алгоритм Плотникова-Зверева. Результаты исследования. Разработано программное средство, с помощью которого проведён вычислительный эксперимент при различных исходных данных, с использованием одной, двух, трёх и четырёх элитных особей. Вычислительный эксперимент проведён для наиболее распространённых наборов данных при различном количестве элитных особей. Каждая модификация модели Уитли запускалась сто раз с каждым набором исходных данных. В результате сравнительного анализа было выявлено, какое влияние оказывает использование рассмотренных стратегий элитизма в разработанных модификациях генетического алгоритма (модели Уитли) на точность решения однородной минимаксной задачи при различном количестве элитных особей. Обсуждение и заключения. Определены лучшие результаты работы алгоритмов, выявлена эффективность применения элитизма в модифицированной модели Уитли при решении однородной минимаксной задачи теории расписаний. Проведено сравнение результатов работы алгоритма при одной, двух, трёх и четырёх элитных особях.

Еще

Генетические алгоритмы, модифицированная модель уитли, элитизм, теория расписаний, алгоритм крона, алгоритм плотникова-зверева, np-полные задачи, однородная минимаксная задача, эвристические алгоритмы, вычислительный эксперимент

Короткий адрес: https://sciup.org/142214946

IDR: 142214946   |   DOI: 10.23947/1992-5980-2018-18-2-223-229

Список литературы Исследование модифицированной модели Уитли с различным количеством и различными методами формирования элитных особей

  • Алгоритмы: построение и анализ/Т. Кормен . -Москва: Вильямс, 2013. -1328 с.
  • Гладков, Л. А. Генетические алгоритмы/Л. А. Гладков, В. В. Курейчик, В. М. Курейчик. -Москва: Физматлит, 2006. -320 с.
  • Емельянов, В. В. Теория и практика эволюционного моделирования/В. В. Емельянов, В. В. Курейчик, В. М. Курейчик. -Москва: Физматлит, 2003. -432 с.
  • Чернышев, Ю. О. Адаптивный генетический алгоритм для решения задач оптимизации на основе стратегии элитизма/Ю. О. Чернышев, А. Ю. Полуян//Известия Южного Федерального университета. Технические науки. -2008. -№ 4 (81). -С. 36-39.
  • Whitley, D. A genetic algorithm tutorial/Computer science department, Colorado State University. -Режим доступа: https://www.cs.colostate.edu/pubserv/pubs/Whitley-genitor-MiscPubs-tutorial.pdf (дата обращения: 20.10.2017).
  • Пантелеев, А. В. Методы глобальной оптимизации. Метаэвристические стратегии и алгоритмы/А. В. Пантелеев, Д. В. Метлицкая, Е. А. Алешина. -Москва: Вузовская книга, 2013. -244 с.
  • Пантелеев, А. В. Применение эволюционных методов глобальной оптимизации в задачах оптимального управления детерминированными системами/А. В. Пантелеев. -Москва: Издательство МАИ, 2013. -160 с.
  • Кобак, В. Г. Исследование алгоритма Крона и его модификации при различных исходных данных/В. Г. Кобак, Д. В. Титов, О. А. Золотых//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2012. -№ 8 (69). -С. 62-67.
  • Кобак, В. Г. Использование алгоритма Крона для формирования элит при решении однородной минимаксной задачи моделью Голдберга/В. Г. Кобак, О. А. Золотых, А. Ю. Гущин//Символ науки. -2016. №4-3(16). -С. 79-83.
  • Кобак, В. Г. Перспективные алгоритмы решения неоднородной распределительной задачи теории расписаний/В. Г. Кобак, Д. Г. Красный, Р. А. Нейдорф//Известия Южного Федерального университета. Технические науки. -2008. -№ 9 (86). -С. 152-156.
Еще
Статья научная