Выбор перспективных вариантов многоальтернативного поиска с использованием генетических алгоритмов

УДК 658.512

В.В. Костерин, О. А. Павлова, А.М. Горностаева Оптимизация программных разработок

Под руководством Костерина В.В. на кафедре САПР и ПК ВолгТУ были созданы следующие учебно-методические комплексы:

• машинные методы научно-технического творчества с программами МОРФОСИНТЕЗ морфологического синтеэа конструкций и КОНСТРУКТОР синтеза технических решений на И/ИЛИ графах ( методическое наполнение курса осуществлено Андрейчиковым A.B. на примере виброзащитных систем);

оптимизация технических систем и устройств на базе авторской специализированной электронной таблицы ГИПОТЕЗА-2 решения задач нелинейного программирования с использованием алгоритма поиска глобального экстремума функций многих переменных на сетке кода Грея и содержащей методическое обеспечение по постановке и решению задач оптимизации в виде фондов проектных процедур и эвристических приемов.

По этим комплексам изданы учебные пособия. Опыт разработки комплексов позволил сделать обобщение методов научно-технического творчества на программирование и по новому поставить курс «Технология программирования». Ведется подготовка к изданию учебного пособия по курсу. В большинстве дипломных проектов при синтезе первичного внешнего и внутреннего облика программ студенты использовали метод фокальных объектов, согласно которому из разных программ заимствовались идеи для новой разработки. Особенно явно этот метод использовался для создания своих классов при технологии объектно-ориентированного программирования. При коллективной работе более эффективен метод мозгового штурма (атаки).

Авторами выделены и классифицированы отдельные функциональные части программ для синтеза новых программ с использованием методов морфологического синтеза. Это позволило даже студентам второго курса генерировать принципы работы достаточно сложных программных систем. Следует отметить, что симбиоз методов морфологического синтеэа и метода синтеза решений на И-ИЛИ графах уже реализован в ряде систем визуального программирования, например Delphi. Кроме того, создана методика функционально-стоимостного анализа, программ и накоплен фонд эвристических приемов программиста, позволяющий генерировать новые идеи в области программных разработок.

Результаты работы подтверждены рядом международных конкурсов.

УДК 658.512

И.Я. Львович, Э.М. Львович, В.Н. Фролов Выбор перспективных вариантов многоальтернативного поиска с использованием генетических алгоритмов

Целый ряд задач автоматизированного проектирования технологических процессов сводится к задачам многоальтернативной оптимизации. Используемые для их решения схемы поиска позволяют сформировать множество перспективных вариантов. Условие останова итерационного процесса, основанное на балансе его информационных характеристик энтропии и средней пропускной способности, содержит два основных параметра: мощность множества перспективных вариантов Ь и окрестность е, в пределах которой фиксируются значения вероятностей альтернативных переменных Рол при их приближении к значениям 0 или 1, где

Известия ТРТУ

Тематический выпуск

Z

О’

, m = 1, М .

т

Агрегация рассматривается как построение нового варианта из числа перспективных, обладающих свойствами по крайней мере двух перспективных вариантов:

Множество Х|, 1 = 1, Ь представлено популяцией л = ( Х|.........Х|, ..., Хь ), в

которой любые две особи Х|, Х| € л, объедененные в одну родительскую пару, могут размножаться на основе актов сигнамии и мейоза. Алгоритм агрегации определяется, во-первых, способом подбора пары родителей Х|, Х| е л, несущих, соответственно отцовскую и материнскую гамету ( системой скрещивания ), а во-вторых, схемой размножения. Для реализации указанных схем вычисляются интегральные оценки вариантов ц( Х|) для каждой особи, обладающей генотипом

Предлагается следующая последовательность алгоритмических процедур: подбор особей в родительскую пару, рекомбинация генов, оценка агрегированного варианта, коррекция множества перспективных вариантов. Если степень приспособленности нового варианта ц( Х| + I ) > цт,'( Х| ), то этот вариант включается в множество перспективных вариантов, а вариант с цт|п( Х| ) исключается из этого множества.

После перебора родительских пар и формирования нового множества перспективных вариантов, полученных на основе агрегации, осуществляется его сокращение с использованием перспективных схем. Окончательный выбор варианта производится с применением алгоритмов экспертного оценивания.

УДК 658.512

Н.О. Салапина

Учебно-методический комплекс SPI последовательного и параллельного вывода в логике предикатов первого порядка

На современном этапе развития техники, когда возрастает сложность управляемых объектов и одновременно сокращается время, отводимое человеку на анализ проблемной ситуации и принятие необходимых управляющих воздействий, становится необходимым внедрение систем поддержки принятия решений ( СППР )•

Для описания процесса принятия решений и построение на его основе адекватной проблемной области модели принятия решений обычно используют продукционную систему с присущей ей последовательной схемой поиска решения. Использование параллелизма при поиске существенно сокращает время поиска, позволяет исследовать альтернативные возможности и ориентирует методы поиска на перспективные высокопроизводительные параллельные вычислительные системы.

Учебно-методический комплекс (УМК) SPI ( Sequential and Parallel Inference ) разработан для студентов специальности «Прикладная математика» Московского

Xl = {Z.m},

Xt= {Zun}, Z. = , m = l, M, tel, L, t*l. tm 0

E(Xi).