基于并行機(jī)制的免疫遺傳算法的研究及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-09-01 10:43
伴隨著遺傳算法應(yīng)用的深入開展,由于遺傳算法有著其他優(yōu)化算法不可比擬的優(yōu)點(diǎn),因此,遺傳算法在優(yōu)化計(jì)算中得到了廣泛的應(yīng)用,將遺傳算法用于解決各種實(shí)際優(yōu)化問題后,人們發(fā)現(xiàn)遺傳算法也會(huì)由于各種原因,產(chǎn)生所謂“早熟收斂”問題,從而影響算法向全局最優(yōu)解的搜索。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,問題規(guī)模的不斷擴(kuò)大,面對(duì)復(fù)雜程度越來越高的搜索空間,遺傳算法在優(yōu)化效率和求解質(zhì)量上都顯得“過于蒼白”。為了加速?zèng)Q策的時(shí)效性和準(zhǔn)確性,在文中以無源光網(wǎng)絡(luò)中OBD與OUN位置分配問題為例,在工作站機(jī)群上對(duì)此算法進(jìn)行研究。首先,本文研究了根據(jù)生物機(jī)體免疫系統(tǒng)的抗原識(shí)別、保持抗體的多樣性和免疫記憶的特性而提出的一種改進(jìn)遺傳算法——免疫遺傳算法,該算法將生物系統(tǒng)免疫思想引入到遺傳算法中,通過計(jì)算抗體之間的親和度來促進(jìn)和抑制抗體,既保留了全體中的較優(yōu)抗體又保證了抗體的多樣性,從而避免搜索進(jìn)化的過早收斂,得到全局最優(yōu)解。本文通過對(duì)改進(jìn)的免疫遺產(chǎn)算法和傳統(tǒng)的遺傳算法的產(chǎn)生效果進(jìn)行比較,證明了IGA的有效性和優(yōu)越性。其次,本文通過對(duì)并行遺傳算法的發(fā)展和特點(diǎn)進(jìn)行綜述,并介紹并行處理的硬件系統(tǒng)及其并行環(huán)境下的支撐軟件——工作站機(jī)群平臺(tái)上所采...
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
免疫細(xì)胞等位基因的信息熵
Memory)的多處理機(jī)系統(tǒng)(Multiprocessor)和分布存儲(chǔ)(Distributed Memory)的多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(Multicomputer )兩類(如圖I ):圖3-1 并行處理機(jī)的分類共享存儲(chǔ)的多處理機(jī)系統(tǒng)是指多個(gè)處理機(jī)通過總線、開關(guān)陣列或多級(jí)網(wǎng)絡(luò)等方式共享一個(gè)公共的存儲(chǔ)器,分散在各個(gè)處理器中的應(yīng)用程序的各部分之間可以方便地通過共享的存儲(chǔ)變量來交換數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)各種互斥和同步操作。由于受到存儲(chǔ)器帶寬的限制,這類系統(tǒng)的可擴(kuò)展性(Scalability)較差,一般很難達(dá)到較大的規(guī)模和非常高的性能。
過互連網(wǎng)絡(luò)連接起來,利用各節(jié)點(diǎn)的資源(如CPU、內(nèi)存、硬盤及IIO設(shè)備等)形成一個(gè)松藕合的并行系統(tǒng)。圖3-2 工作站機(jī)群機(jī)群系統(tǒng)主要有以下優(yōu)點(diǎn)[30]:(1)投資風(fēng)險(xiǎn)小:用戶在購置傳統(tǒng)巨型機(jī)或MPP系統(tǒng)時(shí),總是擔(dān)心使用效率不高和性能發(fā)揮得不好,如果購置后在一定程度上確實(shí)出現(xiàn)此問題,就相當(dāng)于擱置或浪費(fèi)了大批資金,但COW不存在此問題,因?yàn)槊颗_(tái)高性能的工作站仍可獨(dú)立使用,故而在較長時(shí)期內(nèi)不會(huì)浪費(fèi)資金;(2)編程方便:用戶無需學(xué)習(xí)新的并行程序設(shè)計(jì)語言(如并行C、并行C++、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]遺傳算法在無源光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究——基于ONU與OBD的位置分配問題[J]. 張建萍,劉希玉. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2006(11)
[2]基于遺傳算法的最短路徑路由優(yōu)化算法[J]. 孫寶林,李臘元,陳華. 計(jì)算機(jī)工程. 2005(06)
[3]一種基于遺傳算法的知識(shí)規(guī)則挖掘算法[J]. 張志立,張鵬,齊德昱. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2004(03)
[4]基于PC集群系統(tǒng)的MPICH大規(guī)模并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用研究[J]. 劉信安,李佳. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2003(05)
[5]智能交通系統(tǒng)中車輛調(diào)度問題的遺傳算法研究[J]. 滕繼濤,張飛舟,李躍鵬,范躍祖. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(01)
[6]計(jì)算智能融合應(yīng)用研究[J]. 莫宏偉,金鴻章,王科俊. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2002(05)
[7]并行遺傳算法分析[J]. 曾國蓀,丁春玲. 計(jì)算機(jī)工程. 2001(09)
[8]免疫-遺傳算法用于混合物重疊核磁共振信號(hào)解析[J]. 邵學(xué)廣,孫莉. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2001(04)
[9]隔離小生境遺傳算法研究[J]. 林焰,郝聚民,紀(jì)卓尚,戴寅生. 系統(tǒng)工程學(xué)報(bào). 2000(01)
[10]基于一種免疫遺傳算法的BP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J]. 周偉良,何鯤,曹先彬,程慧霞. 安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1999(01)
本文編號(hào):3376837
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
免疫細(xì)胞等位基因的信息熵
Memory)的多處理機(jī)系統(tǒng)(Multiprocessor)和分布存儲(chǔ)(Distributed Memory)的多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(Multicomputer )兩類(如圖I ):圖3-1 并行處理機(jī)的分類共享存儲(chǔ)的多處理機(jī)系統(tǒng)是指多個(gè)處理機(jī)通過總線、開關(guān)陣列或多級(jí)網(wǎng)絡(luò)等方式共享一個(gè)公共的存儲(chǔ)器,分散在各個(gè)處理器中的應(yīng)用程序的各部分之間可以方便地通過共享的存儲(chǔ)變量來交換數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)各種互斥和同步操作。由于受到存儲(chǔ)器帶寬的限制,這類系統(tǒng)的可擴(kuò)展性(Scalability)較差,一般很難達(dá)到較大的規(guī)模和非常高的性能。
過互連網(wǎng)絡(luò)連接起來,利用各節(jié)點(diǎn)的資源(如CPU、內(nèi)存、硬盤及IIO設(shè)備等)形成一個(gè)松藕合的并行系統(tǒng)。圖3-2 工作站機(jī)群機(jī)群系統(tǒng)主要有以下優(yōu)點(diǎn)[30]:(1)投資風(fēng)險(xiǎn)小:用戶在購置傳統(tǒng)巨型機(jī)或MPP系統(tǒng)時(shí),總是擔(dān)心使用效率不高和性能發(fā)揮得不好,如果購置后在一定程度上確實(shí)出現(xiàn)此問題,就相當(dāng)于擱置或浪費(fèi)了大批資金,但COW不存在此問題,因?yàn)槊颗_(tái)高性能的工作站仍可獨(dú)立使用,故而在較長時(shí)期內(nèi)不會(huì)浪費(fèi)資金;(2)編程方便:用戶無需學(xué)習(xí)新的并行程序設(shè)計(jì)語言(如并行C、并行C++、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]遺傳算法在無源光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究——基于ONU與OBD的位置分配問題[J]. 張建萍,劉希玉. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2006(11)
[2]基于遺傳算法的最短路徑路由優(yōu)化算法[J]. 孫寶林,李臘元,陳華. 計(jì)算機(jī)工程. 2005(06)
[3]一種基于遺傳算法的知識(shí)規(guī)則挖掘算法[J]. 張志立,張鵬,齊德昱. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2004(03)
[4]基于PC集群系統(tǒng)的MPICH大規(guī)模并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用研究[J]. 劉信安,李佳. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2003(05)
[5]智能交通系統(tǒng)中車輛調(diào)度問題的遺傳算法研究[J]. 滕繼濤,張飛舟,李躍鵬,范躍祖. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(01)
[6]計(jì)算智能融合應(yīng)用研究[J]. 莫宏偉,金鴻章,王科俊. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2002(05)
[7]并行遺傳算法分析[J]. 曾國蓀,丁春玲. 計(jì)算機(jī)工程. 2001(09)
[8]免疫-遺傳算法用于混合物重疊核磁共振信號(hào)解析[J]. 邵學(xué)廣,孫莉. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2001(04)
[9]隔離小生境遺傳算法研究[J]. 林焰,郝聚民,紀(jì)卓尚,戴寅生. 系統(tǒng)工程學(xué)報(bào). 2000(01)
[10]基于一種免疫遺傳算法的BP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J]. 周偉良,何鯤,曹先彬,程慧霞. 安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1999(01)
本文編號(hào):3376837
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