الگوریتم های فرا ابتکاری و تکاملی برای بهینه سازی مهندسی

کتاب: الگوریتم های فرا ابتکاری و تکاملی برای بهینه سازی مهندسی

این کتاب در سال 2017 توسط امید بزرگ حداد، محمد سلگی و Hugo A. Loaiciga در انتشارات Wiley به چاپ رسیده است.

الگوریتم های فراابتکاری و تکاملی تکنیک های بهینه سازی مستقل از مسئله می باشند. آنها در حل مسائل گسترده ای از جهان واقعی و مهندسی پیچیده موثر می باشند. در این کتاب مهمترین الگوریتم های فراابتکاری و تکاملی که تاکنون وجود دارند، ارائه و به طور واضح توضیح داده می شوند. الگوریتم های ارائه شده در این کتاب عبارتند از: جستجو الگو (PS)، الگوریتم ژنتیک (GA)، شبیه سازی تبرید (SA)، جستجوی ممنوعه (TS)، بهینه سازی کلونی مورچه (ACO)، بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، تکامل تفاضلی (DE)، جستجوی هارمونی (HS)، الگوریتم جهش قورباغه (SFLA)، بهینه سازی جفت گیری زنبور عسل (HBMO)، بهینه سازی علف های هرز مهاجم (IWO)، بهینه سازی نیروی مرکزی (CFO)، بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی (BBO)، الگوریتم کرم شب تاب (FA)، الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA)، الگوریتم خفاش (BA)، الگوریتم پخش گیاه (PPA)، الگوریتم چرخه آب (WCA)، جستجوی ارگانیسم های همزیستی (SOS) و الگوریتم تکاملی جامع (CEA).

افزایش موازی سازی GPU برای الگوریتم های الهام گرفته شده از طبیعت

مقاله: افزایش موازی سازی GPU برای الگوریتم های الهام گرفته شده از طبیعت

این مقاله در سال 2012 توسط José M. Cecilia و همکارانش با موضوع افزایش موازی سازی GPU برای الگوریتم های الهام گرفته شده از طبیعت در Springer به چاپ رسیده است.

در این مقاله پیاده سازی های GPU که با دو روش بهینه ساز الهام گرفته شده از طبیعت می باشند، ارائه می شود. الگوریتم کلونی مورچگان یک روش دو مرحله ای مبتنی بر جمعیت است که روی رفتار غذای مورچه ها مدل سازی شده است. روش های این مقاله روی استخراج موازی داده ها و سلسله مراتب حافظه تمرکز دارد. همچنین نسل های مختلف GPU هم مورد مقایسه قرار می گیرد.

در این مقاله به بررسی رفتار الگوریتم ACO و روش های سیستم P روی GPU پرداخته شده است. ناکارآمدی های اصلی پیاده سازی ها شناسایی می شود و از طریق بهینه سازی های مختلف بهبود قابل قبولی ارائه می شود. دید کلی در این مقاله:

الف: محاسبه نقطه شناور. ب: در بالاترین سطح، موازی سازی وظایف که با الگوریتم های اولیه پیاده سازی شده اند. همچنین موازی سازی داده ها برای استخراج به کمک SIMD و کودا پیشنهاد می شود. ج: مجموعه ای از استراتژی ها که هدفشان جلوگیری از دستورالعمل های اتمیک می باشد.

تنظیم الگوریتم کلونی مورچگان برای حل مسئله فروشنده دوره گرد روی GPU

در این بخش از مقاله، چندین پیاده سازی از سیستم مورچه که برای حل مسئله TSP بکاربرده شده است مورد بررسی قرار می گیرد. الگوهای محاسباتی مختلف پیشنهاد می شود و دو دیدگاه طراحی مختلف برای ساخت مسیر معرفی می شود و چندین تکنیک GPU مختلف برای افزایش پهنای باند داده در طول مرحله بروزرسانی فرومون توصیف می شود.

مروری بر پیاده سازی مبتنی بر GPU الگوریتم های هوش جمعی

مقاله: مروری بر پیاده سازی مبتنی بر GPU الگوریتم های هوش جمعی

این مقاله در سال 2015 توسط Ying Tanو Ke Ding با موضوع مروری بر پیاده سازی های مبتنی بر GPU از الگوریتم های هوش جمعی در IEEE پذیرفته شده است.

با الهام از طبیعت الگوریتم های هوش جمعی به طور گسترده ای برای حل مسائل بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرند. زمانی که برای حل مسائل پیچیده مورد استفاده قرار می گیرند تعداد زیادی از ارزیابی های توابع برازش برای بدست آوزدن راه حل قابل قبول مورد نیاز است. برای مقابله با این مسئله حیاتی، واحد های فرآیند گرافیکی (GPU) برای سرعت بخشیدن به فرآیند بهینه سازی الگوریتم های هوش جمعی مورد استفاده قرار می گیرد.

الگوریتم های هوش جمعی برای پیاده سازی موازی سازی تحت پلتفرم GPU بسیار مناسب هستند و در سال های اخیر موفقیت های بزرگی را بدست آوردند.

این مقاله یک مرور جامعی از الگوریتم های هوش جمعی مبتنی بر GPU مطابق با تازه ترین طبقه بندی پیشنهاد شده ارائه داده است.  علاوه بر این معیارهای جدید برای ارزیابی و مقایسه پیاده سازی موازی و کارائی الگوریتم در سطح جهانی پیشنهاد شده است.

عقلانی و عملی بودن متدولوژی و معیارهای بهینه سازی پیشنهاد شده با مطالعه موردی (case study) دقیق مورد ارزیابی قرار گرفته شده است.

در این مقاله، الگوریتم های هوش جمعی مبتنی بر GPU به چهار دسته مختلف طبقه بندی شده است. پیاده سازی موازی الگوریتم های هوش جمعی هم روی CPU و هم روی GPU اجرا شده است. علاوه بر معیار کارائی، بازدهی اصلاح شده برای ارزیابی پیاده سازی موازی پیشنهاد شده است.

بهینه سازی چند هدفه (MOO) همیشه جزو موضوعات داغ در هوش جمعی ها بوده است. با این حال، پیاده سازی های کمی قادر به استفاده از توانایی محاسباتی GPU را دارد چون چند هدفه ها محاسبات متمرکز تر و فشرده تری نسبت به تک هدفه ها دارند.

بیشتر از سکوی CUDA برای پیاده سازی مسائل هوش جمعی مبتنی بر GPU مورد استفاده قرار می گیرد. که البته ایراد آن در این است که محدود به کارت گرافیک های شرکت انویدیا می باشد.