WEIGHED RANDOM SELECTION METHOD FOR CONSTRUCTION OF PARTITIONING OF PARALLEL ALGORITHMS FLOWGRAPHS FOR LOGIC MULTICONTROLLERS DESIGNING

E. I. Vatutin, V. S. Panishev, S. N. Gvozdeva, V. S. Titov
2017 Известия Юго-Западного государственного университета  
МЕТОД ВЗВЕШЕННОГО СЛУЧАЙНОГО ПЕРЕБОРА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ РАЗБИЕНИЙ ГРАФ-СХЕМ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЛОГИЧЕСКИХ МУЛЬТИКОНТРОЛЛЕРОВ В статье приведено описание особенностей использования метода взвешенного случайного перебора в задаче поиска субоптимальных разбиений граф-схем параллельных алгоритмов, возникающей при проектировании систем логического управления в базисе логических мультиконтроллеров (ЛМК). Приведен обзор известных методов решения поставленной задачи, большинство из
more » ... которых являются жадными последовательными методами (за исключением метода случайного перебора) и обеспечивают получение решений неплохого качества в различных областях трехмерного пространства, образованного размерностью задачи N и технологическими ограничениями Xmax и Wmax базиса ЛМК за счет наличия зонной зависимости. Комбинируя лучшие стороны жадного и случайного подходов, возможна разработка метода, производящего распределение вершин по блокам разбиения исходя из расчета взвешивающей эвристики с настраиваемой степенью разброса D относительно жадной оценки приращения качества решения. Для указанного метода разработана программная реализация, с использованием которой проведен ряд вычислительных экспериментов. В ходе метаоптимизации выяснено, что оптимальная степень разброса D*=0, что отличается от поведения метода в других задачах дискретной комбинаторной оптимизации и обеспечивает итерационный характер метода только за счет вариации порядка рассмотрения вершин. С указанной степенью разброса для программной реализации метода был реализован вычислительный эксперимент, который показал ее преимущество по качеству результирующих решений по всем показателям качества за исключением интенсивности межблочных взаимодействий. При этом время работы метода в 43 раза больше метода случайного перебора и лимитируется временем оценки качества формируемого разбиения. Ключевые слова: дискретная комбинаторная оптимизация, граф-схемы параллельных алгоритмов, разбиения, взвешенный случайный перебор.
doi:10.21869/2223-1560-2017-21-6-6-21 fatcat:jw5xgjsspzhmrihzwq2cdqhq2m