并行遺傳算法骨架的研究與實(shí)踐.pdf

1、遺傳算法是一種十分優(yōu)秀的解搜索算法。它有著天生的并行特性，因而并行遺傳算法通常被設(shè)計(jì)應(yīng)用于計(jì)算量大的理論計(jì)算和工程設(shè)計(jì)等諸多方面。但并行程序設(shè)計(jì)向來都較為復(fù)雜，并行遺傳算法程序設(shè)計(jì)也同樣不能例外，所以并行遺傳算法的易用性研究有實(shí)用意義。 本文概括分析了標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的基本結(jié)構(gòu)，列舉了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的各類改進(jìn)方法，并重點(diǎn)介紹了遺傳算法的并行化實(shí)現(xiàn)。對(duì)并行遺傳算法程序設(shè)計(jì)中常見的四種并行模型（主從式、粗粒度、細(xì)粒度和混合模型）作詳細(xì)分

2、析，并進(jìn)一步將這些并行模型與骨架編程模型的幾種結(jié)構(gòu)骨架功能相似性進(jìn)行對(duì)比。在對(duì)比研究的理論基礎(chǔ)上，提出并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)并行遺傳算法骨架來對(duì)并行遺傳算法應(yīng)用程序進(jìn)行抽象，簡化了并行遺傳算法應(yīng)用程序開發(fā)過程。該并行算法骨架的透明機(jī)制，使得用戶只需要編寫個(gè)體適應(yīng)度評(píng)價(jià)函數(shù)的順序程序，再通過骨架調(diào)用就可以完成并行應(yīng)用程序的開發(fā)。 本文提出的并行遺傳算法骨架是基于骨架并行程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的一種算法骨架，因此可以與結(jié)構(gòu)骨架合作供用戶使用。并行

3、遺傳算法骨架本身并不涉及計(jì)算任務(wù)的并行實(shí)現(xiàn)，而是通過自身的框架結(jié)構(gòu)，劃分并行任務(wù)，并通過調(diào)用結(jié)構(gòu)骨架實(shí)現(xiàn)具體的并行。并行遺傳算法骨架與結(jié)構(gòu)骨架相互獨(dú)立，可以和多個(gè)骨架自由合作，具有一定的開放性和靈活性，同時(shí)并行遺傳算法骨架是作為抽象的算法描述，與具體的問題也是相互獨(dú)立的。 為了檢驗(yàn)該算法骨架的實(shí)用效果，本文使用函數(shù)優(yōu)化、組合優(yōu)化和機(jī)器人學(xué)等三類問題做了實(shí)例驗(yàn)證，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行加速比對(duì)比分析，分析結(jié)果展現(xiàn)出該算法骨架能得到合理