Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Оптимизация решения сложных задач на 3L..I обычно рассматривается в двух аспектах: разработка оптимальных численных методов и алгоритмов ранения определенного класса задач и оптимизация организации вычислительных процессов счета этих задач на ЭВМ, с целью достижения наилучших значения критериев качества решения; в качестве последних могут выступать общее время решения задачи на ЭВМ, число итераций, скорость сходимости алгоритма, требуемая точность вычисления.
Одним .із широко используемых современных подходов к оптимизации процессов решения сложных задач на ЭВМ - общим как для :слассичес.шх численных методов рзшения оптимизационных задач, так и для нетрадиционных, эвристических методов, - является настройка параметров используемых алгоритмов и реализующих их вычислительных процедур. Управление этими параметрами непосредственно в процессе счета задачи является одним из основных принципов программного обучения ЭВМ решению сложных оптимизационных задач,- принципов, разработанных и развиваемых в Институте проблем управления. Центральная идея такого подхода заключается в накоплении опыта решения задач данного класса и в использовании этого опыта для автоматического выбора или поиска решения аналогичных зіідач того же класса, с целью уменьшения объема вычислении, необходимых для получения решения текущей задачи или потока однотипных задач. Под потоком однотипных задач здесь понимается набор задал, имеющих идентичные математические модели одинаковой или близкой размерности и характеризующиеся некоторой системой признаков Р, удовлетворяющих следующему условии: из близости значений признаков Р следует близость оптимальных значений управляющих параметров W
Основные принципы программного обучения ЭВМ решению сложных оптимизационных задач воплощены в комплексе обучающихся программ (КОП), разработанном и развиваемом з Институте проблем управления. К настоящему времени с помощью КОП решены различные оптимизационные задачи из области техники, медицины, экономики, архитектуры и пр. Принципиальная особенность этого КОП заключается в том, что сокращение объема вычислений и.
- 4 -следовательно, времени счета оптимизационных задач обеспечивается здесь за счэт параметризации (динамической настройки параметров) применяемых мзтодов и алгоритмов решения этих задач на основе накопления и использования опыта их решений.
Существенным резервом для уменьшения времени решения таких задач является параметризация процесса функционирования самого комплекса обучавшихся программ (т.е. параметризация алгоритмов КОП), - развеется, наряду с параметризацией алгоритмов решения самих задач.
Решению актуальной задачи сокращения времени счета сложных оптимизационных задач и их потоков за счет иерархической организации и динамической настройки параметров комплекса обучающихся програм.! посвящена данная диссертационная работа.
Цсльз диссертационной габэты является разработка и исследование метода и програг.г.иых средств организации вычислительных процессов решения слоулых оптимизационных задач и их потоков на основе параметризации как алгоритмов решения этих задач, так и процессов накопления и использования опыта их решений, т.е. на основе динамической настройки параметров алгоритмов функционирования самого КОП, в ориентации на уменьшение времени счета оптимизационных задач.
Методы исследования. Основными методами, используемыми б диссертационной работе, являются методы теории принятая решений и оптимального управления, численные методы решения экстремальных задач, теории обучающихся систем.
Научная новизна работы состоит в разработке и исследовании нового метода иерархической организации вычислительных процессов решения сложных оптимизационных задач и их потоков, воплощенного в разработанном автором двухъярусном комплексе обучавшихся программ (КОП-2) и базирующегося на параметризации (динамической настройке параметров) алгоритмов функционирования самого КОП, наряду с параметризацией алгоритмов решения задач, в ориентации на уменьшение времени счета потоков оптимизационных задач.
Практическая ценность работы. Разработанные методы и программные средства на основе двухъярусного комплекса обучающихся программ позволяют существенно уменьшить время решения елок-
них оптимизационных задач и потоков задач по сравнения с временем их счета на основе ранее использовавшегося комплекса сбучанпихся программ, за счет параметризации и оптимизации процессов накопления и использования опыта репений задач. Разработанные в диссертации КОП-2 является единым унифициро-вангам программным комплексом, применяемым для организации вычислительных процессов решения сложных оптимизационных задач различных классов.
достоверность научных положения, выводов и практических рекомендаций подтверждена корректным обоснованием- разработанных методов, алгоритмов, а такке- результатами практического использования предложении: и исследованных в диссертации методов и средств.
Практическая реализация. Результаты, полученные в работе, использованы в едздупцих организациях:
в Институте проблем управления при организации вычислительных процессов решения оптимизационных задач на стандартных ЭВМ и многопроцессорной вычислительной системе ПС-2С00;
в Институте хирургии им. А.3.Вишневского АМН СССР для резения задач элекгрокардиостимуляции;
в ПКИИЗП граядансельстроя для решения задач оптимальной компоновки архитектурных сооружений.
Практическое использование результатов диссертации под-тверэдено соответстьущими материалами о их внедрении.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на X Всесоюзном совещании по проблемам управления, г.Алма-Ата, 1986 г., на XI Международном конгрессе фонетических наук, г.Таллин, 1987 г., на Ш Всесоюзном совещании "Высокопроизводительные вычислительные системы", г.Таллин, І9Б8 г., на XI Всесоюзном- совещании по проблемам управления, г.Ташкент, 1989 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (91 наименований), содерзшт 11 стр. текста, П рисунков, 5 таблиц.
