В.В Курейчик
В последнее время появились новые «нестандартные» архитектуры генетического поиска, позволяющие в большинстве случаев решать проблему предварительной сходимости алгоритмов. Это методы миграции и искусственной селекции [1], метагенетической параметрической оптимизации [2], стохастически-итерационные генетические и поисковые [3], ?прерывистого равновесия? [4], объединения генетического поиска и моделирования отжига [5].В [1] в отличие от обыкновенных ГА выполняется макроэволюция, т.е. создается не одна популяция, а некоторое множество популяций. Генетический поиск здесь осуществляется путем объединения родителей из различных популяций. В отличие от [1-5] предлагается модифицированная архитектура генетического поиска с миграцией и искусственной селекцией (рис.1.).Здесь блоки 1 - 3 представляют собой простой или модифицированный ГА. Отметим, что в каждом блоке выполняется своя искусственная селекция. В первом блоке селекция на основе рулетки. Во втором блоке используется селекция на основе заданной шкалы. В третьем блоке - элитная селекция. В блок миграции каждый раз отправляется лучший представитель из популяции. Связь между блоками 1 - 3 осуществляется путем последовательной цепочки 1 - 2, 2 - 3.Отметим, что можно организовать различное количество связей между блоками, такого типа, как по принципу полного графа, по принципу звезды и т.д. Такая схема селекции в случае наличия большого количества вычислительных ресурсов может быть доведена до N блоков. Причем N-1 блоков могут параллельно осуществлять эволюционную адаптацию и через блоки миграции обмениваться лучшими представителями решений. Последний блок собирает лучшие решения, может окончить результат работы или продолжить генетическую оптимизацию. Такая схема оптимизации в отличие от существующих позволяет во многих случаях выходить из локальных оптимумов. Для повышения эффективности такой архитектуры в САПР используют метагенетическую оптимизацию (МГО). Она заключается в следующем (рис.2). Основным является первый блок, в котором осуществляется реализация генетического алгоритма, генерация новых решений, определение моделирующей функции и использование предыдущих решений для генерации лучших результатов. Второй блок позволяет использовать «историю» предыдущих решений для генерации лучшего множества параметров. В третьем блоке генерируется новое множество оптимизационных параметров. Используя МГО оптимизационный процесс в САПР, можно случайным, направленным или случайно-направленным способом генерировать начальные популяции, моделировать каждую индивидуальность посредством выполнения ГА на основе реализации генетических операторов. Можно случайно выбирать родителей из популяции с вероятностью селекции каждого элемента пропорционально его значению. Причем, вероятность выполнения каждого оператора может определяться пропорционально его öåëåâîé ôóíêöèè. Окончательное множество параметров селектируется после моделирования из конечной популяции. Отметим, что для каждой задачи проектирования СБИС будет строиться свой конкретный метагенетический алгоритм.
Рис 1. Модифицированная схема миграции и искусственной селекции.
Рис. 1
Для построения начальной популяции предлагается использовать Стохастически - итерационный метод. Он заключается в следующем. На основе генетического поиска определяются стартовые точки для направленного поиска. Причем, направленный поиск осуществляется совместно с генетическими операторами. После нахождения стартовых точек можно параллельно использовать такие методы оптимизации, как золотого сечения, градиентного спуска, поиска в глубину и ширину, ветвей и границ и др.
Метод прерывистого равновесия [4] основан на палеонтологической теории прерывистого равновесия, которая описывает быструю эволюцию за счет вулканических и других изменений земной коры. Для применения данного метода в технических задачах в предлагается после каждой генерации случайным образом перемешивать индивидуальности в популяции, а затем формировать новые текущие генерации. Здесь можно предложить, как аналог из живой природы, бессознательный отбор родительских пар и синтетический отбор лучших родительских пар. Далее случайным образом смешать результаты обоих отборов и не оставлять размер популяции постоянным, а управлять им в зависимости от наличия лучших индивидуальностей. Такая модификация метода прерывистого равновесия может позволить сократить неперспективные популяции и расширить популяции, в которых находятся лучшие индивидуальности. Согласно [4] метод прерывистого равновесия - это мощный стрессовый метод изменения окружающей среды, который используется для эффективного выхода из локальных ям.
Объединение ГА и моделирование отжига позволяют получать более качественные результаты за счет усложнения процедуры оптимизации [5]. Например, на основе простого ГА можно получить некоторое подмножество родителей с лучшими характеристиками и для одного из них (наилучшего) или некоторого подмножества применить оптимизационную процедуру моделирования отжига. Такое объединение можно делать различными способами. К сожалению, процедуры моделирования отжига требуют больших вычислительных затрат. Поэтому, такие подходы применяют при проектировании элементов топологии внутри ячеек, когда их число 50.
Отметим, что основные задачи повышения качества решений проектирования СБИС с применением ГА - это выход из локальных ям, а также оптимальный выбор генетических операторов и методов селекции.
Список
литературы
Potts C.I., Giddens T.D., Yadav S.B. The Development and Evaluation of an Improved Genetic Algorithm Based on Migration and Artificial selection. IEEE Trans. on Systems, Man and Cybernetics, vol.24, No.1, Sammary 1994. P. 73 - 86.
Shahookar K.,Mazmunder P. A Genetic Approach to standart Cell Placement Using Meta-Genetic Parameter Optimization, IEEE Trans. on CAD, Vol.9, No.5, May, 1990. P. 500 - 511.
Ackley D.H. A connectionist Machine for Genetic Hillclimbing. Kluwer Academic Publishers, Boston, MA, 1987. - 240 г.
Cohoon J.P., Paris W.D. Genetic Placement , IEEE Trans. on CAD, Vol.6, No 6, November, 1987. P. 956 - 964.
Davis L., ed. Genetic Algorithms and Sivulated Annealing. San Mateo. Morgan Kaufman Publisher, 1987. - 216 p.
Другие работы по теме:
Закон ускорения темпов эволюции
Закон ускорения темпов эволюции — в течение геологического времени происходит ускорение биологической эволюции. Наблюдается закономерное сокращение протяжённости геологических эр (так, палеозойская эра длилась 340 млн лет, мезозойская эра — 170 млн лет, кайнозойская эра — 60 млн лет), что отражает ускорение темпов эволюции.
Архитектурные ансамбли Санкт-Петербурга. Дворцовая площадь
ДОКЛАД На тему: « Архитектурные ансамбли Санкт-Петербурга. Дворцовая площадь Выполнил: ученик 6 «г» Спиридонов Сергей Г.Кстово 2011 год Архитектурный облик Санкт-Петербурга - его визитная карточка. Полный архитектурной гармонии и европейской элегантности.
Кикины палаты
Кикины палаты Ки́кины пала́ты — памятник архитектуры петровского барокко, находящийся в Санкт-Петербурге по адресу Ставропольская улица, дом 9.
Романская архитектура 2
Романская архитектура — яркий пример рационального художественного мышления. В замках и храмах чувствовалась простота, мощь и ясность: вертикальные толстые и прочные стены, суровая кладка из тесаных камней, горизонтальные перекрытия, своды (преимущественно цилиндрические, крестовые, крестово-реберные, реже купола), аркады, «перспективные» порталы (входы в собор в виде ряда последовательно уменьшающихся арок, опирающихся на пристенные колонны), смесь различных ордерных систем, цилиндрические колонны и др.
Малый Эрмитаж
Малый Эрмитаж Вид с Дворцовой площади. Малый Эрмитаж — памятник архитектуры, входящий в музейный комплекс Государственного Эрмитажа, построен в 1764—1775 годах архитекторами Ж. Б. Валлен-Деламотом и Ю. М. Фельтеном. Корпуса здания, выходящие на Дворцовую набережную и Миллионную улицу, являются связующим звеном между барочным Зимним дворцом и памятниками классицизма — Старым и Новым Эрмитажем.
Церковь Симеона и Анны
Цйрковь Симео́на и А́нны (официальное название — церковь святых и праведных Симеона Богоприимца и Анны Пророчицы) — действующая православная церковь в Санкт-Петербурге, находящаяся на углу улицы Белинского и Моховой улицы, памятник архитектуры, один из старейших храмов Санкт-Петербурга.
Архитектура бренда
Каждая архитектура брендинга имеет свои организационные последствия, меняющие роль группы по отношению к ее дочерним и субдочерним компаниям
Thumb - ориентированные ядра и их развитие
Фирма ARM считает, что Thumb-ориентированные ядра будут особенно успешно использоваться в применениях с относительно ограниченными возможностями, т.е. в тех, в которых сегодня используют 8-разрядные и 16-разрядные контроллеры.
Успенский собор
Звенигород – один из древнейших подмосковных городов, известный своими архитектурными и историческими памятниками, а так же удивительным по красоте природным окружением.
ДНК-идентификация
ДНК-идентификация, или типирование ДНК, установление генетической индивидуальности любого организма на основе анализа особенностей его дезоксирибонуклеинововой кислоты (ДНК).
Ретровирусы
Ретровирусы, вирусы с необычным способом репликации генетического материала. Для цикла репродукции этого большого семейства вирусов характерен обратный поток генетической информации.
Три подхода к исследованию творческой активности
В целях выявления сущности феномена «творческая активность», определения источников и механизмов его формирования рассмотрим данную проблему индуктивным путем: с позиции генетического, уровневого и системно-структурного подходов.
Театр как синтетический вид искусства
Театр как синтетический вид искусства .Театр заключает в себе многообразие многих форм художественного творчества, опираясь на отдельные виды искусства. Это не метафора, когда говорят о музыкальности живописи, о музыкальности архитектуры, пластичность литературных героев. Какое же различие между реально звучащим звуком музыкального инструмента и звуком, запечатленным в живописных полотнах? Для этого нам необходимо различать художественное произведение как
Церковь Вознесения
Гениальным архитектурным произведением шатрового типа является церковь Вознесения в подмосковном селе Коломенском, построенная Василием III в честь рождения долгожданного сына (будущего Ивана IV Грозного).
День архитектуры Украины
День архитектуры Украины » ( укр. «День архітектури України» ) — национальный профессиональный праздник, украинских архитекторов и ценителей архитектурных шедевров страны, который отмечается в Республике Украина ежегодно 1 июля[1].«День архитектуры Украины» появился в украинском официальном календаре после распада Советского Союза в 1995 году, после того, как 17 июня 1995 года, «в поддержку инициативы архитекторов и градостроителей, их творческих союзов, работников проектных организаций и местных органов градостроительства и архитектуры», в столице республики городе-герое Киеве, второй президент Украины Леонид Данилович Кучма подписал Указ N 456/95 «О Дне архитектуры Украины» который предписывал отмечать его в Республике Украина каждый год первого июля.
Екатерининская миля
Введение 1 История сооружения 2 Судьба памятников 3 Современное состояние Введение Екатери́нинская ми́ля — памятники истории и архитектуры, дорожные знаки, построенные в 1784—1787 годах на предполагаемом пути следования императрицы Екатерины Великой.
Марк Витрувий Поллион
Введение 1 Биография 2 «Десять книг об архитектуре» 3 Переводы Список литературы Введение Марк Витру́вий Поллион (лат. Marcus Vitruvius Pollio) — римский архитектор, инженер, теоретик архитектуры второй половины I века до н. э.
Ретроспективизм
— традиционалистское направление в архитектуре первой половины XX века, основанное на освоении архитектурного наследия прошлых эпох, от ренессанса и древнерусского зодчества до классицизма первой трети XIX века (ампира). Ретроспективизм — всемирное, но при этом глубоко национальное явление. В каждой стране складывались свои школы, свои стили, поэтому не существует однозначного перевода терминов и понятий, связанных с этим направлением.
Псевдорусский стиль
Введение 1 Развитие 1.1 Развитие в конце XIX века 1.2 Развитие в начале XX века Список литературы Введение Псевдорусский стиль является общим условным названием совокупности ряда течений в русской архитектуре, возникших во второй четверти XIX века и представляющих собой синтез традиций древнерусского и русского зодчества, а также ассоциируемых с ними элементов византийской архитектуры.[1]
Библиотека РусАрх
Библиотека «РусАрх» — крупнейшая в Рунете некоммерческая специализированная электронная научная библиотека по истории древнерусской архитектуры.
Брюлловы
Брюлло́вы — русский дворянский род. Фамилия, производная от французской фамилии Брюлло́ (фр. Brulleau). Изгнанные из Франции, как протестанты, по уничтожении нантского эдикта,- Брюлло поселились в Люнебурге, откуда прапрадед получившего русское дворянство (А. П. Брюллова), Георг Брюлло (нем.
Хиславичский район
расположен к юго-западной части области. Эти земли принадлежали Смоленскому княжеству в XII веке, позже вошли в удел мстиславских князей. В XVII-XVIII веках здесь проходила граница между Российским государством и Речью Посполитой.
Генотерапия
Генотерапия Генотерапия — совокупность генноинженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Это новая и бурно развивающаяся область, ориентированная на исправление дефектов, вызванных мутациями (изменениями) в структуре ДНК, или придания клеткам новых функций.
Сравнительная таблица митоза и мейоза
Митоз Мейоз (от греч. mнtos — нить), кариокинез, непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ воспроизведения (репродукции) клеток, обеспечивающий тождественное распределение генетического материала между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений.
Генетический код
Три пары оснований молекулы ДНК кодируют одну аминокислоту в белке.
Анж Жак Габриель
Габриель, Анж Жак (Gabriel, Ange-Jacque) (1698–1782), французский архитектор, один из основоположников классицизма 18 в.
Платонов Ю.П.
За выдающиеся творческие достижения академику Платонову присвоено Почетное звание Народного архитектора СССР и Заслуженного архитектора РСФСР.
Рисунок 2 5
Входящие информа-ционные потоки. Служба логистики. Экономический отдел Перспективные, текущие и оперативные планы производства и реализации продукции Финансовые планы и нормативы
архитектура Брунеллески в период Раннего Возрождения
В культуре итальянского Возрождения архитектура занимает выдающееся место. По обилию талантливых мастеров, размаху и многообразию художественного творчества, а главное, по его смелому новаторству Италия опередила в 15 в. все другие страны Европы. Итальянское искусство Кватроченто развивалось в рамках локальных школ.
Архитектура в 3-х эпохах
Зарождение архитектуры относится ко времени первобытнообщинного строя, когда возникли первые искусственно сооружаемые жилища и поселения. Были освоены простейшие приемы организации пространства на основе прямоугольника и круга, началось развитие конструктивных систем с опорами.