تحلیل الگوریتم شاخه و قید موازی آسنكرون

دسته: کامپیوتر و IT
بازدید: 392 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 32 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 29

در این مقاله توضیحی درباره كامپیوترهای موازی می‌دهیم و بعد الگوریتمهای موازی را بررسی می‌كنیم ویژگیهای الگوریتم branch bound را بیان می‌كنیم و الگوریتمهای bb موازی را ارائه می‌دهیم و دسته‌ای از الگوریتمهای bb آسنكرون برای اجرا روی سیستم MIMD را توسعه می‌دهیم سپس این الگوریتم را كه توسط عناصر پردازشی ناهمگن اجرا شده است بررسی می‌كنیم نمادهای pe

قیمت فایل فقط 1,900 تومان

تحلیل الگوریتم شاخه و قید موازی آسنكرون

تحلیل الگوریتم شاخه و قید موازی آسنكرون

Asynchronous Parallel Branch and Bound Algorithm

1- خلاصه:

در این مقاله توضیحی درباره كامپیوترهای موازی می‌دهیم و بعد الگوریتمهای موازی را بررسی می‌كنیم. ویژگیهای الگوریتم branch & bound را بیان می‌كنیم و الگوریتمهای b&b موازی را ارائه می‌دهیم و دسته‌ای از الگوریتمهای b&b آسنكرون برای اجرا روی سیستم MIMD را توسعه می‌دهیم. سپس این الگوریتم را كه توسط عناصر پردازشی ناهمگن اجرا شده است بررسی می‌كنیم.

نمادهای perfect parallel و achieved effiency را كه بطور تجربی معیار مناسبی برای موازی‌سازی است معرفی می‌كنیم زیرا نمادهای قبلی speed up (تسریع) و efficiency (كارایی) توانایی كامل را برای اجرای واقعی الگوریتم موازی آسنكرون نداشتند. و نیز شرایی را فراهم كردیم كه از آنومالیهایی كه به جهت موازی‌سازی و آسنكرون بودن و یا عدم قطعیت باعث كاهش كارایی الگوریتم شده بود، جلوگیری كند.

2- معرفی:

همیشه نیاز به كامپیوترهای قدرتمند وجود داشته است. در مدل سنتی محاسبات، یك عنصر پردازشی منحصر تمام taskها را بصورت خطی (Seqventia) انجام میدهد. به جهت اجرای یك دستورالعمل داده بایستی از محل یك كامپیوتر به محل دیگری منتقل می‌شد، لذا نیاز هب كامپیوترهای قدرتمند اهمیت روز افزون پیدا كرد. یك مدل جدید از محاسبات توسعه داده شد، كه در این مدل جدید چندین عنصر پردازشی در اجرای یك task واحد با هم همكاری می‌كنند. ایده اصل این مدل بر اساس تقسیم یك task به subtask‌های مستقل از یكدیگر است كه می‌توانند هر كدام بصورت parallel (موازی) اجرا شوند. این نوع از كامپیوتر را كامپیوتر موازی گویند.

تا زمانیكه این امكان وجود داشته باشد كه یك task را به زیر taskهایی تقسیم كنیم كه اندازه بزرگترین زیر task همچنان به گونه‌ای باشد كه باز هم بتوان آنرا كاهش داد و البته تا زمانیكه عناصر پردازشی كافی برای اجرای این sub task ها بطور موازی وجود داشته باشد، قدرت محاسبه یك كامپیوتر موازی نامحدود است. اما در عمل این دو شرط بطور كامل برقرار نمی‌شوند:

اولاً: این امكان وجود ندارد كه هر taskی را بطور دلخواه به تعدادی زیر task‌های مستقل تقسیم كنیم. چون همواره تعدادی زیر task های وابسته وجود دارد كه بایستی بطور خطی اجرا شوند. از اینرو زمان مورد نیاز برای اجرای یك task بطور موازی یك حد پایین دارد.

دوماً: هر كامپیوتر موازی كه عملاً ساخته می‌شود شامل تعداد معینی عناصر پردازشی (Processing element) است. به محض آنكه تعداد taskها فراتر از تعداد عناصر پردازشی برود، بعضی از sub task ها بایستی بصورت خطی اجرا شوند و بعنوان یك فاكتور ثابت در تسریع كامپیوتر موازی تصور می‌شود.

الگوریتمهای B&B مسائل بهینه سازی گسسته را به روش تقسیم فضای حالت حل می‌كنند. در تمام این مقاله فرض بر این است كه تمام مسائل بهینه سازی مسائل می‌نیمم كردن هستند و منظور از حل یك مسئله پیدا كردن یك حل ممكن با مقدار می‌نیمم است. اگر چندین حل وجود داشته باشد، مهم نیست كدامیك از آنها پیدا شده.

الگوریتم B&B یك مسئله را به زیر مسئله‌های كوچكتر بوسیله تقسیم فضای حالت به زیر فضاهای (Subspace) كوچكتر، تجزیه می‌كند. هر زیر مسئله تولید شده یا حل است و یا ثابت می‌شود كه به حل بهینه برای مسئله اصلی (Original) نمی‌انجامد و حذف می‌شود. اگر برای یك زیر مسئله هیچ كدام از این دو امكان بلافاصله استنباط نشود، آن زیر مسئله به زیرمسئله‌های كوچكتر دوباره تجزیه می‌شود. این پروسه آنقدر ادامه پیدا می‌كند تا تمام زیر مسئله‌های تولید شده یا حل شوند یا حذف شوند.

در الگوریتمهای B&B كار انجام شده در حین اجرا به شدت تحت تاثیر نمونه مسئله خاص قرار می‌گیرد. بدون انجام دادن اجرای واقعی الگوریتم این امكان وجود ندارد كه تخمین درستی از كار انجام شده بدست آورد. علاوه برآن، روشی كه كار باید سازمان‌دهی شود بر روی كار انجام شده تاثیر می‌گذارد. هر گامی كه در اجرای الگوریتم b&b ی موازی بطور موفقیت‌آمیزی انجام می‌شود و البته به دانشی است كه تاكنون بدست آورده. لذا استفاده از استراتژی جستجوی متفاوت یا انشعاب دادن چندین زیر مسئله بطور موازی باعث بدست آمدن دانشی متفاوت می‌شود پس می‌توان با ترتیب متفاوتی زیر مسئله‌ها را انشعاب داد.

دقت كنید كه در یك بدل محاسبه خطی افزایش قدرت محاسبه فقط بر روی تسریع الگوریتم اثر می‌كند وگرنه كار انجام شده همچنان یكسان است.

با این حال اگر قدرت محاسبه یك كامپیوتر موازی با اضافه كردن عناصر پردازشی اضافه افزایش پیدا كند. اجرای الگوریتم b&b بطور آشكاری تغییر می‌كند (به عبارت دیگر ترتیبی كه در آن زیر برنامه‌ها انشعاب پیدا می‌كنند تغییر می‌كند). بنابراین حل مسائل بهینه‌سازی گسسته سرسع بوسیله یك كامپیوتر موازی نه تنها باعث افزایش قدرت محاسبه كامپیوتر موازی شده است بلكه باعث گسترش الگوریتمهای موازی نیز گشته است.

جهت دریافت فایل تحلیل الگوریتم شاخه و قید موازی آسنكرون لطفا آن را خریداری نمایید

قیمت فایل فقط 1,900 تومان

برچسب ها : تحلیل الگوریتم شاخه و قید موازی آسنكرون , تحلیل الگوریتم , دانلود تحلیل الگوریتم شاخه و قید موازی آسنكرون , الگوریتم , کامپیوتر , نرم افزار , سخت افزار , برنامه نویسی , اینترنت , وب سایت , بهینه سازی گسسته , , قید موازی آسنكرون , آسنكرون , , پروژه دانشجویی , دانلود پژوهش , دانلود تحقیق , پایان نامه , دانلود پروژه