Параллельный алгоритм многовариантного эволюционного синтеза нелинейных моделей
О.Г. Монахов, Э.А. Монахова
Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук, просп. Акад. М.А. Лаврентьева, 6, Новосибирск, 630090
monakhov@rav.sscc.ru
Ключевые слова: параллельный многовариантный эволюционный синтез, генетический алгоритм, генетическое программирование, декартово генетическое программирование, нелинейные модели, parallel multivariant evolutionary synthesis, genetic algorithm, genetic programming, Cartesian genetic programming, nonlinear models
Страницы: 169-180
Аннотация
Предложен параллельный алгоритм для решения проблемы построения нелинейных моделей (математических выражений, функций, алгоритмов, программ) на основе заданных экспериментальных данных, множества переменных, базовых функций и операций. Разработанный алгоритм многовариантного эволюционного синтеза нелинейных моделей имеет: линейное представление хромосомы, модульные операции при декодировании генотипа в фенотип для интерпретации хромосомы как последовательности команд, многовариантный метод для представления множества моделей (выражений) с помощью одной хромосомы. Проведено сравнение последовательной версии данного алгоритма со стандартным алгоритмом генетического программирования и алгоритмом декартового генетического программирования и показано его преимущество по сравнению с указанными алгоритмами как по времени поиска решения (более чем на порядок в большинстве случаев), так и по вероятности нахождения заданной функции (модели). Проведены эксперименты на параллельных суперкомпьютерных системах и получены оценки эффективности предложенного параллельного алгоритма, демонстрирующие линейные ускорение и масштабируемость.
DOI: 10.15372/SJNM20170205 |
