Введение
Глава I. Обзор применений генетических алгоритмов в задачах САПР 8
1.1 Обзор генетических алгоритмов 8
1.1.1 Генетические алгоритмы, как инструмент стохастической оптимизации 8
1.1.2 Эволюционные стратегии 10
1.1.3 Генетическое программирование 13
1.1.4 Эволюционный алгоритм 14
1.1.5 Генетические алгоритмы 15
1.1.5.1 История появления генетических алгоритмов 18
1.1.5.2 Общие сведения 21
1.1.5.3 Выбор способа кодирования 25
1.1.5.4 Определение размера популяции 27
1.1.5.5 Содержание стандартного генетического алгоритма 28
1.1.5.6 Сходимость стандартного генетического алгоритма 30
1.1.5.7 Эффективность генетических алгоритмов 31
1.1.6 Применение генетических алгоритмов 33
1.1.7 Символьная модель простого ГА 35
1.2 Особенности задачи оптимизации вычислительных сетей при автоматизированном проектировании 39
1.2.1 Особенности современных ВС. Корпоративные сети. Intranet-технологии 39
1.2.2 Возможности сетевого администратора по оптимизации трафика в ВС 48
1.3 Особенности задачи размещения элементов, как задачи автоматизированного проектирования 63
1.3.1 Задача размещения 63
1.3.2 Структура задачи размещения разногабаритных элементов 65
1.3.3 Содержание задачи автоматизированного размещения элементов 66
1.3.4 Традиционные алгоритмы размещения элементов 68
1.4. Основные цели и задачи исследования ГА в САПР 69
1.5 Критерии оценки результативности ГА в задачах САПР 71
Глава 2. Модель вычислительной сети организации и адаптация генетических алгоритмов к оптимизации ВС 72
2.1 Модель вычислительной сети организации, адаптированная к особенностям стохастической оптимизации 72
2.2 Определение трафика вычислительных сетей 76
2.3 Адаптация генетических алгоритмов к задаче оптимизации ВС 78
2.4 Анализ применимости генетических алгоритмов разных видов
к задаче оптимизации 80
2.5 Вычислительная эффективность применения ГА для оптимизации ВС
Глава 3. Адаптация мобильного ГА к задачам размещения 86
3.1 Адаптация стандартного генетического алгоритма 86
3.1.1 Кодирование решение - формирование хромосомы 87
3.1.2 Инициализация исходной популяции решений 89
3.1.3 Функция оптимальности 89
3.1.4 Оператор селекции 89
3.1.5 Оператор рекомбинации 89
3.1.6 Оператор мутации 90
3.1.7 Оператор формирования нового поколения 90
3.1.8 Условия окончания поиска решения 90
3.2 Мобильный генетический алгоритм 91.
3.2.1 Кодирование решение - формирование хромосомы 91
3.2.2 Общая схема мобильного генетического алгоритма 91
3.2.3 Инициализация исходной популяции решений 92
3.2.4 Функция оптимальности 92
3.2.5 Оператор селекции 92
3.2.6 Операторы CUT и SPLICE 93
3.2.7 Оператор мутации 93
3.2.8 Оператор формирования нового поколения 93
3.2.9 Условия окончания поиска решения 94
Глава4. САПР ВС и программа размещения элементов на основе ГА 95
4.1 Программная система оптимизации трафика на основе измерений 95
4.1.1 Программы мониторинга ВС, Измерение трафика. Особенности клиент-серверной реализации 95
4.1.2 Представление ВС в форме, требуемой ГА 97
4.1.3 Структура и функции программ оптимизации ВС 101
4.1.4 Особенности объектно-ориентированной реализации САПР ВС 103
4.2 Программная система оптимизации трафика на базе прогнозных значений. 105
4.2.1 Ограничения для проектируемой сети 105
4.2.1.1 Виды коммуникационного оборудования 105
4.2.1.2 Ограничение по структуре сети 106
4.2.1.3 Оптимизация трафика с помощью переподключения узлов сети 106
4.2.2 Общее описание программы., 111
4.2.3 Библиотека алгоритмов оптимизации 112
4.2.4 Структура данных программы и реализация процедур оптимизации ... 112
4.2.4.1 Параметры сети, закладываемые в программу 112
4.2.4.2 Алгоритм оптимизации трафика 114
4.3 Проектирование инструментальной среды исследования
мобильных генетических алгоритмов 115
4.3.1 Выбор среды реализации 115
4.3.2 Структуры данных. Класс Популяция. Тип flag terminate 115
4.3.3 Реализация стандартного генетического алгоритма 119
4.3.4 Реализация мобильного генетического алгоритма 123
4.3.5 Структура программных модулей 127
Глава 5. Анализ эффективности ГА в задачах САПР 128
5.1 ГА в задачах оптимизации трафика ВС 128
5.1.1 Анализ результатов оптимизации ВС вуз 128
5.1.2 Проектирование ВС предприятий дорожного строительства на основе анализа бизнес-процессов 135
5.1.2.1 Бизнес-процесс - реинжиниринг и проектирование ВС 135
5.1.2.2 Анализ бизнес-процессов и проектирование ВС
в ГП"У.тьяновскавтодор" 137
5.1.2.3 Описание Информационной системы предприятия дорожного строительства 141
5.1.3 Проектирование ВС предприятия АОЗТ "Ульяиовсккровля" 146
5.2 Моделирование ірафика в ходе проектирования ВС. Вычислительные эксперименты по моделированию вычислительных сетей 147
5.3 Мобильный ГА в задачах размещения. Результаты
вычислительных экспериментов 148
5.3. J Набор задач размещения как тестовый набор 148
5.3.2 Решение задач тестового набора с помощью стандартного генетического алгоритма 150
5.3.3 Решение задач тестового набора с помощью мобильного генетического алгоритма 151
5.3.4 Сравнение результатов экспериментов. Основные выводы
из исследования 153
5.3.5 Стоимость решения задачи размещения на предприятии 154
Заключение 157
Библиографический список
