vysoké uÄenà technické v brnÄ evoluÄnà algoritmy - matlab gate toolbox
vysoké uÄenà technické v brnÄ evoluÄnà algoritmy - matlab gate toolbox
vysoké uÄenà technické v brnÄ evoluÄnà algoritmy - matlab gate toolbox
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
21<br />
3 GATE TOOLBOX<br />
GATE <strong>toolbox</strong> je sada optimalizačních funkcí, určených pro heuristickou optimalizaci,<br />
patřící do tzv. „soft-computing“ metod. Je napsán a určen pro použití v systému Matlab, což<br />
s sebou přináší jisté „výhody“, ale bohužel i nevýhody. Za výhody lze považovat zejména<br />
snadnou uživatelskou deklaraci účelové funkce, její grafické zobrazení, zobrazení průběhu<br />
optimalizace, dosaženého řešení, apod. Jedna z jeho nevýhod je, jak se později ukázalo, příliš<br />
pomalé výpočetní jádro, pokud se snažíme provádět nějaké binární operace. Systém Matlab je<br />
sice velmi efektivním nástrojem pro matematické výpočty, avšak naprosto neefektivní, co se<br />
týče práce a metod prováděných v čistém binárním kódu. Genetické a horolezecké <strong>algoritmy</strong><br />
jsou však na binárních operacích a binární reprezentaci postaveny.<br />
GATE balík funkcí ve své implementaci obsahuje několik variant horolezeckého<br />
algoritmu, genetický algoritmus a rozšířenou verzi genetického algoritmu, kombinujícího<br />
výhody GA a HC algoritmů.<br />
3.1 Koncepce původního GATE <strong>toolbox</strong>u<br />
Celá implementace původního GATE <strong>toolbox</strong>u se dá rozdělit na několik částí:<br />
• definice účelové funkce<br />
• servisní metody<br />
• datové struktury<br />
• sada výkonných metod HCA, GA, GA-HC<br />
Celý původní GATE je implementován v prostředí systému Matlab. Obsahuje několik<br />
výkonných HCA algoritmů (HCA5, HCA6, HCA7), genetický algoritmus GA. Varianta<br />
horolezeckého algoritmu HCA7 se používá k mutaci v tzv. hybridním genetickém algoritmu<br />
GA-HC.<br />
GATE <strong>toolbox</strong><br />
VÝKONNÉ HCA METODY<br />
VSTUPY<br />
GA-HC<br />
DATOVÁ<br />
STRUKTURA<br />
GA<br />
VÝKONNÉ<br />
GA<br />
METODY<br />
SERVISNÍ<br />
METODY<br />
ÚČELOVÁ FUNKCE<br />
VÝSTUPY<br />
Obr. 4 Blokové schéma původního GATE <strong>toolbox</strong>u<br />
Datová struktura GATE <strong>toolbox</strong>u je hlavní datová struktura, ve které jsou uchovávána<br />
veškerá nastavení, ale i výsledky a průběh celého optimalizačního procesu. Část této struktury<br />
definuje uživatel před samotným spuštěním procesu optimalizace. Zadává zde požadavek
Change language