vysoké učení technické v brně evoluční algoritmy - matlab gate toolbox

s přímým voláním funkcí DLL knihovny). Toto zjednodušení si ovšem vybralo menší daň
v podobě nepatrného zpomalení výpočtů (časové náklady na volání Matlab funkcí a návrat zpět
do hlavního programu). Pro získání maximální rychlosti výpočtů by bylo potřeba sestavit hlavní
program, který by volal přímo funkce DLL. Tímto by bylo možno dosáhnout dalšího, až
50procentního urychlení oproti programu, který bude volat GATE-DLL funkce.
4.4.1 Systém GATE-DLL
Koncepce GATE-DLL je z pohledu uživatele tvořena sadou předdefinovaných Matlab
funkcí, které je třeba volat v určitém smysluplném pořadí. GA a HCA algoritmy mají odlišnou
strukturu volání funkcí, ale některé funkce jsou pro všechny algoritmy společné. GATE-DLL
funkce mají téměř shodnou syntaxi jako zápis funkcí původního GATE. Snažil jsem se o
maximální kompatibilitu funkcí. Také hlavní struktura je z větší části naprosto stejná. Některé
funkce a parametry nebyly implementovány (externí DLL by v tomto případě nepřineslo žádné
urychlení, nebo byla vhodnost parametrů posouzena jako ne moc výhodná, proto byl vývoj DLL
zaměřen hlavně na ty funkce a parametry, které jsou důležitější).
4.4.2 Popis hlavní struktury GATE-DLL
Hlavní struktura GATE-DLL byla navržena tak, aby byla co nejvíce podobná původní
GATE struktuře a uživatel mohl v případě nutnosti pokračovat ve výpočtu pomocí GATE. Jako
strukturu pro GATE by však použil GATE-DLL strukturu.
Jedná se o strukturu, ve které jsou uchovávány veškeré parametry a nastavení pro řešení
dané optimalizační úlohy.
Popis položek GATE-DLL Matlab struktury:
nParam - počet parametrů optimalizační úlohy
nBitParam - počet bitů, kolika jsou kódovány jednotlivé parametry
nIndi - velikost populace jedinců GA algoritmů
funName - jméno vektorizované účelové funkce
funOpt - druh optimalizace, minimum nebo maximum {'min', 'max'}
mCode - typ binárního kódování, binární nebo Grayovo {'BC', 'GC'}
iParam - rozsahy, na kterých jsou kódovány jednotlivé parametry; matice rozměru
nParam × 2
mInit - typ inicializace, náhodná nebo startvektorem {'random', 'svect'}
(inicializace startvektorem pouze pro HCA)
rndSeed - inicializační hodnota pro generátor náhodných čísel
Method - typ metody HCA {'HC1', 'HC2', 'HC12'}
sVect - startvektor pro inicializaci HCA ve formě matice rozměru 1 × nParam
GA.funName = 'f6';
GA.funOpt = 'min';
GA.iParam = [-5 5];
GA.nParam = 2;
GA.nBitParam = 16;
GA.nIndi = 500;
GA.mCode = 'BC';
GA.mInit = 'random'
GA.rndSeed = 156;
HC.funName = 'f1';
HC.funOpt = 'min';
HC.iParam = [-5.1 5];
HC.mCode = 'BC';
HC.Method = 'HC12';
HC.mInit = 'svect';
HC.sVect = [1 1 2];
HC.nParam = 3;
HC.nBitParam = 63;
HC.rndSeed = 156;
Obr. 15 Příklady správně definovaných struktur pro GA a HCA
41