Nowe ujęcie wybranych zagadnień optymalizacji Uniwersytet śląski (Uniwersytet Śląski)

W rozwiązywaniu złożonych zadań optymalizacyjnych algorytmy ewolucyjne zajmują wiodącą pozycję. Nietypowe spojrzenie na algorytm optymalizacyjny, prezentowane w opracowaniu, pozwoliło na stworzenie nowego algorytmu a prace nad jego rozwojem – na umieszczenie jego metafor w grupie sztucznego życia.

Powstałe w ten sposób algorytmy są dalej sprawnymi algorytmami optymalizacji a proponowane podejście wprowadza w ich działanie nowe cechy. Opracowanie pokazuje nowy algorytm obserwacji – jako algorytm bazowy oraz jego metafory ulokowane w grupie algorytmów immunologicznych i algorytmów optymalizacji rojem cząstek.

Badania prowadzone nad mechaniką działania tych algorytmów wykazały ich świeże atrybuty tj.: zachowanie przypominające mechanizm obserwacji, mechanizm koewolucji determinujący zachowanie algorytmu czyniącego go niezależnym od wpływu środowiska.

Realizacja postawionych założeń narzuciła konieczność opracowania wydajnego mechanizmu mutacji dla algorytmu immunologicznego. W odniesieniu do algorytmu optymalizacji rojem cząstek zdefiniowano funkcje scenariuszy zachowań.

Zaproponowano grupę systemów immunologicznych będącą odpowiednikiem systemu wielopopulacyjnego oraz zdefiniowano metody podmiany informacji między systemami w grupie. Przedstawiono umocowanie teoretyczne działania algorytmów a także poparto to badaniami symulacyjnymi.

Do sprawdzenia wydajności pracy algorytmów zastosowano typowe środowiska testowe dla problemów stacjonarnych i niestacjonarnych. W pracy zastosowano analizę fraktalną i multifraktalną, wykazując jej przydatność w badaniach nad zachowaniem algorytmów.

Optymalizacja struktury diagnostycznej układu cyfrowego jest zagadnieniem wielokryterialnym i stanowi swojego rodzaju wyzwanie. Kompleksowe podejście do diagnostyki układu wielomodułowego może prowadzić do nowych rozwiązań, ponadto w zakresie diagnostyki pojedynczego modułu.

Koncepcje takie gromadzi niniejsze opracowanie, bazując na nietypowym podejściu do diagnostyki układu wielomodułowego, których konkluzja ma silną podstawę teoretyczną. Oryginalnym dorobkiem pracy w tym zakresie jest: sugestia architektury zastosowanego testowania bazującej na tak zwanej modyfikacji liniowej, wprowadzenie opisu struktury diagnostycznej, określenie podstaw teoretycznych tej koncepcji, potwierdzenie sformułowanych podstaw teoretycznych a jednocześnie weryfikacja wydajności diagnostycznej proponowanych rozwiązań metodami symulacyjnymi opartymi na modelowaniu z zastosowaniem układów testowych ISCAS'89, wykazanie stałych cech modułów podczas testowania, przedstawienie formalnego zapisu dowolnej struktury diagnostycznej wraz z opisem ram optymalizacji, a także koncepcji narzędzia symulacyjnego stosowanego w prowadzonych badaniach.

jednocześnie w opracowaniu przedstawiono oryginalne wykorzystanie algorytmu genetycznego, uzyskując wysoką wydajność optymalizacji. Ta część opracowania prezentuje kompletny system opisu dowolnej struktury diagnostycznej wraz z metodą jej optymalizacji.

Rozwiązania przedstawione w rozprawie otwierają drogę do dalszych badań. W pracy wyznaczone są dwie części, które mimo wspólnej bazy w postaci algorytmów ewolucyjnych, prezentują odrębne i zamknięte tematycznie problemy.