Zusammenfassung
Ein kooperatives verteiltes Problemlösungssystem (KVPS) wurde bereits in Definition 1.1 eingeführt. Im folgenden ist die Betrachtung kooperativer verteilter Systeme darauf beschränkt, wie sich kombinatorische Optimierungsprobleme durch verteilt-parallele Suche in einem VPSLAN lösen lassen. Da ein im Sinne der Ausführungen des Kap. 5 eingeführter Prozeß auf einer Workstation eines VPSLAN269 die technologischen und algorithmischen Voraussetzung zur Interaktion mit anderen Problemlösungsknoten aufweist, können die Termini Problemlösungsknoten und Prozeß im VPSLAN im weiteren als synonym angesehen werden.
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Referenzen
Die Bezeichnung VPSLAN kann somit auch als verteiltes Problemlösungssystem im LAN übersetzt werden.
Um den Begriff der Kontrollstrategie nicht mit der parallelen Kontrolle zu verwechseln, wird für die lokale Kontrollstrategie der Begriff Suchstrategie verwendet.
Eine solche Strategie wurde prototypisch realisiert; sie wurde jedoch nicht weiterverfolgt, da die Kommunikationszeiten in dem verwendeten verteilten System zu hoch waren und daher grobgranularen Formen der Verteilung der Vorzug gegeben wurde.
Auch diese Variante wurde prototypisch umgesetzt, erwies sich jedoch in einem verteilten System aufgrund des hohen Kommunikationsaufwands als nicht effizient genug (Vgl. Haug 1995).
Aufgrund der Beschränkung des Netzwerklayouts ist die Anzahl der von einem Prozessor ausgehenden Verbindungen auf polynomial Werte beschränkt. Unterstellt man einen Suchbaum G mit dem Verzweigungsfaktor 2, so werden bei jeder Expansion zwei Nachfolger generiert, von denen einer an einen weiteren Prozeß zur Untersuchung abgegeben wird. Schreiten die Prozesse in der Expansion gleichmäßig voran, so werden auf jeder Tiefe d des binären Suchbaums 2 d Knoten erzeugt und damit ebenso viele Prozessoren benötigt. Zwar sind schon Parallelrechner im Einsatz, die über mehr als 106 (217) Prozessoren verfügen. Doch selbst diese Prozessoranzahl reicht gerade einmal aus, um bei expandierender Parallelität die Blattknoten eines Suchbaums für ein Distributionsproblem mit 17 potentiellen Lagern zu erzeugen. Probleme dieser Größenordnung sind aber mit einem leistungsfähigen PC noch in vertretbarer Zeit exakt zu lösen.
Vgl. Kap. 3.2.4; zur Parallelisierung der Suchstrategie IDA auf einem Parallelrechner Vgl. Rao u.a. (1987).
Eine parallele Suchbaumzerlegung (‘distributed tree search’, DTS) wird auch von Powley u.a. (1990) vorgestellt, die damit auf einem Parallelrechner mit bis zu 256 Prozessoren weniger als 5% Kommunikationsoverhead erzielen. Zur parallelen Tiefensuche auf speziellen Parallelrechnern Vgl. Kumar u.a. (1988b), Kumar und Rao (1987, 1990), Rao und Kumar (1987, 1993)
Vgl. Kap. 3.2, Tab. 3.3.
Eine Aktualisierung des globalbest erfordert immer mehrere Operationen: Der aktuelle Wert des globalbest ist zu lesen, er ist mit dem eigenen lokalen Wert zu vergleichen und gegebenenfalls zu aktualisieren. Erfolgt das Lesen, Vergleichen und Aktualisieren eines Prozesses P1 nicht unter Verwendung einer Transaktionskontrolle, so kann zwischen dem Lesen und Schreiben ein anderer Prozeß P2 einen neuen besseren Wert eintragen, den aber P\ mit seinem schlechteren Wert überschreiben würde.
Der grundsätzliche Ablauf der asynchronen Auftragsvergabe wurde bereits in Kap. 5.4 (Vgl. Abb. 5.18) dargestellt.
Vgl. Kap. 5.3.6.2.
Vgl. auch die Diskussion zu IA* im Kap. 3.2.4. Würde der Slave bei der lokalen Tiefensuche den Zielzustand nicht sofort nach GOPEN setzen, so würde aufgrund des Auswahlschlüssels lokalkey = maxd&minf der Zielknoten immer wieder zur Expanison aus LOPEN gewählt.
Ein konsistentes globales Akzeptanzkriterium ist nur bei einer zulässigen Suche erforderlich. In einer nichtzulässigen Suche, insbesondere der beschränkten Suche, können auch lokale Akzeptanzkriterien, beispielsweise die maximale Anzahl von Vergleichen beim Einsortieren in LOPEN eingesetzt werden. Ebenso wird eine beschränkte Rückmeldung der maxTSend Knoten in Form eines lokalen Akzeptanzkriteriums vom ACCEPT-Operator ausgeführt.
Vgl. Btrieve Technologies Inc.: Btrieve for DOS/Windows; bzw. Btrieve for Windows NT/Windows 95. Installation and Operation. Btrieve Technologies Inc 8834 Capital of Texas Highway North, Suite # 300. Austin Texas 78759 U.S.A. 1995. Derselbe: Btrieve Programmer’s Manual, Austin Texas 1995.
In der Genetik wird der Begriff Genfluß synonym mit dem Begriff Migration verwendet.
Bereits 1981 wird ein paralleler adaptiver Algorithmus von Grefenstette (1981) berichtet.
Dieser Begriff wird von East und McFarlane (1993) bzw. Kröger u.a. (1993) verwendet.
Bekannt wurde das sogenannte ASPARAGOS-Anwendungen (Vgl. Gorges-Schleuter 1989, 1991; Muehlenbein 1991) erzielt wurden. Weitere MPGA werden berichtet von Jog und Van Gucht (1987), Manderick und Spiessens (1989) sowie von Laszewski und Mühlenbein (1990).
Branke u.a. (1995) berichten von einer Anwendung zur dynamischen Lösgrößenplanung, in der 128 000 Prozessoren eingesetzt wurden, um eine Population mit entsprechender Anzahl an Individuen abzubilden.
Vgl. 3.3.4.
Abschätzungen, wie sich unterschiedliche Migrationsraten (Austauschhäufigkeit und Migrantenanteil) auf die Heterogenität der Gesamtpopulation bei verschiedenen Migrationsmodellen auswirken, werden bei Gorges-Schleuter (1991) dargestellt.
Vgl. International Conference On Genetic Algorithms 1987, sowie Greffenstette (1987a).
Vgl. die Ausführungen in Kap. 3.3.5.
Vgl. Übersicht bei Dorigo und Maniezzo (1993).
Starkweather u.a. (1990) vermerken, daß es vielversprechender erscheint, eine kleine Zahl an Individuen auszutauschen, als genau einen oder eine große Zahl. Zum gleichen Ergebnis kommen Kröger u.a. (1993); sie ermitteln bei einer Migrationsmenge von 3 Elementen die besten Ergebnisse.
Dies kann bei einer zyklischen Migration leicht auftreten, wenn sich über einen längeren Zeitraum keine Verbesserung ergibt. Beispielsweise wird dann in mehreren Austauschzyklen das gleiche Individuum best(Pop x ,t) aus der Subpopulation Pop x abwandern und in Pop y einwandern, was eine starke Dominanz der Population Pop y durch das Individuum best(Pop x ,t) zur Folge hätte.
Vgl. Starkweather u.a. (1990).
Vgl. Gorges-Schleuter(1991 S. 52).
Die Pufferung der Migrantenmenge erfolgt Hardware-seitig in der Netzwerkkarte. Im dargestellten Verfahren zum Ringaufbau ist dan nicht der Vorgänger, sondern der Nachfolger einzusetzen, ansonsten bleibt das Verfahren identisch.
Voß (1993) stellt bezogen auf Ausgangszustand und Suchstrategie eine mit der von Crainic u.a. (1995) vergleichbare Systematik auf. Er nennt einen Ausgangszustand, von dem aus die Suche beginnt, “ball” und kommt so in Anlehnung an das Flynnsche Schema zu den Kategorien SBSS (‘single ball single strategy’), MBSS (‘multiple ball single strategy’), SBMS, MBMS. Während Crainic u.a (1995) in ihrer Systematik wenigstens noch auf die Frage der Prozeßkontrolle hinweisen und zwischen unabhängigen Prozessen und der Kontrolle durch einen Master unterscheiden, spielt die Frage der Kooperation bzw. der Koordination in dem Schema von Voß (1993) gar keine Rolle.
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Schütz, G. (1997). Systematischer Entwurf verteilt-paralleler Suchverfahren. In: Verteilt-parallele Ansätze zur Distributionsplanung. Deutscher Universitätsverlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-663-09109-7_6
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DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-663-09109-7_6
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