大規模分散システムにおける協調型並列メタヒューリィスティックス計算手法の研究開発

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18500059
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 名嘉村 盛和 琉球大学, 工学部, 教授 (80237437)
• キーワード: メタヒューリスティックス / 並列処理 / 協調処理 / 分散システム / 組合せ最適化 / 分散並列処理

研究概要

1.探索空間情報を考慮したメタヒューリスティックスの分散並列処理
(1)並列タブーサーチにおけるタブーメモリ協調構成法の検討
各プロセスの管理するタブーメモリの内容をコンパクトにまとめ、探索情報として定義した。そして複数のタブーサーチ・プロセス間で、ある一定間隔毎に探索情報と現在解を交換することにより相互に探索の概要を把握し、各プロセスの探索空間をよりポテンシャルの高い空間に動的に割り当て直すメカニズムを開発した。
(2)マスタースレーブ方式による遺伝アルゴリズムの並列処理手法の開発
局所探索と遺伝アルゴリズムを組合せたハイブリッド遺伝アルゴリズムの並列化を計った。この時、近傍構造の定義に基づいて探索情報を表し、プロセス間で交換することで協調を行う。ここでの(協調による)探索空間の再割り当ては、他ノードの探索情報を考慮した染色体集団の再生成を行うことである。
2.大規模分散システムにおける自律分散髄化
(1)並列遺伝アルゴリズムにおけるネットワークトポロジーと通信遅延の影響の調査
分散システムにおける計算ノードの能力の不均一、膨大な通信遅延の存在、ネットワークトポロジーは並列遺伝アルゴリズムの実行過程に多大な影響を与える。そこで、これらの要因が実際にどのような影響をどの程度与えるかを計算機実験によって調査した。その結果、情報交換の方式(染色体マイグレーションの方式)、トポロジーの特徴(ノード間平均距離、最長距離等)によって影響の度合いが異なることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Evolutionary computing of Petri net structure for cyclic job shop scheduling (2006)
  • 著者名/発表者名: Morikazu Nakamura
  • 雑誌名: IEICE Trans. On Fundamentals E89-A, No.11 ページ: 3235-3243
• [雑誌論文] Aligning multiple protein sequences by an evolutionary tree-base method (2006)
  • 著者名/発表者名: Farhana Naznin
  • 雑誌名: Proceedings of International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications Vol.I ページ: 190-193
• [雑誌論文] Petri net modeling and scheduling for farming plan (2006)
  • 著者名/発表者名: Senlin Guan
  • 雑誌名: Proceedings of International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications Vol.II ページ: 465-468
• [雑誌論文] 並列タブーサーチにおける履歴情報に基づく協調 (2006)
  • 著者名/発表者名: 名嘉秀和
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.106, No.180 ページ: 25-30