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Université des sciences et de la technologie Mohamed Boudiaf USTO Professeur responsable : MR BENYETTOU Sommaire Introduction Historique Définition des GA Définition des GAPM Domaine d’application Principe Algorithme du GAPM Av a n t a g e s & i n c o n v é n i e n t s Conclusion Introduction • Le problème d'optimisation combinatoire de l'attribution des tâches parallèles sur un multiprocesseur de façon à minimiser le temps d'exécution est appelé en tant que problème d'application. Plusieurs solutions heuristiques qui ont été proposées cherchent à obtenir une cartographie sous-optimale qui peut être considéré comme un "bon" cartographie dans un délai raisonnable. • L'heuristique cartographie génétique hybride se comporte bien à la fois en termes de qualité des alignements produits et le temps nécessaire pour les obtenir. Historique • En 1975 par le biais de -John Holland, les AG ont commencé à se développer.. -l’optimisation des fonctions par (JONG) en 1980, dans le contrôle de pipeline par GOLDBERG en 1981. -En 1985-Première conférence sur « intelligence algorithme génétique ». -En 1989 ,GOLDBERG a fait un livre ,au cours de la même année ont fait apparition les problèmes de cartographie(mappingproblem)Une nouvelle méthode de cartographie des problèmes d'optimisation sur des réseaux de neurones par CARTSEN PETERSON il a publié sa nouvelle méthode dans « International Journal of Neural Systems »,c’était l’année de l’évolution de la recherche en génétique. Leurs domaines d’applications se sont diversifiés, en 1992 ,dans la programmation génétique par KOZA. -En Pays-Bas ,c’était au niveau de la modélisation des écosystèmes en 1995.ça c’est progressé d’année en année,en 2001 :la conception de l’innovation par les leçons tirées à partir des compétences en AG . Définition des AGs Les Algorithmes génétiques sont puissants et largement applicables ,des méthodes stochastiques de recherche et d’optimisation basées sur le concept de la sélection naturelle et de l’évaluation naturelle. Les AG sont appliqués sur les problèmes qui soit ne peuvent pas être formulés dans leurs exactes et précises formes mathématiques et peuvent contenir des données bruitées ou irrégulier ou ils prennent autant de temps pour en résoudre ou ils sont tout simplement impossibles à résoudre par les méthodes traditionnelles de calcul. Définition des GAPM la généralisation cartographique est l’opération qui, par sélection, schématisation et harmonisation, reconstitue sur une carte la réalité de la surface terrestre représentée dans ses traits essentiels en fonction du but de la carte, de son thème, de son échelle et des particularités de la région cartographiée. C’est donc une opération d’abstraction qui permet de créer des données plus simplifiées tout en conservant l’information essentielle véhiculée par la carte. la généralisation cartographique est un processus hautement holistique. Domain d ’application L a r o b o t i q u e . L e d o m a i n e m é d i c a l : c a r t o g r a p h i e d u g é n o m e . L’ i n t e l l i g e n c e a r t i f i c i e l l e : l ’ a p p r e n t i s s a g e . L a c o u v e r t u r e t e r r e s t r e d e g r a n d e s s u r f a c e s à partir de satellite. Principe du GAPM Le Lefonctionnement fonctionnementgénéral est assez du simple GA|PMetest estbasé basésur surun unalgorithme algorithme génétique génétique. mais Nous se différencie supposonsdes queversions nous avons classiques comparer pardeux trois individus entre eux etprincipaux mesurer leur éléments dissemblance. Nous pouvons donc mesurer la similarité entre un individu et la population Uneamélioration petite population Pexistante. de de bonne qualité. Le 1.3. Une solutions population par une recherche locale 2. Une technique de des gestion desolutions la population par une mesure PM signifie qu'une solution T de nepetite peut intégrer la –nouvelle MA) de distance (Population Management - PM) Au (MemeticAlgorithm départ, on génère une population initiale taille et on population courante fixant que silesaniveau distance T à la population choisit un paramètre de Dp dissemblance des couranteentre P estelles. telle Ensuite, queDpT>= avec uncomme seuil donné. solutions on procède dans un algorithme génétique, on choisit deux individus que l'on croise pour obtenir deux enfants. Pour chacun on applique une recherche locale de façon à obtenir des optima locaux. S'ils ne répondent pas au critère de diversité, on applique un opérateur de mutation sur ces individus jusqu'à satisfaction de ce critère. Ensuite sous condition, on les insère dans la population à la place d'un autre individu. A chaque itération le paramètre gérant la diversité est mis à jour. Principe du GAPM Voici en matlab le fonctionnement de mon GAPM: initialise population P; placer le parameter de diversité de la population repeat select : p1 and p2 from P crossover : p1 p2c1, c2 local search :on c1 and c2 for chaque enfant C do while Dp T>= do mutate c end while if c satisfies des conditions d’ addition then enlever la solution : P P\b ajouter la solution : PP c end if end for mise a jour du parameter de diversité untilarrêter le critère satisfait End Avantages et inconvénients Inconvénients l’ajustement d’un algorithme génétique est délicat. L’un Ensuite, Un autre problème surgit lorsque les différents individus D’abord, les algorithmes génétiques sont coûteux en temps des problèmes les plus caractéristiques est celui de la dérive se calcul, mettent à avoir des performances similaires : les bons de puisqu’ils manipulent plusieurs solutions génétique, quisont faitC’est qu’un individu met,et enl’algorithme l’espace de ne éléments ne alorslebon plus sélectionnés, simultanément. calcul de lasefonction de performance quelques à envahir toute la population. On parle progresse plus.pénalisant, qui est legénérations, plus et on optimise généralement dans ce cas de convergence prématurée, qui revient à lancer à l’algorithme de façon à éviter d’évaluer trop souvent cette une recherche locale autour d’un minimum… qui n’est pas fonction forcément l’optimum attendu Av a n t a g e s Le grand avantage des algorithmes génétiques et les problèmes Par ailleurs, les algorithmes génétiques se prêtent bien, du fait dede leur traitementestsimultané de solutions, à la recherche d’optimum cartographie qu’ils parviennent à trouver de bonnes solutions multiples : en créanttrès unecomplexes, fonction deetcoût la valeur sur des problèmes troppartagée, éloignés dont des problèmes dépend partiellement de lapour distance lestirer individus, oncertaines voit se combinatoires classiques qu’onentre puisse profit de former graduellement sous-populations d’individus, quideux se propriétés connues. Ils des doivent simplement déterminer entre stabilisent autour des différents pics de la fonction objectif. solutions quelle est la meilleure, afin d’opérer leurs sélections. On les emploie dans les domaines où un grand nombre de paramètres entrent en jeu, et où l’on a besoin d’obtenir de bonnes solutions en quelques itérations seulement – dans les systèmes de régulation de transport en temps réel par exemple. Conclusion Les algorithmes génétiques sont des algorithmes d’exploration robustes et convergent vers une solution satisfaisante, lorsque leurs paramètres (taille de la population, nombre d’itérations, probabilités de tirages,…) sont choisis d’une manière adéquate. Cependant, le choix des paramètres ainsi que le codage des données est encore plus un art qu’une science. Il n’y a aucun jeu de paramètres qui serait universel pour tous les problèmes considérés du fait que ces valeurs dépendent étroitement du type de problème à résoudre. Un autre inconvénient est que pour le moment, on ne sait pas prédire qu'un AG convergera vers la bonne solution. En effet, sur ces problèmes, GA|PM a montré qu'il convergeait plus rapidement qu'un algorithme mémétique conventionnel, alors que sa structure générale est bien plus simple que les autres méta heuristiques basées sur une population avec mesure de distance, telles que les méthodes de type recherche dispersée (SS) Bibliographie 2009 :Intégration de la réalité diploide et des problèmes de pénétrance à une méthode de cartographie génétique fine. Présenté par « GABRIELLE BOUCHER »,université du Quebec à Montréal. 2006 :A parallel genetic algorithm for task mapping on parallel machines Présenté par :S .Mounir Alaoui,O.Frieder and T.ElGhazawi(Florida Institute of technology Melboume,Florida,USA/ILLINOIS Institute OF Technology ,Chicago,USA/ George Mason University,Washington,USA). 2007:Heuristic algorithm based on a genetic algorithm for mapping parallel programs on hypercube multiprocessors.DPTO de computacion,Facultad de ingenieria,Universidad de Los Andes,Merida-Venezuela.
