ارائه راهکاری جدید برای حل مسئله n-وزیر به کمک الگوریتم‌های ژنتیک موازی

در طول چند دهه گذشته تلاش‌های زیادی برای حل مسائل بهینه‌سازی ترکیبی غیرقطعی انجام شده است. مسئله nوزیر یکی از همین مسائل است که تاکنون راه‌حل‌های زیادی برای حل این مسئله ارائه شده است. روش‌های سنتی حل این مسئله از نظر زمان اجرا، به صورت نمایی هستند و ازنظر پیچیدگی نمایی و فضایی قابل قبول نیستند. در مطالعه حاضر الگوریتم‌های ژنتیک موازی برای حل مسئله nوزیر پیشنهاد شده است تا راه‌حل‌های این مسئله را پیدا کند. موازی‌سازی الگوریتم ژنتیک جزیره‌ای و الگوریتم ژنتیک سلولی با استفاده از جعبه‌ابزار محاسبات موازی متلب پیاده‌سازی و روی یک سیستم با پردازنده دو هسته‌ای اجرا شده است. نتایج نشان می‌دهد که این الگوریتم‌ها توانایی پیدا کردن راه‌حل‌های مربوط به این مسئله را دارند. این الگوریتم‌ها حتی بدون استفاده از سخت‌افزار موازی و با اجرا روی یک هستهٔ پردازنده، نه فقط به الگوریتم‌های سریع‌تر بلکه به عملکرد بهتر نیز منجر می‌شوند. مقایسه‌های خوبی بین روش پیشنهادی و نسخه‌های سریال الگوریتم ژنتیک برای سنجش عملکرد روش پیشنهادی انجام شده است. نتایج تجربی نشان می‌دهد این الگوریتم‌ها در مقایسه با الگوریتم ژنتیک سریال برای اندازه‌های بزرگ مسئله کارایی بالایی دارند و در برخی موارد می‌توانند به تسریع فوق‌خطی دست یابند. روش پیشنهادی این مقاله می‌تواند به آسانی برای حل دیگر مسائل بهینه‌سازی توسعه داده شود.

Solving N-Queen Problem Using Global Parallel Genetic Algorithm

Great efforts were made to solve uncertain hybrid optimization problems in the past few decades. The nQueen problem is one of these problems that many solutions have been proposed for. The traditional methods to solve this problem are exponential in terms of runtime and are not acceptable in terms of space and memory complexity. In this study, parallel genetic algorithms are proposed to solve nQueen problem. Parallelizing island genetic algorithm and the Cellular genetic algorithm was implemented and run. The results show that this algorithm has the ability to find related solutions to this problem. The algorithms are not only faster but also they lead to better performance even without the use of parallel hardware and just running on one core processor. Good comparisons were made between the proposed method and serial genetic algorithms in order to measure the performance of the proposed method. The experimental results show that the algorithm has high efficiency for largesize problems in comparison with genetic algorithms, and, in some cases, it can achieve superlinear speedup. The proposed method, in the present study, can be easily developed to solve other optimization problems.