Nghiên cứu cải tiến và áp dụng giải thuật mô phỏng luyện kim cho bài toán xếp phòng sinh viên tại ký túc xá

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THÀNH TRUNG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN VÀ ÁP DỤNG GIẢI THUẬT MÔ PHỎNG LUYỆN KIM CHO BÀI TỐN XẾP PHỊNG SINH VIÊN TẠI KÝ TÚC XÁ Chuyên ngành: Khoa Học Máy Tính LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Dương Tuấn Anh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: TS Lê Ngọc Minh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Xuân Dũng (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thành Trung Giới tính: Nam / Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 12/03/1983 Nơi sinh: Hải Dương Chuyên ngành: Khoa Học Máy Tình MSHV: 00706151 1-TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu cải tiến áp dụng giải thuật mô luyện kim cải tiến cho tốn xếp phịng sinh viên ký túc xá 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: ………………………………………………………………………………….… ………………………………………………………………………………….… ………………………………………………………………………………… 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: …………………………………………………… 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ……………… 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Dương Tuấn Anh … CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thơng qua Ngày tháng năm TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, trừ tham khảo từ tài liệu nêu rõ luận văn, tất nội dung luận văn thực chưa nộp trường hay tổ chức khác để lấy cấp Ngày tháng năm 2009 Nguyễn Thành Trung -i- LỜI CÁM ƠN Em xin cám ơn thầy Dương Tuấn Anh, người tận tình hướng dẫn em thực luận văn tốt nghiệp Những hướng dẫn gợi ý quý báu thầy nhân tố quan trọng giúp luận văn hồn thành Chúng em xin cám ơn tận tình thầy hỗ trợ em, quỹ thời gian thầy bận rộn Nếu q trình làm việc chung, em có điều sơ sót, mong thầy bỏ qua mong thầy trị có nhiều hội làm việc chung với thời gian tới Con xin cảm ơn cha mẹ, người đứng sau lưng chúng suốt trình học tập Nếu khơng có cha mẹ, khơng có thành ngày hôm Tuy nhiên, kết ban đầu, xin cố gắng nhiều tương lai để đáp lại lịng cha mẹ thầy Em xin cảm ơn thầy cô thuộc khoa Công nghệ thông tin, thầy cô thuộc trường Đại học Bách Khoa TP.HCM thầy cô dạy dỗ em suốt trình học tập Các thầy cô bước nâng đỡ em kiến thức rèn luyện nhân cách người Em xin ghi nhớ công ơn thầy cô Xin cảm ơn bạn cao học K2006 giúp đỡ em trình học tập Thời gian bên làm việc vui chơi thật kỷ niệm đẹp quên trình ngồi ghế nhà trường Rất mong lại gặp làm việc tương lai - ii - TÓM TẮT Hiện nay, ký túc xá Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM, ký túc xá trường đại học khác thành phố xếp phòng cho sinh viên ký túc xá đầu học kỳ, việc xếp thường giao cho nhân viên quản lý ký túc xá thực tay chưa tự động hoá Hậu tốn nhiều thời gian khơng hiệu quả, hầu hết ký túc xá không quan tâm đến sở thích sinh viên như: sở thích nghe nhạc, sở thích thể thao, sở thích chọn bạn phịng… Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu tự động hóa việc xếp phịng cho sinh viên ký túc xá Rất nhiều phương pháp ứng dụng cho đề tài giải thuật leo đồi (hill- climbing), giải thuật mô luyện kim (simulated annealing), giải thuật tìm kiếm Tabu, giải thuật di truyền, v.v… Trong giải thuật mơ luyện kim phương pháp thích hợp cho tốn tìm lời giải tối ưu cho hệ ràng buộc Tuy nhiên chất lượng lời giải giải thuật mô luyện kim túy chưa tốt Đề tài nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mô luyện kim cải tiến để cung cấp chương trình xếp phòng cho sinh viên ký túc xá với tài nguyên số lượng phòng, số lượng giường có giới hạn với lượng lớn sinh viên tương ứng; việc xếp phải quan tâm đến nguyện vọng sở thích sinh viên Ngoài ra, để đạt hiệu thực tế, chương trình phải chạy thời gian chấp nhận Từ thực nghiệm phương pháp mô luyện kim cải tiến ứng dụng đề tài này, lựa chọn giải thuật phù hợp cho toán xếp phòng sinh viên ký túc xá Với yêu cầu áp dụng mẫu liệu tạo mô theo yêu cầu ký túc xá Đại Học Bách Khoa Tp HCM (khoảng 3000 sinh viên), chương trình cho kết thực nghiệm hiệu - iii - MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Động mục tiêu 1.2 Giới thiệu nghiệp vụ tốn xếp phịng sinh viên ký túc xá 1.3 Cấu trúc báo cáo 1.4 Quy ước thuật ngữ ký hiệu CHƯƠNG CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA GIẢI THUẬT MÔ PHỎNG LUYỆN KIM 2.1 Các cơng trình liên quan 2.2 Giải thuật mô luyện kim (Simulated Annealing) CHƯƠNG CÁC KỸ THUẬT MÔ PHỎNG LUYỆN KIM CẢI TIẾN 14 3.1 Các vấn đề giải thuật mô luyện kim túy 14 3.2 Các giải thuật cải tiến lịch biểu làm nguội 16 3.3 Giải thuật mô luyện kim với nhiệt độ ước lượng (Simulated Annealing With Estimated Teperature) 17 3.4 Giải thuật mô luyện kim với cấu trúc lân cận tự thích ứng (Simulated Annealing with Advanced Adaptive Neighborhood) 20 3.5 Giải thuật mô luyện kim hai giai đoạn (A two-stage Simumated Annealing Methodology) 22 3.6 Giải thuật mơ luyện kim cục hóa (Localized Simulated Annealing (LSA)) 24 3.7 Giải thuật mô luyện kim thu thập thông tin (Informed Simulated Annealing (ISA)) 32 3.8 Kỹ thuật mô luyện kim tái nung nóng (Reheat SA) 45 3.9 Tổng kết kỹ thuật mô luyện kim cải tiến 45 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 50 4.1 Giới thiệu ràng buộc hệ thống 50 4.2 Hàm chi phí 54 4.3 Lịch biểu làm nguội sử dụng giải thuật chương trình 55 4.4 Lời giải lân cận 56 4.5 Thiết kế hệ thống 56 4.6 Thiết kế liệu cho chương trình 58 4.7 Thiết kế giao diện người dùng 62 CHƯƠNG HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH 65 5.1 Hiện thực giải thuật mô luyện kim chương trình 65 5.2 Hiện thực giao diện người dùng 77 5.3 Kết thực nghiệm 80 CHƯƠNG TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ 86 - iv - 6.1 Tổng kết 86 6.2 Đánh giá 87 6.3 Hướng phát triển luận văn 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 BẢNG THUẬT NGỮ ANH VIỆT ĐỐI CHIẾU 92 -v- DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Danh mục hình Hình 2-1: Lưu đồ giải thuật mô luyện kim 13 Hình 3-1: Ví dụ vấn đề tổng quát 15 Hình 3-2 : Giải thuật LSA 31 Hình 3-3 : Ví dụ sửa chữa 35 Hình 3-4 : Giải thuật ISA 46 Hình 3-5 : Giải thuật mô luyện kim tái nung nóng 49 Hình 4-1: Mơ tả tổng quan hệ thống 57 Hình 4-2: Sơ đồ ERD cho sở liệu chương trình 58 Hình 4-3: Giao diện tổng quát chương trình 62 Hình 5-1: Kỹ thuật chọn lời giải lân cận 67 Hình 5-2: Tính chi phí cho giải thuật SA 68 Hình 5-3: Lịch biểu làm nguội cấp số nhân 70 Hình 5-4: Giải thuật mô luyện kim thông thường (Standard SA) 72 Hình 5-5: Giải thuật ISA – phần SA học hỏi 73 Hình 5-6: Giải thuật ISA – phần SA chạy 74 Hình 5-7: Giải thuật mơ luyện kim tái nung nóng 75 Hình 5-8: Giải thuật mơ luyện kim nhanh (VFSA) 76 Hình 5-9: Form đăng nhập cho người dùng 77 Hình 5-10: Form đăng ký vào ký túc xá cho sinh viên 78 Hình 5-11: Form cho phép chỉnh sửa lại chi phí phịng – sinh viên 78 Hình 5-12: Form cho phép thay đổi thông số giải thuật ISA 79 Hình 5-13: Kết xếp phòng cho sinh viên 80 Hình 5-14: Biểu đồ chạy giải thuật ISA với số bước chạy 5000 82 Hình 5-15: Biểu đồ chạy giải thuật Reheat SA với số bước chạy 5000 82 Hình 5-16: Biểu đồ chạy giải thuật VFSA với số bước chạy 5000 83 Hình 5-17: Biểu đồ chạy giải thuật Genearal SA với số bước chạy 5000 83 Hình 5-18: Biểu đồ so sánh thay đổi chi phí theo số lần lặp giải thuật 84 Danh mục bảng Bảng 4-1: Mô tả đặc tả liệu bảng sinh viên 59 Bảng 4-2: Mô tả liệu cho bảng phòng 59 Bảng 4-3 : Mô tả liệu cho bảng giường 59 Bảng 4-4 : Mô tả liệu cho bảng xếp phòng 60 Bảng 4-5 : Mô tả liệu bảng tiêu chí chọn bạn 60 - vi - Bảng 4-6 : Mô tả liệu bảng tiêu chí chọn phịng 60 Bảng 4-7 : Mơ tả liệu bảng sở thích 61 Bảng 4-8 : Mô tả liệu bảng sinh viên đăng ký lại 61 Bảng 4-9: Mô tả bảng chi phí cố định 61 Bảng 4-10: Mơ tả bảng chi phí sở thích 61 Bảng 5-1: Bảng số liệu chạy giải thuật với số bước chạy cho trước 81 Bảng 5-2: Bảng đánh giá giải thuật thực chương trình 84 Bảng P-1: Bảng thuật ngữ Việt-Anh đối chiếu 92 - vii - CHƯƠNG V: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH Giao diện dùng để quản lý thông số giải thuật ISA: Giao diện dùng để chỉnh sửa chi phí cho ràng buộc sinh viên – sinh viên, mức độ ưu tiên dành cho ràng buộc thay đổi tuỳ theo mơi trường khác Hình 5-12: Form cho phép thay đổi thông số giải thuật ISA Kết xếp phòng cho sinh viên: Hình vẽ 5-13 mơ tả phần kết xếp phòng sinh viên, báo cáo kết xếp phòng bao gồm mã số sinh viên, họ tên sinh viên, ngày sinh, nơi sinh, giới tính, mã phịng, mã giường Báo cáo xếp phòng thực Crystal Report nên dễ dàng in chuyển sang dạng file khác pdf, doc, excel, html… dễ dàng cho việc quản lý bảo quản đưa thông tin lên mạng internet - 79 - CHƯƠNG V: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH Hình 5-13: Kết xếp phòng cho sinh viên 5.3 Kết thực nghiệm Chúng tơi thực hệ thống xếp phịng cho sinh viên ký túc xá Đại học Bách Khoa TPHCM kỹ thuật mô luyện kim cải tiến đề cập - 80 - CHƯƠNG V: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH phần trước sử dụng ngơn ngữ Visual C# Microsoft Visual Studio.NET 2005, máy tính sử dụng để chạy thử chương trình có CPU Pentium IV Ghz, 1GB RAM Tập liệu dùng để thử gồm 3,000 sinh viên, sinh viên có ràng buộc cứng 19 ràng buộc mềm phải thoả mãn Sau nhiều thực nghiệm với tham số khác nhau, nhận thấy hệ thống cho lời giải có chất lượng tốt với thơng số điều khiển có giá trị T=10,000, T0=0.0001, nrep=6, T nhiệt độ ban đầu, T0 nhiệt độ kết thúc, nrep số lần lặp lại việc xếp phòng nhiệt độ Đối với giải thuật ISA, thong số P1 = 0.75, giải thuật Reheat SA maxReheat = Thời gian tương ứng với số bước chạy giải thuật N theo thực nghiệm cho kết sau: Bảng 5-1: Bảng số liệu chạy giải thuật với số bước chạy cho trước N (số bước chạy) 1,000 2000 5000 10000 7692992 7692992 7692992 7692992 6401015 5828375 5165973 4873260 5310702 5002136 4826315 4770025 5768564 5258280 4913792 4850245 6210856 5512860 4920234 4901568 4087808 4087808 4087808 4087808 3363275 3025986 2723655 2533131 2497654 2435264 2436589 2254856 2808822 2564378 2457034 2434852 3168194 2913492 2542862 2484545 Giải thuật ISA 33 71 229 433 Thời gian Giải thuật Reheat SA 124 245 636 2512 chạy(giây) Giải thuật VFSA 103 215 581 1005 Giải thuật Standard SA 103 213 592 1015 Chi phí ban đầu (nam) Chi phí sau chạy giải thuật xong (ISA) Chi phí sau chạy giải Nam thuật xong (Reheat SA) Chi phí sau chạy giải thuật xong (VFSA) Chi phí sau chạy giải thuật xong (Standard SA) Chi phí ban đầu (nu) Chi phí sau chạy giải thuật xong (ISA) Chi phí sau chạy giải Nu thuật xong (Reheat SA) Chi phí sau chạy giải thuật xong (VFSA) Chi phí sau chạy giải thuật xong (Standard SA) - 81 - CHƯƠNG V: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH Các hình từ 5-14 5-17 thể thay đổi chi phí tốn xếp phòng với số bước chạy từ 5,000, với tham số T0=10,000, F=0.0001, nrep=6 áp dụng giải thuật: ISA, Reheat SA, VFSA Standard SA Hình 5-14: Biểu đồ chạy giải thuật ISA với số bước chạy 5000 Hình 5-15: Biểu đồ chạy giải thuật Reheat SA với số bước chạy 5000 - 82 - CHƯƠNG V: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH Hình 5-16: Biểu đồ chạy giải thuật VFSA với số bước chạy 5000 Hình 5-17: Biểu đồ chạy giải thuật Genearal SA với số bước chạy 5000 Từ kết qua biểu đồ ta nhận thấy số bước chạy lớn chi phí tốn giảm, nhiên mức độ giảm chi phí sau Tùy theo mục tiêu thời gian mà người dùng chọn cho số bước chạy phù hợp để có kết ưng ý - 83 - CHƯƠNG V: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH Sau bảng đánh giá giải thuật mô luyện kim thực chương trình Các yếu tơ xem xét đánh giá gồm có: tốc độ chạy giải thuật (dựa thời gian chạy sử dụng số bước chạy), chất lượng lời giải, độ dễ thực giải thuật Bảng 5-2: Bảng đánh giá giải thuật thực chương trình Tốc độ Chất lượng Độ dễ Số dòng lệnh lời giải thực thực SA túy Chậm Trung bình Rất dễ 104 VFSA Khơng ổn Khơng ổn Khá khó 97 định định ISA Nhanh Tốt Khó 180 SA tái nung Chậm Rất tốt Dễ 118 nóng Sau biểu đồ so sánh thay đổi chi phí theo số lần lặp N giải thuật với số lần lặp (N = 5000): Hình 5-18: Biểu đồ so sánh thay đổi chi phí theo số lần lặp giải thuật Nhìn vào biểu đồ nhận thấy giải thuật mơ luyện kim tái nung nóng (RHSA) đạt lời giải tốt Tuy nhiên giải thuật có thời gian thực thi chậm Trong đó, giải thuật mô luyện kim thu thập thông tin đạt ưu việt thời gian số lần lặp, giải thuật có thời gian thực thi ngắn Điểm yếu giải thuật mô luyện kim thu thập thông tin chất lượng lời giải không tốt so với giải thuật mơ luyện kim cịn lại Điều giải thích với số lượng ràng buộc biến lớn (3000 sinh viên, - 84 - CHƯƠNG V: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH 60000 ràng buộc) với số lần học hỏi (do số lần lặp ít, sử dụng N/2) giải thuật khơng đạt hiệu suất cao Các kết cho thấy rõ ưu việt áp dụng giải thuật mô luyện kim cải tiến vào toán Đặc biệt phương pháp mơ luyện kim tái nung nóng đạt lời giải tốt tốn thời gian Nhờ heuristic áp dụng giải thuật mà trình tìm lời giải tốt hẳn so với lời giải thu áp dụng giải thuật SA túy - 85 - CHƯƠNG VI: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ 6.1 Tổng kết Trước thiết kế thực phần giải thuật luận văn, chúng tơi tìm hiểu sở lý thuyết giải thuật tìm kiếm cục để áp dụng vào luận văn Ngồi ra, chúng tơi tìm hiểu sơ lược giải thuật tìm kiếm cục khác giải thuật leo đồi Hill-climbing, giải thuật tìm kiếm Tabu, giải thuật mơ luyện kim SA Bên cạnh đó, việc phân tích so sánh ưu khuyết điểm giải thuật đưa Đồng thời, đưa lý giải nguyên nhân chọn giải thuật mô luyện kim cải tiến vào tốn xếp phịng cho sinh viên ký túc xá Qua nội dung đề tài, chúng tơi tìm hiểu nghiệp vụ quản lý xếp phòng ký túc xá thực tế trình bày yêu cầu tốn xếp phịng cho sinh viên ký túc xá Đại học Bách Khoa TPHCM Quá trình tìm hiểu sách quy định ký túc xá chế xếp phịng giúp chúng tơi có sở phân tích thiết kế giải thuật xếp phịng mang tính thực tiễn khả thi cao Hơn nữa, chương trình thiết kế mang tính mở người sử dụng hệ thống thay đổi, thêm bớt yêu cầu sách quản lý có nhiều thay đổi Bên cạnh đó, luận văn xây dựng tập ràng buộc cứng mà hệ thống bắt buộc phải thỏa mãn thực giải thuật tài nguyên hữu hạn điều kiện ràng buộc thực tế Đồng thời, xây dựng tập ràng buộc mềm dựa nhu cầu thực tế thể tiêu chí lựa chọn phịng tiêu chí lựa chọn bạn phòng sinh viên đăng ký vào ký túc xá Ngoài ra, luận văn nghiên cứu để đưa hàm chi phí phù hợp cho giải thuật xếp phịng để tối ưu hóa lời giải cách áp dụng kỹ thuật Standard SA kỹ thuật mơ q trình luyện kim cải tiến ISA, Reheat SA VFSA Qua trình chạy thực nghiệm để so sánh chất lượng lời giải tốc độ giải thuật Ngoài ra, để chương trình áp dụng thực tế, quản lý ký túc xá tiện dụng cho người dùng với mục đích khác nhau, luận văn xây dựng nên hệ thống quản lý xếp phòng ký túc xá gồm nhiều khối chức khác khối chức quản lý sinh viên, khối chức quản lý ký túc xá, khối chức xếp phòng cho sinh viên, khối chức quản lý người dùng - 86 - CHƯƠNG VI: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ Phần cốt lõi mặt giải thuật, luận văn thực thành công hệ thống xếp phòng cho sinh viên ký túc xá ứng dụng giải thuật mô luyện kim cải tiến ISA, Reheat SA, VFSA Standard SA với lịch biểu làm nguội khác Cuối cùng, hệ thống chạy thử nghiệm tập liệu lớn 3,000 sinh viên với gần 60,000 ràng buộc khác nhau, thời gian chạy kết nhanh 229 giây (gần phút) lâu 616 giây (khoảng gần 11 phút) với số lần bước chạy giải thuật SA 5,000 Đây kết tốt so với khoảng thời gian mà thực giải thuật ISA với lịch biểu làm nguội cấp số nhân luận văn đại học Trong giải thuật mà thực, giải thuật ISA có thời gian chạy nhanh chất lượng lời giải Ngược lại giải thuật SA tái nung nóng lại có thời gian chạy lâu bù lại có chất lượng lời giải tốt 6.2 Đánh giá Nhìn chung, luận văn xây dựng thành cơng hệ thống xếp phịng cho sinh viên ký túc xá dựa nhu cầu thực tế sinh viên thực trạng qui trình quản lý ký túc xá tại, đặc biệt đưa giải pháp tối ưu hóa cách xếp phịng cách áp dụng kỹ thuật mô luyện kim cải tiến với lịch biểu làm nguội khác Trong trình xây dựng thực hệ thống, luận văn có ưu điểm hạn chế sau: 6.2.1 Ưu điểm Đây chương trình quản lý việc xếp phòng cho sinh viên ký túc xá có tính thực tiễn cao ràng buộc toán xây dựng sở phân tích nhu cầu thực tế sinh viên việc quản lý ký túc xá, tính khả thi chương trình cao Luận văn chia hệ thống thành khối chức phục vụ cho mục đích khác giúp cho việc quản lý sinh viên quản lý việc xếp phòng dễ dàng, thuận tiện cho người dùng Về mặt giải thuật, luận văn xây dựng thành cơng hệ thống xếp phịng cho sinh viên ký túc xá kỹ thuật mô luyện kim cải tiến với số bước chạy người sử dụng xác định trước Điều làm tăng tiện dụng cho người dùng vận hành chương trình, người sử dụng có nhiều thời gian người dùng cho số bước chạy giải thuật lớn để đưa lời giải có chất lượng cao Thời gian chạy hệ thống giảm xuống đáng kể khoảng 15’ chạy (đối với số bước chạy 5000) cho tập liệu thật, giảm nhiều lần so với giải thuật xếp theo kiểu truyền thống mà thu kết chấp nhận Chúng áp dụng kỹ thuật chia nhỏ toán phần thực chương trình để tăng tốc - 87 - CHƯƠNG VI: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ độ thực thi giải thuật Đây mặt thành công luận văn độ hiệu việc xây dựng giải thuật Trong đề tài, áp dụng việc chia nhỏ toán thành hai tốn nhỏ chúng tơi trình bày việc sử dụng cấu trúc liệu khác để xử lý liệu cho tốn xếp phịng (Hashtable, ArrayList, kỹ thuật tìm kiếm khác hash, binary search) Ngoài ta việc cài đặt giải thuật code C# chạy nhớ điểm cải tiến đáng kể so với cách cài đặt giải thuật store procedure luận văn đại học [22] Kết mà luận văn đạt so với kết thu áp dụng giải thuật ISA với lịch biểu làm nguội cấp số nhân luận văn đại học bước tiến đáng kể thời gian chạy mức độ tối ưu lời giải Điểm cải tiến lớn so với luận văn đại học thực tối ưu hóa phần giải thuật băng ngơn ngữ C# chương trình khơng cịn cài đặt phụ thuộc nhiều vào store procedure 6.2.2 Hạn chế Tiêu chí đánh giá sở thích sinh viên ký túc xá đưa có phần chủ quan dựa số thơng tin ban quản lý ký túc xá cung cấp Tuy nhiên, có đầy đủ thời gian chúng tơi phải làm điều tra lấy ý kiến sinh viên với quy mơ lớn để nắm bắt nhu cầu thật sinh viên nhằm đánh giá xác mức độ ưu tiên ràng buộc Thời gian chạy chất lượng lời giải cải thiện đáng kể Tuy nhiên thực tiến hành so sánh dựa giải thuật Standard SA với lịch biểu Boltzmann, ISA, Reheat SA VFSA, Nếu có nhiều thời gian đầu tư áp dụng số heuristic cải tiến khác để giúp chương trình chạy khả tốt 6.3 Hướng phát triển luận văn Về mặt chức năng, luận văn cịn phát triển khối chức cho phép sinh viên nộp hồ sơ đăng ký vào ký túc xá trực tuyến xem kết xếp phòng trực tuyến để tăng thêm tiện lợi cho sinh viên dịch vụ hỗ trợ sinh viên Tuy nhiên, vấn đề cịn nhiều tính bàn cãi diện ưu tiên sinh viên cần phải kiểm tra trước tránh sinh viên nhập liệu ảo Để giải quyết, liên kết với phịng đào tạo trường để kiểm tra liệu nhập sinh viên Về mặt giải thuật, luận văn mở rộng cách thực nhiều lịch biểu làm nguội khác so sánh kết từ cách chạy khác để có lịch biểu làm nguội tối ưu thơng qua q trình thực nghiệm Ngồi ra, luận văn mở rộng để thêm ràng buộc sở thích cách hiệu - 88 - CHƯƠNG VI: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ Để tăng độ hiệu chương trình giải thuật, luận văn cịn mở rộng cách xây dựng giải thuật song song phân tán để thực tốn xếp phịng cho sinh viên ký túc xá nhiều vi xử lý nhiều máy tính khác nhau, giải thuật đề cập phần tài liệu tham khảo [8] Giải thuật song song phân tán giúp cho thời gian chạy tốn giảm xuống nhiều Để rút ngắn thời gian chạy giải thuật, toán xếp phịng xây dựng giải thuật tìm kiếm lời giải tối ưu khác mà khơng phải mơ luyện kim Từ so sánh, đánh giá lựa chọn giải thuật phù hợp cho toán xem xét - 89 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M.A.S Elmohamed, G Fox, P Coddington, “A Comparison of Annealing Techniques for Academic Course Scheduling”, Northeast Parallel Architectures Center, Syracuse University, Syracuse NY, U.S.A., 1998 [2] D Abramson, M Krishnamoorthy, H Dang, “Simulated Annealing Cooling Schedules for School Timetabling Problems”, 1997 [3] F Melicio, P Caldeira, A Rosa, “Implementation aspects of Simulated Annealing on Timetabling”, LaSEEB-ISR, 1998 [4] E.Poupaert, Y Deville, “Simulated Annealing with estimated temperature”, Department of Computing Science and Engineering, Universite’ Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, Belgium, 2000 [6] E Settanni, “Improving Dorm Room Assignments Using Simulated Annealing”, Master thesis of Computer Science, The Universisty of New Mexico, 2000 [7] L K Hoa, D T Anh,”Combining Constraint Programming and Simulated Annealing on University Exam Timetabling”, Proceedings of RIVF ’04, Ha Noi, Feb 2004 [8] D Abramson, “A Very High Speed Architecture to Support Simulated Annealing”, IEEE Computer, 1992 [9] L T Hiếu, “Ứng dụng kỹ thuật mơ luyện kim cho tốn xếp phịng sinh viên ký túc xá”, Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2005 [10] Y Li, “Directed Simulated Annealing In Constraints Satisfaction And Optimisation” , PhD thesis, Imperial College of Science, Technology and Medicine, University of London, October 1997 [11] L Ingber, “Very Fast Simulated Anealing” Physics Department, Naval Postgraduate School, Monterey CA, 1989 - 90 - [12] X Yao, “A new Simulated Annealing”, department of Computer Science, University College, The University of New South Wales, 1995 [13] L Ingber, “Adaptive Simulated Annealing (ASA): Lesson learned”, Lester Ingber Research, 1995 [14] E.Poupaert and Y.Deville, “Simulated Annealing with estimated temperature”, Department of Computing Science and Engineering, University Catholique de Louvain, 2000 [15] M Miki, T Horiyasu, K Ono, “Simulated Annealing with Advanced Adaptive Neighborhood”, Department of Knowledge Engineering, Graduate Student, Doshisha University, 2002 [16] J M Varanelli, J P Cohoon, “A Two-Stage Simulated Annealing Methodology”, Department of Computer Science, University of Virginia, 1990 [17] Y H Li, E.B Richards, Y.J Jiang, N.A.S Azarmi, “Localized simulated annealing”, Imperial College, 1996 [18] F Busetti, “Simulated Annealing overview”, 1999 [19] A W Johnson (Department of Operational Sciences, Air Force Institute of Technology), D Henderson (Department of Mathematical Sciences, United States Military Academy), S H.Jacobson (Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign), “The Rise and Fall of Simulated Annealing”, 2000 [20] J Strecker, Dr J Breitenbucher, Dr D Byrnes, “The Simulated Annealing Group Assignment (SAGA) Application”, 2003 [21] A Anagnostopoulos, L Michel, P Van Hentenryck, and Y Vergados, “A Simulated Annealing Approach to the Traveling Tournament Problem”, Proceedings of CPAIOR’03, 2003 [22] N T Trung, T N Tuấn, “Ứng dụng kỹ thuật mô luyện kim cải tiến cho tốn xếp phịng sinh viên ký túc xá”, Luận văn đại học, Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2006 - 91 - BẢNG THUẬT NGỮ ANH VIỆT ĐỐI CHIẾU Bảng P-1: Bảng thuật ngữ Việt-Anh đối chiếu Tiếng Anh Stopping condition, stopping criterion Local search algorithm Tiếng Việt Điều kiện dừng Giải thuật tìm kiếm cục Hill-Climbing algorithm Giải thuật leo đồi Tabu Search Giải thuật tìm kiếm tabu Objective function Hàm mục tiêu Simulated annealing Neighbourhood solution Kỹ thuật mô luyện kim Lời giải lân cận Cooling schedule Lịch biểu làm nguội Geometric cooling schedule Geometric multiple cooling rates Lịch biểu làm nguội cấp số nhân Lịch biểu làm nguội cấp số nhân với nhiều tỉ lệ làm schedule Geometric reheating schedule nguội Lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân Backtracking Quay lui Annealing Hard constraint Quá trình làm nguội Ràng buộc cứng Soft constraint solution space Ràng buộc mềm không gian lời giải neighbourhood structure cost function cấu xác định vùng lân cận hàm chi phí stationary distribution phân bố uniform distribution asymtotic quasi equilibrium bias phân bố đơn vị hội tụ tiệm cận cân giả tạo thiên vị utility variable-value pair CSOP label approachability threshold tiện ích cặp biến-giá trị vấn đề thỏa mãn tối ưu ràng buộc nhãn khả tiếp cận ngưỡng feasibility Markov chain khả thi chuỗi Markov - 92 - LÝ LỊCH KHOA HỌC Họ tên: Nguyễn Thành Trung Ngày, tháng, năm sinh: 12/03/1983 Nơi sinh: Hải Dương Địa liên lạc: 77/22 Nhất Chi Mai, F13, Q Tân Bình, Tp.HCM Q TRÌNH ĐÀO TẠO (Bắt đầu từ Đại học đến nay) ĐẠI HỌC: Chế độ học: Chính quy Thời gian học: Từ 01/09/2001 đến 30/01/2006 Nơi học (trường, thành phố….): Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Ngành học: Cơng Nghệ Thơng Tin CAO HỌC: Chế độ học: Chính quy Thời gian học: Từ 01/09/2006 đến 30/09 /2009 Nơi học (trường, thành phố….): Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Ngành học: Khoa Học Máy Tính Q TRÌNH CƠNG TÁC (Bắt đầu từ làm đến nay) Thời gian công tác: Từ 15/01/2006 đến Nơi công tác: Công ty cổ phần phần mềm FPT Vị trí cơng tác: Quản trị dự án - 93 - ... này: nghiên cứu cải tiến ứng dụng giải thuật mô luyện kim vào tốn xếp phịng sinh vien ký túc xá Lý mà chọn tốn xếp phịng sinh viên ký túc xá se trình bày bên 1.1.2 Nhu cầu tốn xếp phịng sinh viên. .. Vào đầu học kỳ, ký túc xá cho phép sinh viên nhập học đăng ký vào ký túc xá đồng thời cho phép sinh viên ký túc xá có quyền đăng ký thay đổi phịng 1.2.2 Các sách quản lý việc đăng ký vào ký túc. .. Luận văn nghiên cứu ứng -8- CHƯƠNG II: CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN VÀ CƠ SỔ LÝ THUYẾT CỦA GIẢI THUẬT MÔ PHỎNG LUYỆN KIM dụng giải thuật giải thuật mơ luyện kim cho tốn xếp phịng ký túc xá Đại học