Phân lớp thuật toán nhánh cận song song
Có ba cách tiếp cận chính trong việc thiết kế thuật toán nhánh cận song song.
- Song song loại 1 : Tiến hành song song hóa các hoạt động trên bài toán con, ví dụ như tính cận song song trên bài toán con. Cách tiếp cận này không ảnh hưởng tới cấu trúc chung của thuật toán nhánh cận.
- Song song loại 2 : Xây dựng cây nhánh cận một cách song song bằng việc thực hiện các hoạt động trên các bài toán con một cách đồng thời. Vì thế nó có thể ảnh hưởng tới việc thiết kế thuật toán.
- Song song loại 3 : Một vài cây nhánh cận được xây dựng một cách song song. Các cây được đặc thù bởi các hoạt động khác nhau (phân nhánh, tính cận, kiểm tra ước lượng hay lựa chọn), và thông tin sinh ra khi xây dựng một cây có thể được sử dụng cho việc xây dựng cây khác.
Dưới đây ta trình bày cách tiếp cận song song loại 2 để thiết kế thuật toán nhánh cận song song.
Lựa chọn mô hình phát triển thuật toán
- Lý do đầu tiên xuất phát từ thực tế đó là có thể tiến hành các thuật toán song song trên mạng nối kết ethernet đơn giản bằng kỹ thuật chuyển thông báo. Đây là một cách kinh tế để có một hệ thống song song.
- Thứ hai đó là số lượng bộ xử lý trong các hệ thống bộ nhớ dùng chung là giới hạn.
Các mô hình phân biệt với nhau bởi cách quản lý và điều phối tập các bài toán con nằm trong cơ sở dữ liệu chính của thuật toán. Mô hình đầu tiên có cơ sở dữ liệu tập trung. Nghĩa là máy chủ sẽ lưu trữ tập các bài toán con và điều phối chúng tới các máy thợ rỗi. Mô hình có ưu điểm dễ xây dựng, dễ quản lý nhưng khối lượng công việc cũng như không gian bộ nhớ trên máy chủ là tương đối lớn đồng thời lưu lượng truyền thông trên mạng cũng lớn. Mô hình thứ hai có cơ sở dữ liệu phân tán, nghĩa là các bài toán con lúc này sẽ được lưu một cách cục bộ tại các máy thợ và sẽ được chuyển giao một cách trực tiếp giữa các máy thợ dưới sự điều phối của máy chủ. Với mô hình này ngoài chiến lược lựa chọn nút để khai thác không gian lời giải một cách có hiệu quả, hệ thống còn phải thực hiện các chiến lược để cân bằng công việc giữa các máy thợ sao cho không xảy ra tình trạng có máy thợ phải thực hiện quá nhiều công việc trong khi các máy khác rỗi.
Chương 3 : SỬ DỤNG THUẬT TOÁN NHÁNH CẬN ĐỂ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN TSP
Trong chương này chúng tôi đưa ra các kết quả thực nghiệm nhằm đánh giá hiệu suất của mô hình thuật toán nhánh cận song song đề xuất ở trên. Thuật toán tuần tự được lựa chọn để so sánh có cùng cách tính cận, phân nhánh và lựa chọn bài toán con như trong mô hình thuật toán song song.
* Bài toán TSP (Bài toán người du lịch)