Trong giải thuật song song hóa này, luận án áp dụng hình thức song song dữ liệu, bằng cách chia dữ liệu thành nhiều phần, mỗi phần sẽ do một bộ xử lý thực thi. Nhƣ vậy, khi thao tác với dữ liệu thì mỗi bộ xử lý chỉ thao tác với phần dữ liệu mà nó quản lý. Cách quản lý nhƣ thế chính là phân nhỏ bài toán ban đầu thành các bài toán trên các đoạn dữ liệu khác nhau.
Giả sử chúng ta có S là số cá thể trong quần thể, N là số bộ xử lý chạy song song với nhau. Mô hình đƣợc sử dụng trong phƣơng pháp này là mô hình Master - Slave, trong đó có một bộ xử lý làm master còn N-1 bộ xử lý
còn lại làm slave. Các công việc mà master và các slave sẽ thực hiện đƣợc liệt kê trong bảng 3.3.
+ Trong hình thức song song này, tất cả các hoạt động nhƣ: Mã hóa lời giải, khởi tạo quần thể ban đầu, các toán tử di truyền đều đƣợc thực hiện giống nhƣ đối với thuật toán tuần tự đã trình bày trong mục 3.3.
+ Tất cả các tác vụ của giải thuật di truyền lai tuần tự: Khởi tạo quần thể, chọn lọc, trao đổi chéo, đột biến đều đƣợc đồng thời thực hiện trên N-1
+ Cấu trúc thuật toán tuần tự không bị phá vỡ cho nên chất lƣợng lời giải của giải thuật sau khi song song hóa đƣợc đảm bảo nhƣ giải thuật tuần tự.
+ Ngoài thời gian thực thi, trong trƣờng hợp song song hóa còn cộng thêm chi phí truyền thông giữa Master và các Slave. Vì vậy chất lƣợng máy móc sẽ có ảnh hƣởng đáng kể tới gian thực hiện thuật toán.
+ Các hàm và thủ tục trong chƣơng trình cho giải thuật di truyền đƣợc song song hóa đa phần đƣợc thừa kế từ chƣơng trình cho giải thuật di truyền tuần tự. Các thủ tục chọn lọc, lai ghép, đột biến, sao chép đƣợc thừa kế hoàn toàn từ giải thuật di truyền tuần tự.
Bảng 3.3 - Nhiệm vụ của Master và Slave
Master Slave
- Khởi tạo môi trƣờng để các tiến trình giao tiếp với nhau.
- Truyền các tham số: cỡ quần thể, xác suất trao đổi chéo, xác suất đột biến, số thế hệ cho các Slave.
- Thực hiện thuật toán tuần tự NHGA_JSP.
- Nhận các kết quả từ Slave.
Xác định cá thể có độ thích nghi cao nhất, gửi kết quả về cho Master.
- Lựa chọn kết quả tốt nhất từ các kết quả nhận về từ các Slave. - Gửi trở lại cho các Slave làm cá