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瓦西里厄斯·科洛尼亚斯;乔治·古拉斯;克里斯托斯·戈戈斯;阿列夫拉吉斯、帕纳伊奥提斯;埃夫提米奥斯·豪索斯

解决GPU中的考试时间表问题。 （英语） Zbl 1461.90179号

算法（巴塞尔） 7，第3期，295-327（2014）.
考试时间表问题属于组合优化问题的一类，对每一所大学都具有重要意义。本文采用一种运行在GPU上的混合进化算法来解决考试时间表问题。该混合进化算法具有遗传算法和贪婪最速下降算法两个部分。GPU的计算能力允许使用非常大的人口规模，从而对问题解决空间进行更彻底的探索。根据问题的大小，GPU实现比算法的相同单线程CPU实现快26倍。该算法用著名的多伦多数据集进行了评估，并与文献中的最佳结果进行了比较。此外，随着种群的增长，染色体编码的选择和锦标赛选择的大小也得到了检查和优化。压缩稀疏行格式用于冲突矩阵，并被证明对该过程至关重要，因为大多数数据集的冲突密度很小，这就转化为极稀疏的矩阵。

引用于4文件

MSC公司：

90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
90B35型 运筹学中的确定性调度理论

关键词：

进化算法;考试时间表问题;GPU计算;CUDA公司

软件：

地役权;CUDA公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{V.Kolonias}等人，《算法（巴塞尔）》7，第3期，295--327（2014；Zbl 1461.90179）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 博伊德，S。；范登伯格，L；凸优化：美国纽约州纽约市，2004年·Zbl 1058.90049号
[2] Wolpert，D。；麦格雷迪，W。；优化无免费午餐定理；IEEE传输。进化。计算：1997; 第1卷，67-82。
[3] Dantzig，G.B；线性规划与扩展：普林斯顿，新泽西州，美国1998·Zbl 0997.90504号
[4] 麦卡锡，J。；明斯基，M.L。；北罗切斯特。；香农，C.E。；达特茅斯人工智能夏季研究项目建议书，1955年8月31日；人工智能杂志：2006；第27卷，第12-14页。
[5] 手套，F。；Kochenberger，G.A；《元启发式手册》：诺威尔，马萨诸塞州，美国2003年·Zbl 1058.90002号
[6] Goldberg，D.E；搜索、优化和机器学习中的遗传算法：波士顿，马萨诸塞州，美国1989年·Zbl 0721.68056号
[7] 巴里切利，N。；进化理论的数值检验；生物学报：1962; 第16卷，69-98。
[8] Holland，J.H；自然和人工系统中的适应：生物学、控制和人工智能应用的介绍性分析：密歇根州安阿伯，美国1975年·Zbl 0317.68006号
[9] 达尔文，C.R；物种起源：2001年，美国纽约；第十一卷。
[10] McCollum，B。；McMullan，P。；伯克，E.K。；帕克斯，A.J。；Qu，R；第二届国际时间表竞赛：考试时间表轨道：北爱尔兰贝尔法斯特，2007·Zbl 1243.90007号
[11] 戈戈斯，C。；Alefragis，P。；Housos，E。；一种改进的求解考试时间表问题的多阶段算法；安·Oper。研究结果：2012年；第194203-221卷·Zbl 1251.90149号
[12] M.W.卡特。；拉波特，G。；Lee，S.Y。；考试时间表：算法策略与应用；《运营杂志》。Res.Soc.:1996年；第47卷，第373-383页。
[13] 伯克，E。；Newall，J。；Weare，R。；大学考试时间表的模因算法；自动时间表的实践与理论：德国柏林/海德堡，1996年；第1153卷，第241-250卷。
[14] 梅洛。；北卡罗来纳州波兰德。；B.休斯。；Stuckey，P。；考试时间表问题的一种混合算法；自动时间表的实践与理论IV：柏林/海德堡，德国2003；第2740卷，第207-231卷。
[15] 萨特，H。；免费午餐结束了：软件并发性的根本转折；Dobb's J.博士：2005年；第30卷，202-210。
[16] Pospichal，P。；Jaros，J。；施瓦兹，J。；基于CUDA体系结构的并行遗传算法；2010年进化计算应用国际会议论文集第一卷（Evotons 2010）：，442-451.
[17] Arora，R。；Tulshyan，R。；德布，K。；基于CUDA的二进制和实数编码遗传算法在GPU上的并行化；IEEE进化计算大会（CEC）会议记录：，1-8.
[18] 曲，R。；伯克，E。；McCollum，B。；梅洛。；Lee，S。；考试时间表搜索方法与自动化系统开发综述；J.方案：2009; 第12卷，55-89·Zbl 1279.90071号
[19] Schaerf，A。；自动时间表研究综述；Artif公司。智力。版本：1999年；第13卷，第87-127页。
[20] 彼得罗维奇，S。；伯克，E。；大学时间表；调度手册：算法、模型和性能分析：博卡拉顿，佛罗里达州，美国2004。
[21] 威尔士，D.J.A。；鲍威尔，M.B。；图的色数的上界及其在时间表问题中的应用；计算。J.：1967年；第10卷，85-86·Zbl 0147.15206号
[22] Asmuni，H。；加里波第，E.K.B.J.M。；伯克，E.K。；加里波第，J.M。；模糊多启发式排序在排课中的应用；第五届英国计算智能研讨会论文集（UKCI05）：，302-309.
[23] Corr，P。；McCollum，B。；McGreevy，M。；McMullan，P。；基于神经网络的考试时间表问题构造启发式算法；《自然平行问题解决》PPSN IX：柏林/海德堡，德国，2006年；卷4193，392-401。
[24] 伯克，E.K。；Newall，J。；通过调整启发式排序解决考试时间表问题；安·Oper。研究：2004年；第129107-134卷·Zbl 1056.90141号
[25] Brailsford，S.C.公司。；波茨，C.N。；B.M.史密斯。；约束满足问题：算法与应用；欧洲药典。决议：1999年；第119557-581卷·Zbl 0938.90055号
[26] Di Gaspero，L。；Schaerf，A。；考试时间表的禁忌搜索技术；自动时间表的实践与理论III：柏林/海德堡，德国2001，104-117. ·Zbl 0982.68784号
[27] 白色，G.M。；谢，B.S。；Zonjic，S。；使用具有长期记忆和放松功能的禁忌搜索创建检查时间表；欧洲药典。决议：2004年；第153卷，80-91页·Zbl 1053.90047号
[28] 凯西，S。；汤普森，J。；抓取考试调度问题；自动时间表的实践与理论IV：柏林/海德堡，德国2003；第2740卷，第232-244卷。
[29] Duong，T.A。；Lam，K.H。；约束规划与模拟退火相结合的大学考试时间表；2004年RIVF国际会议记录：。
[30] Caramia，M。；Dell'Olmo，P。；意大利，G。；考试时间表的新算法；算法工程：柏林/海德堡，德国2001；卷1982，230-241。
[31] 汤普森，J.M。；道斯兰，K.A。；基于鲁棒模拟退火的考试时间表系统；计算。操作。研究：1998年；第25卷，637-648·Zbl 1042.90568号
[32] 伯克，E。；兰达·席尔瓦，J。；调度与时间表问题的模因算法设计；模因算法的最新进展：柏林/海德堡，德国2005；第166卷，289-311。
[33] 伯克，E。；Newall，J。；时间表问题的多级进化算法；IEEE传输。进化。计算：1999; 第3卷，63-74。
[34] 埃利，M。；考试时间表问题的蚂蚁算法；自动时间表的实践与理论VI：柏林/海德堡，德国2007；第3867卷，第364-382页。
[35] 科特迪瓦，P。；Wong，T.等人。；Sabourin，R。；混合多目标进化算法在无容量考试接近问题中的应用；第五届自动时间表实践与理论国际会议论文集（PATAT 2004）：，151-167.
[36] 厄本，W。；一种用于图形着色和考试时间表的分组遗传算法；自动时间表的实践与理论III：柏林/海德堡，德国2001，132-158. ·Zbl 0982.68512号
[37] Deris，S。；Omatu，S。；Ohta，H.等人。；萨阿德，P。；将约束传播引入遗传算法中的大学时间表规划；工程应用。Artif公司。智力：1999; 第12卷，241-253。
[38] 皮莱，N。；Banzhaf，W。；一种求解考试时间表问题的知情遗传算法；申请。软计算：2010; 第10卷，457-467。
[39] 埃尔索伊，E。；厄兹坎，E。；Uyar，Ş。；模因算法与超爬山算法；第三届多学科国际日程安排会议论文集：理论与应用，159-166.
[40] Kendall，G。；新墨西哥州侯赛因。；基于禁忌搜索的超神经网络考试时间表研究；多学科调度：理论与应用：纽约，纽约，美国2005，309-328.
[41] 皮莱，N。；Banzhaf，W。；无容量考试时间表问题的超神经系统启发式组合研究；欧洲药典。决议：2009年；第197卷，第482-491页·Zbl 1159.90528号
[42] 曲，R。；伯克，E.K。；基于图的超神经网络框架下的大学时间表问题杂交；欧洲药典。决议：2009年；第60卷，1273-1285·Zbl 1196.90071号
[43] E.阿尔巴。；卢克，G。；Nesmachnow，S。；并行元启发式：最新进展和新趋势；国际事务处理。操作。研究结果：2013年；第20卷，1-48页·Zbl 1263.90129号
[44] 拉扎罗娃，M。；博罗夫斯卡，P。；求解TSP的并行元启发式算法的比较；第九届计算机系统和技术国际会议记录及计算机博士生研讨会（CompSysTech’08）：。
[45] 塔尔比，E.G。；莫斯塔吉，S。；Okabe，T。；Ishibuchi，H。；鲁道夫，G。；科埃洛·科埃洛，C.A。；多目标优化的并行方法；多目标优化：德国柏林/海德堡，2008年；卷5252，349-372。
[46] O·梅特。；Baumes，洛杉矶。；Lachiche，N。；科尔马，A。；科莱，P。；基于EASA的GPGPU卡进化算法粗粒度并行化；第十一届遗传与进化计算年会论文集（GECCO’09）：，1403-1410.
[47] Wong，M.L。；图形处理单元上的并行多目标进化算法；第十一届遗传与进化计算年会论文集（GECCO’09）：，2515-2522.
[48] Luong，T.V。；梅勒布，N。；Talbi，E。；基于GPU的并行混合遗传算法·兹比尔1365.68392
[49] 于清。；陈，C。；潘，Z。；可编程图形硬件上的并行遗传算法；自然计算进展：柏林/海德堡，德国2005，1051
[50] 张，S。；何，Z。；基于CUDA的并行遗传算法的实现；计算与智能进展：德国柏林/海德堡，2009年；第5821卷，24-30页。
[51] 维达尔，P。；E.阿尔巴。；基于图形处理单元的细胞遗传算法；自然启发的优化合作策略（NICSO 2010）：柏林/海德堡，德国2010；卷284、223-232·Zbl 1191.68839号
[52] NVIDIA·Zbl 1248.94054号
[53] Ryoo，S。；罗德里格斯，C.I。；Baghsorkhi，S.S.公司。；斯通，S.S。；柯克，D.B。；Hwu，W.M.W。；基于CUDA的多线程GPU优化原理及应用性能评估；第13届ACM SIGPLAN并行编程原理与实践研讨会论文集（PPoPP'08）：，73-82.
[54] 托雷斯，Y。；Gonzalez Escribano，A。；拉诺斯，D。；了解CUDA调谐技术对费米的影响；《高性能计算与仿真国际会议论文集》：，631-639.
[55] NVIDIA公司。调整FermiTM；；的CUDATM应用程序。
[56] 科洛尼亚斯，V。；Voyiatzis，A.G。；Goulas，G。；Housos，E。；CUDA GPU中高效整数计数排序的设计与实现；同意。计算：实际。有效期至：2011年；第23卷，2365-2381。
[57] 罗斯，P。；哈特，E。；科恩·D·。；基于遗传算法的考试时间表研究；自动时间表的实践与理论II：柏林/海德堡，德国1998；卷1408115-129。
[58] 贝克，J.E。；减少选择算法中的偏差和效率低下；第二届遗传算法及其应用国际会议论文集：Hillsdale，NJ，USA 1987，14-21.
[59] 哈里斯，M；优化CUDA中的并行缩减：2007。
[60] CUDA工具包文档v6.0。
[61] 伯克，E.K。；Bykov，Y。；用Flex-Deluge算法求解考试时间表问题；第六届国际自动时间表实践与理论会议论文集（PATAT 2006）：，370-372.
[62] 伯克，E.K。；拜科夫，Y。；针对考试时间表问题的爬山延迟接受策略；第七届自动时间表实践与理论国际会议论文集（PATAT’08）：。
[63] 阿卜杜拉，S。；艾哈迈迪，S。；伯克，E.K。；Dror先生。；应用Ahuja-Orlin的大邻域构造考试时间表解决方案；第五届自动时间表实践与理论国际会议论文集：，413-419. ·Zbl 1170.90383号
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