Genetic Algorithm (GA) and Swarm Based Binary Decision Diagram (BDD) Reordering Optimizer Reinforced with Recent Operators
نوع المنشور
بحث أصيل
المؤلفون

انتشر استخدام مخططات القرار الثنائي (BDDs) في العديد من المجالات. عندما يتم صياغة معيار النظام في شكل دالة منطقية ، يتم إنشاء BDD الخاص به. يتم تعيين كل عقدة في BDD بشكل إضافي في شكل آخر ليتم استغلالها في تحليل النظام. ومع ذلك ، فإن تكلفة نموذج التعيين الناتج ترتبط ارتباطًا مباشرًا بحجم BDD والذي يمكن تقليله بشكل فعال من خلال تطبيق إعادة ترتيب متغير مناسب متبوعًا بتطبيق قواعد التخفيض التي تحافظ على دقة BDD في تمثيل الوظيفة المنطقية للإدخال بشكل صحيح. على الرغم من أنه تم اقتراح العديد من الخوارزميات في الأدبيات للعثور على الترتيب الأمثل للمتغيرات في BDD ، فإن قابلية التوسع لهذه الخوارزميات تشكل حاجزًا خطيرًا عندما يتعلق الأمر بالأنظمة المعقدة ذات الانفجار الأسي في العدد المحتمل للأوامر في مساحة البحث. علاوة على ذلك ، فإن استكشاف مساحة البحث فقط في إعادة ترتيب BDD ليس كافيًا حيث يمكن الحصول على تباديل أفضل مع ضبط طفيف للحلول المرشحة. وبالتالي ، يجب الحفاظ على درجة كافية من التوازن بين الاستكشاف والاستغلال أثناء تطور خوارزمية إعادة الترتيب. في هذا البحث ، نقترح مُحسِّن BDD مدفوعًا إما بخوارزمية وراثية (GA) أو محركات سرب. يعالج مُحسِّن إعادة ترتيب BDD المُقترح المستند إلى GA بشكل تكراري عددًا كبيرًا من السكان بشكل أساسي مع خلط عشوائي لمشغلي التقاطع / الطفرات التدميرية المنخفضة. من ناحية أخرى ، يقوم المُحسِّن المقترح المستند إلى السرب بتعيين متجه للأرقام الحقيقية في تبديل لزيادة بناء BDD المصاحب له. يتم توجيه توليد المتجه التالي بواسطة خوارزميات سرب حديثة وخوارزمية بدون معلمات مسلحة بآليات فعالة لإجراء الاستكشاف والاستغلال في وقت واحد. تظهر النتائج التجريبية أن مُحسِّننا المقترح يقلل بشكل فعال من حجم BDD الناتج لوظائف الإدخال المنطقية مع التعقيد الحسابي الخطي تقريبًا. علاوة على ذلك ، فقد وجد أن استغلال محسنات السرب الحديثة مع الحركة الحلزونية في مشكلة إعادة ترتيب BDD يمكن أن يتفوق على GA للوظائف المنطقية واسعة النطاق. أخيرًا ، كتطبيق في العالم الحقيقي ، يتم تطبيق الخوارزمية المقترحة لدينا على التوليف المنطقي القابل للانعكاس لإظهار التخفيض المحقق في التكلفة الكمية (QC) المرتبطة بالتوليف المستند إلى BDD.

المجلة
العنوان
IEEE Transactions on Evolutionary Computation
الناشر
IEEE
بلد الناشر
الولايات المتحدة الأمريكية
Indexing
Scopus
معامل التأثير
11,554
نوع المنشور
Both (Printed and Online)
المجلد
--
السنة
2022
الصفحات
--