基于占优关系的MPI并行程序死锁检测

随着高性能技术的发展,MPI并行程序得到了越来越广泛的应用,其可靠性也得到了软件工程界越来越多的关注.一个MPI并行程序有多个并行执行的进程,每个进程包含一系列串行执行语句.死锁是并行程序的一类典型错误,本文提出一种基于占优关系的死锁检测方法.首先,根据通信语句之间的占优关系,得到每个进程内,通信边之间的占优关系;然后,通过判定通信边占优关系是否相互违背,检测程序中的死锁.基于上述思想,开发了基于占优关系的死锁检测原型工具,用于检测多个典型的MPI并行程序.结果表明,本文方法能够检测出程序中的死锁缺陷.

基于占优关系的并行程序通信覆盖约减方法

针对通信规模的增大及不确定通信使得消息传递接口(MPI)并行程序通信测试难度增大的问题,提出了基于占优关系的通信覆盖约减方法。首先,基于通信与通信语句间的对应关系,将通信约减问题转换为通信语句的约减问题;然后,利用语句占优关系求解通信语句集的约减集;最后,选择与约减集相关的通信作为覆盖目标,使得覆盖这些目标的测试数据能够覆盖全部通信。将所提方法应用到7个典型被测程序中。实验结果表明,在不降低通信覆盖率的前提下,相较于以全部通信作为覆盖目标的测试数据生成方法,所提方法减少的测试数据的生成时间最高达95%,提高了通信覆盖测试数据生成的效率。

基于统计占优分析的变异测试

为数众多的变异体产生的高昂测试代价严重影响了变异测试技术在实际程序中的应用.为了大幅度减少弱变异测试中变异体的数量,提出基于统计占优分析的变异体约简方法.该方法首先利用变异前后的语句构造变异分支,并将所有变异分支集成到原程序中,形成新的被测程序;然后,通过统计测试用例对各个变异分支的覆盖信息,确定变异分支之间的占优关系;最后得到非被占优分支集,其对应的变异体就是约简后的变异体.将该方法用于8个程序的测试,结果表明:该方法能够约简平均90%的变异体,从而显著提高了变异测试的效率.

偏好多目标进化算法研究综述

多目标优化需要同时优化若干相互冲突的目标,其目的是获得均匀分布于整个Pareto前沿上的最优解集.然而在实际多目标优化问题中,决策者通常只对目标空间中部分区域内的Pareto最优解感兴趣,因此将决策者的偏好信息与多目标优化方法相结合成为进化计算领域的研究热点.偏好多目标进化算法通过引入决策者的偏好信息,将算法的搜索集中在决策者感兴趣的偏好区域,有效利用算法的计算资源,提高算法的求解效率,降低计算复杂度,同时有利于决策者高效地做出最终决策.本文从偏好的设置方法和算法性能两个角度介绍偏好多目标进化算法.在偏好的设置上,从占优关系、角度关系、权重向量和偏好集四个方面综述融入偏好信息的多目标进化算法;在算法性能上,从上述四类偏好的设置方法中各选取两种偏好算法进行仿真实验,从偏好策略的有效性、解集的整体性以及算法的复杂度三个方面进行实验对比并深入分析其优缺点.最后,总结了偏好多目标进化算法的未来发展趋势.

基于强化多目标差分进化算法的电-气互联系统最优潮流计算

随着综合能源系统的提出,电网和天然气网之间联系越来越紧密。为了保证电-气互联系统的安全、经济运行,需要对其进行联合规划研究。首先根据系统具有大规模、多维、非凸、非线性等特性,提出一种电-气能源互联系统的多目标优化调度模型;其次,针对多目标求解算法中种群收敛性和分布性冲突不断加剧的现象,提出一种加强非支配解占优关系的多目标差分进化算法;最后,以IEEE 30节点电力系统和比利时20节点天然气系统为例,说明了所提算法能够对所考虑的目标函数产生分布良好的帕累托最优前沿,而且可以在高维目标求解中得到一组较好的优化解,以此满足不同工况下系统的运行要求。

基于区间可信度下界的多目标优化算法研究及应用

旨在填补多目标优化算法研究的不足,以制造业中多因素耦合作用下的多目标优化问题为研究对象,首先提出区间可信度和占优关系等概念;其次基于区间可信度和占优关系建立基于区间可信度下界的多目标优化算法;最后通过多目标数值优化对所建立的优化算法进行探究。结果显示,在γ的取值相同时,H测度与进化代数呈现正相关,可以说明随着个体进化代数的增大,所提出的基于占优可信度下界的算法得到的γ-Pareto前沿越能反映真实的Pareto前沿;通过文中建立的算法与IP-MOEA和SPGA的比较可以看出,文中所建立的基于区间可信度下界的多目标优化算法与实际情况的吻合度更高,说明所建立的算法可以填补多目标优化算法的不足。

基于方案占优和排序稳健性的多属性决策方法

在多属性决策问题中,不同的属性权重会产生不同的评价结果。由于实际问题的复杂性与不确定性,决策者对于属性权重的确定也存在不确定性。这些不确定既来自现实问题的复杂性和可变性,也来自决策者选择的模糊性与随机性。目前已有的研究主要是将不确定的权重信息转化为相对确定的信息(如转化为区间数等),硬性地消除了不确定,从而给决策结果带来较大风险。本文从方案排序的视角出发,研究在权重空间下,方案的占优关系和排序的稳健性。首先,定义了占优矩阵用于刻画不确定权重信息下方案两两比较的占优关系;其次,分析了方案的排序区间,即在所有可能存在的权重组合下,方案的最好排序和最差排序。然后,定义了方案的全排序排序概率,并且给出了排序概率的计算方法。进而,我们给出了方法的决策步骤和实施过程。最后,本文将该方法应用到某远洋集团的港口评估当中。