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@ -1,161 +0,0 @@
#+TITLE: Práctica 3
#+SUBTITLE: Metaheurísticas
#+AUTHOR: Amin Kasrou Aouam
#+DATE: 2021-06-22
#+PANDOC_OPTIONS: template:~/.pandoc/templates/eisvogel.latex
#+PANDOC_OPTIONS: listings:t
#+PANDOC_OPTIONS: toc:t
#+PANDOC_METADATA: lang=es
#+PANDOC_METADATA: titlepage:t
#+PANDOC_METADATA: listings-no-page-break:t
#+PANDOC_METADATA: toc-own-page:t
#+PANDOC_METADATA: table-use-row-colors:t
#+PANDOC_METADATA: colorlinks:t
#+PANDOC_METADATA: logo:/home/coolneng/Photos/Logos/UGR.png
#+LaTeX_HEADER: \usepackage[ruled, lined, linesnumbered, commentsnumbered, longend]{algorithm2e}
* Práctica 3
** Introducción
En esta práctica, usaremos distintos algoritmos de búsqueda, basados en trayectorias, para resolver el problema de la máxima diversidad (MDP). Implementaremos:
- Enfriamiento simulado
- Búsqueda multiarranque
** Algoritmos
*** Enfriamiento simulado
El enfriamiento simulado es un algoritmo de búsqueda basado en trayectorias, con un criterio probabilístico basado en la termodinámica.
El procedimiento general del algoritmo queda ilustrado a continuación:
\begin{algorithm}
\KwIn{A list $[a_i]$, $i=1, 2, \cdots, n$, that contains the components of a solution}
\KwOut{Processed list}
$currentSol \leftarrow initialize()$
$T0 \leftarrow initialize()$
$Tf \leftarrow initialize()$
$bestSol \leftarrow currentSol$
$T \leftarrow Tf$
\While{$T > Tf$}{
$neighbour \leftarrow generateNeighbour(currentSol)$
$delta \leftarrow fitness(neighbour) - fitness(currentSol)$
\If{$delta > 0 \vee acceptNeighbour(neighbour)$}{
$currentSol \leftarrow neighbour$
\If{$fitness(currentSol) > fitness(bestSol)$}{
$bestSol \leftarrow currentSol$
}
}
$coolDown(T)$
}
\KwRet{$bestSolution$}
\end{algorithm}
*** Búsqueda multiarranque
La búsqueda multiarranque es un algoritmo que itera las 2 etapas siguientes:
1. Generación de una solución inicial
2. Búsqueda local
Es una variante simple de implementar a partir de una búsqueda local
El procedimiento general del algoritmo queda ilustrado a continuación:
\begin{algorithm}
\KwIn{A list $[a_i]$, $i=1, 2, \cdots, m$, the solution}
\KwOut{Processed list}
$Solutions = [\ ]$
$initialSolutions \leftarrow getRandomSolutions()$
$Solutions.append(firstSolution)$
$maxIterations \leftarrow 1000$
\For{$i \leftarrow 0$ \KwTo $maxIterations$}{
\For{$element in initialSolutions$}{
$lastSolution \leftarrow getLastElement(initialSolutions)$
\While{$neighbour \leq lastSolution$}{
$neighbour \leftarrow getNeighbouringSolution(lastSolution)$
$Solutions.append(neighbour)$
$lastSolution \leftarrow getLastElement(neighbour)$
}
$finalSolution \leftarrow getLastElement(Solutions)$
}
}
\KwRet{$finalSolution$}
\end{algorithm}
** Implementación
La práctica ha sido implementada en /Python/, usando las siguientes bibliotecas:
- NumPy
- Pandas
\clearpage
*** Instalación
Para ejecutar el programa es preciso instalar Python, junto con las bibliotecas *Pandas* y *NumPy*.
Se proporciona el archivo shell.nix para facilitar la instalación de las dependencias, con el gestor de paquetes [[https://nixos.org/][Nix]]. Tras instalar la herramienta Nix, únicamente habría que ejecutar el siguiente comando en la raíz del proyecto:
#+begin_src shell
nix-shell
#+end_src
** Ejecución
La ejecución del programa se realiza mediante el siguiente comando:
#+begin_src shell
python src/main.py <dataset> <algoritmo>
#+end_src
Los parámetros posibles son:
| dataset | algoritmo |
| Cualquier archivo de la carpeta data | annealing |
| | multistart |
También se proporciona un script que ejecuta 1 iteración de cada algoritmo, sobre cada uno de los /datasets/, y guarda los resultados en una hoja de cálculo. Se puede ejecutar mediante el siguiente comando:
#+begin_src shell
python src/execution.py
#+end_src
*Nota*: se precisa instalar la biblioteca [[https://xlsxwriter.readthedocs.io/][XlsxWriter]] para la exportación de los resultados a un archivo Excel.
* Análisis de los resultados
** Enfriamiento simulado
#+CAPTION: Enfriamiento simulado
[[./assets/annealing.png]]
El tiempo de ejecución varía ligeramente según el dataset:
- Dataset con n=500: 13 segundos
- Dataset con n=2000: 38-39 segundos
La distancia total obtenida, toma valores muy diferentes según el dataset en el que se ejecuta.
** Búsqueda multiarranque
Desafortunadamente, un /bug/ en el script de ejecución ha hecho que la segunda pestaña de la hoja de cálculo únicamente tenga el valor de los datasets.

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Binary file not shown.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 144 KiB

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@ -48,7 +48,7 @@ def script_execution(filenames, df_list):
parameters = [["annealing"], ["multistart"]]
for dataset in filenames:
print(f"Running on dataset {dataset}")
for index, params in zip(range(2), parameters):
for index, params in zip(range(4), parameters):
print(f"Running {params} algorithm")
output_cmd = run(
[executable, script, dataset, *params], capture_output=True