Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Фізико-математичні науки / Математичне моделювання та обчислювальні методи


Тимофієва Надія Костянтинівна. Теоретико-числові методи розв'язання задач комбінаторної оптимізації : Дис... д-ра наук: 01.05.02 - 2008.



Анотація до роботи:

Тимофієва Н.К. Теоретико-числові методи розв'язання задач комбінаторної оптимізації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук
за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. – Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ, 2007.

Дисертація присвячена розробці методології щодо виявлення власти-востей цільової функції в задачах комбінаторної оптимізації. З використанням цих властивостей розроблено метод моделювання структури вхідних даних,
які подані функціями натурального аргументу, одна з яких – комбінаторна. Описано властивості комбінаторних конфігурацій різних типів як аргумента цільової функції, визначено спільні закономірності їхнього утворення і упоряд-кування. Виявлено властивість періодичності, яка характерна для генерування комбінаторних конфігурацій різних типів. Запропоновано узагальнений метод їхнього упорядкування і метод для розв'язування перелічувальних задач у ком-бінаториці. Розроблено локальний метод розв'язання задач комбінаторної оптмізації, названий методом структурно-алфавітного пошуку, який ґрунтується на розпізнаванні структури вхідних даних і упорядкуванні комбінаторних конфігурацій. Виділено новий підклас розв'язних задач із класів комбінаторної оптимізації. Розроблено новий тип координатного комутатора – об'ємний. Запропоновано математичну модель задач розпізнавання і синтезу мовлення як задач комбінаторної оптимізації.

В результаті проведених досліджень досягнута основна мета роботи – cтворено нову методологію щодо виявлення властивостей цільової функції
в задачах комбінаторної оптимізації. З використанням цих властивостей розроблено метод моделювання структури вхідних даних і сформульовано нові постановки задач комбінаторної оптимізації, вхідні дані в яких задаються функціями натурального аргументу. Описано властивості комбінаторних конфігурацій як аргумента цільової функції і властивість періодичності, що має місце при упорядкуванні множин комбінаторних конфігурацій різних типів.
На підставі властивості періодичності розроблено метод генерування комбінаторних конфігурацій і метод для розв'язування перелічувальних задач у комбінаториці. Розроблено локальний метод знаходження оптимального розв'язку, що ґрунтується на розпізнаванні структури вхідних даних
і упорядкуванні комбінаторних конфігурацій.

Основні наукові результати дисертації.

1. Описано деякі властивості структури множин комбінаторних конфігурацій різних типів як аргумента цільової функції, виявлено спільні закономірності їхнього утворення і упорядкування. Описано властивість періодичності, що характерна для упорядкування комбінаторних множин.

2. Запропоновано узагальнений метод генерування комбінаторних конфігурацій різних типів з використанням властивості періодичності. Показано, що комбінаторні конфігурації різних типів, які утворюються одним
і тим самим рекурентним комбінаторним оператором, генеруються різними модифікаціями одного і того самого алгоритму.

3. Розроблено новий метод розв'язання перелічувальних задач у комбіна-ториці, що ґрунтується на властивості періодичності. За допомогою запропо-нованого методу узагальнено деякі класичні формули комбінаторних чисел.

4. Розроблено метод моделювання структури вхідних даних з вико-ристанням скінченних послідовностей. На його основі запропоновано нові формальні постановки задач комбінаторної оптимізації, вхідні дані в яких задано функціями натурального аргументу, одна з яких – комбінаторна. Розроблено поняття класу розв’язних задач.

5. Описано властивості комбінаторних матриць і комбінаторних функцій, якими задаються вхідні дані в задачах комбінаторної оптимізації. Виявлені властивості використовуються при встановленні зміни значень цільової функції від упорядкування комбінаторних конфігурацій, від транспозиції елементів перестановки, при визначенні множини значень цільової функції.

6. З використанням методу моделювання структури вхідних даних виділено новий підклас розв’язних задач із класів задачі комівояжера, задачі про призначення, задачі розміщення.

7. Запропоновано спосіб зведення задач комбінаторної оптимізації, вхідні дані в яких задано симетричними матрицями, до задачі про призначення. Встановлено залежність функції цілі задачі розміщення, задачі комівояжера, кластеризації і задачі про призначення.

8. Розроблено локальний метод розв'язання задач комбінаторної оптимі-зації (метод структурно-алфавітного пошуку), що грунтується на моделюванні структури вхідних даних і впорядкуванні комбінаторних конфігурацій.

9. З використанням властивостей комбінаторних матриць оптимізовано конструкцію координатного комутатора. Розв'язок поставленої задачі досяга-ється за рахунок зменшення кількості рядків і стовпців матриці та перенесення шин комутації на паралельні поверхні. В результаті одержано багатошарову конструкцію координатного комутатора, який названо об'ємним.

10. Розроблено математичні моделі для задачі розпізнавання, задачі синтезу мовних сигналів як задач комбінаторної оптимізації. Розроблено математичну модель, алгоритми і програми сегментації мовного сигналу
на квазіперіодичні і неперіодичні ділянки. Запропоновано обчислювальну схему швидкого пошуку слова у словнику великих розмірностей.

11. Розроблено алгоритми і комплекс програм для генерування комбіна-торних конфігурацій різних типів, для знаходження підкласів розв'язних задач із класів задачі комівояжера, задачі розміщення, задачі про призначення,
для розв'язання задач комбінаторної оптимізації методом структурно-алфавітного пошуку.

12. Розроблено алгоритми і програми визначення динамічних параметрів у задачах, які виникають у конструкторському проектуванні обчислювальної апаратури, від автоматичного знаходження яких певною мірою залежить повна автоматизація процесу проектування. Запропоновано алгоритм і розроблено програму контролю топології друкованого монтажу, що грунтується
на розпізнаванні структури вхідних даних.