Chương 49. tỷ lệ kèo bóng đá 88 di truyền Tối ưu hóa trong các hệ thống cơ sở dữ liệu

Martin UteschViện điều khiển tự động
        Đại học Khai thác và Công nghệ
                 Freiberg, Đức

                    02/10/1997

1.) Xử lý tỷ lệ kèo bóng đá 88 như một vấn đề tối ưu hóa phức tạp
====================================================

   Trong số tất cả các nhà khai thác quan hệ, một người khó xử lý và
Tối ưu hóa là sự tham gia. Số lượng các kế hoạch thay thế để trả lời một tỷ lệ kèo bóng đá 88
Phát triển theo cấp số nhân với số lượng tham gia bao gồm trong đó. Hơn nữa
Nỗ lực tối ưu hóa là do sự hỗ trợ của một loạt *Tham gia
Các phương thức* (ví dụ: vòng lặp lồng nhau, quét chỉ mục, hợp nhất tham gia vào postgres) để
xử lý các tham gia riêng lẻ và sự đa dạng của * chỉ số * (ví dụ: r-cây,
B-cây, băm trong postgres) là đường dẫn truy cập cho các mối quan hệ.

   Việc triển khai trình tối ưu hóa postgres hiện tại thực hiện một *gần-
Tìm kiếm toàn diện* trên không gian của các chiến lược thay thế. tỷ lệ kèo bóng đá 88 này
Kỹ thuật tối ưu hóa là không đủ để hỗ trợ ứng dụng cơ sở dữ liệu
các lĩnh vực liên quan đến nhu cầu tỷ lệ kèo bóng đá 88 rộng rãi, chẳng hạn như nhân tạo
trí thông minh.

   Viện kiểm soát tự động tại Đại học Khai thác và
Công nghệ, ở Freiberg, Đức, đã gặp phải các vấn đề được mô tả là
Mọi người muốn lấy DBMS Postgres làm phần phụ trợ cho một quyết định
Hỗ trợ hệ thống dựa trên kiến ​​thức để bảo trì một điện
Lưới điện. Các DBM cần xử lý các tỷ lệ kèo bóng đá 88 tham gia lớn cho
Máy suy luận của hệ thống dựa trên kiến ​​thức.

   Khó khăn về hiệu suất trong việc khám phá không gian của tỷ lệ kèo bóng đá 88 có thể
Kế hoạch nảy sinh nhu cầu về một kỹ thuật tối ưu hóa mới đang được phát triển.

   Trong phần sau, chúng tôi đề xuất việc thực hiện một gen *
Thuật toán* là một tùy chọn cho bài toán tối ưu hóa tỷ lệ kèo bóng đá 88 cơ sở dữ liệu.

2.) Thuật toán di truyền (GA)
============================

   GA là một phương pháp tối ưu hóa heuristic hoạt động thông qua 
Xác định, tìm kiếm ngẫu nhiên. Tập hợp các giải pháp khả thi cho
Vấn đề tối ưu hóa được coi là *dân số *của *cá nhân *.
Mức độ thích ứng của một cá nhân với môi trường của nó được chỉ định
bởi *thể dục *.

   Các tọa độ của một cá nhân trong không gian tìm kiếm được thể hiện
bởi *nhiễm sắc thể *, về bản chất là một tập hợp các chuỗi ký tự. A * gen * là một
Tiểu mục của một nhiễm sắc thể mã hóa giá trị của một tham số
được tối ưu hóa. Mã hóa điển hình cho một gen có thể là * nhị phân * hoặc
*Số nguyên*.

   Thông qua mô phỏng các hoạt động tiến hóa *tái hợp *,
*đột biến*và*lựa chọn*các thế hệ mới của các điểm tìm kiếm được tìm thấy
Điều đó cho thấy một thể lực trung bình cao hơn so với tổ tiên của họ.

   Theo câu hỏi thường gặp "comp.ai.genetic", nó cũng không thể nhấn mạnh
mạnh mẽ rằng GA không phải là một tìm kiếm ngẫu nhiên thuần túy cho một giải pháp cho một
vấn đề. GA sử dụng các quy trình ngẫu nhiên, nhưng kết quả là rõ ràng
Không ngẫu nhiên (tốt hơn ngẫu nhiên). 

Sơ đồ có cấu trúc của GA:
-------------------------------

P (t) Thế hệ tổ tiên tại một thời điểm t
P '' (t) thế hệ con cháu tại một thời điểm t

+=========================================+
|  Thuật toán Ga <<<<<<<<<<<<< |
+=========================================+
| Khởi tạo T: = 0 |
+=========================================+
| Khởi tạo p (t) |
+=========================================+
| Đánh giá thể lực của P (T) |
+=========================================+
| Trong khi không dừng tiêu chí làm |
|   +------------------------------------------+
|   | P '(t): = tái tổ hợp p (t) |
|   +------------------------------------------+
|   | P '' (t): = đột biến p '(t) |
|   +------------------------------------------+
|   | P (t + 1): = lựa chọn p '' (t) + p (t) |
|   +------------------------------------------+
|   | Đánh giá thể lực của p '' (t) |
|   +------------------------------------------+
|   | T: = T + 1 |
+===+=====================================+

3.) Tối ưu hóa tỷ lệ kèo bóng đá 88 di truyền (GEQO) trong PostgreSQL
===================================================

   Mô -đun GEQO được dành cho giải pháp của tỷ lệ kèo bóng đá 88
Vấn đề tối ưu hóa tương tự như một vấn đề nhân viên bán hàng du lịch (TSP).
Các kế hoạch tỷ lệ kèo bóng đá 88 có thể được mã hóa dưới dạng chuỗi số nguyên. Mỗi chuỗi
Đại diện cho thứ tự tham gia từ một mối quan hệ của tỷ lệ kèo bóng đá 88 đến tiếp theo.
E. g., Cây tỷ lệ kèo bóng đá 88 /\
                      /\ 2
                     /\ 3
                    4 1 được mã hóa bởi chuỗi số nguyên '4-1-3-2',
có nghĩa là, lần đầu tiên tham gia quan hệ '4' và '1', sau đó '3', và
Sau đó, '2', trong đó 1, 2, 3, 4 là những relids trong postgresql.

   Các bộ phận của mô -đun Geqo được điều chỉnh từ Genitor của D. Whitley
Thuật toán.

   Đặc điểm cụ thể của việc triển khai GEQO trong PostgreSQL
là:

o Sử dụng trạng thái * ổn định * GA (thay thế ít phù hợp nhất
   Các cá nhân trong dân số, không phải là người thay thế toàn thế hệ)
   Cho phép hội tụ nhanh đối với các kế hoạch tỷ lệ kèo bóng đá 88 được cải thiện. Đây là
   cần thiết cho việc xử lý tỷ lệ kèo bóng đá 88 với thời gian hợp lý;

o cách sử dụng chéo tái tổ hợp * cạnh * đặc biệt phù hợp
   để giữ tổn thất cạnh thấp cho dung dịch TSP bằng GA;

o Đột biến như toán tử di truyền không bị phản đối để không sửa chữa
   Các cơ chế là cần thiết để tạo ra các tour du lịch TSP hợp pháp.

   Mô -đun GEQO mang lại những lợi ích sau cho PostgreSQL DBMS
So với triển khai Trình tối ưu hóa tỷ lệ kèo bóng đá 88 Postgres:

o Xử lý các tỷ lệ kèo bóng đá 88 tham gia lớn thông qua tìm kiếm không hoàn toàn;

o Cải thiện kích thước chi phí xấp xỉ của các kế hoạch tỷ lệ kèo bóng đá 88 vì không còn nữa
   Hợp nhất kế hoạch là cần thiết (mô -đun GEQO đánh giá chi phí cho một
   Kế hoạch tỷ lệ kèo bóng đá 88 với tư cách là một cá nhân).

Tài liệu tham khảo
==========

J. Heitk "Rái cá, D. Beasley:
-------------------------------
   "Hướng dẫn về tính toán tiến hóa của Hitch-Hitch",
   Câu hỏi thường gặp trong 'comp.ai.Genetic',
   'ftp://ftp.germany.eu.net/pub/research/softcomp/ec/welcome.html'

Z. Fong:
--------
   "Thiết kế và triển khai trình tối ưu hóa tỷ lệ kèo bóng đá 88 Postgres",
   Tệp 'Người lập kế hoạch/Báo cáo.ps' trong phân phối 'Postgres-Papers'

R. Elmasri, S. Navedit:
-----------------------
   "Nguyên tắc cơ bản của các hệ thống cơ sở dữ liệu",
   The Benjamin/Cummings Pub., Inc.

=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*
* Mọi thứ còn lại để làm cho postgresql *
= Tối ưu hóa tỷ lệ kèo bóng đá 88 di truyền (GEQO) =
* Thực hiện mô -đun *
=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*
* Martin Utesch * Viện kiểm soát tự động *
= = Đại học Khai thác và Công nghệ =
* utesch@aut.tu-freiberg.de * Freiberg, Đức *
=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*

1.) Cải tiến cơ bản
================================================================

a) Cải thiện việc giải phóng bộ nhớ khi tỷ lệ kèo bóng đá 88 đã được xử lý:
---------------------------------------------------------------------
Với các tỷ lệ kèo bóng đá 88 tham gia lớn, thời gian tính toán dành cho tỷ lệ kèo bóng đá 88 di truyền
Tối ưu hóa dường như chỉ là * phần * của thời gian Postgres
Nhu cầu giải phóng bộ nhớ thông qua thông thường 'MemoryContextFree',
Tệp 'phụ trợ/Utils/mmgr/mcxt.c';
gỡ lỗi cho thấy rằng nó bị kẹt trong một vòng lặp thường xuyên
'OrderedElempop', Tệp 'Backend/Utils/mmgr/oset.c';
Các vấn đề tương tự phát sinh với các tỷ lệ kèo bóng đá 88 dài khi sử dụng bình thường
Thuật toán tối ưu hóa tỷ lệ kèo bóng đá 88 postgres;

b) Cải thiện cài đặt tham số thuật toán di truyền:
----------------------------------------------------
Tệp 'phụ trợ/tối ưu hóa/geqo/geqo_params.c', thường trình
'gimme_pool_size' và 'gimme_number_generations';
Chúng ta phải tìm một sự thỏa hiệp cho các cài đặt tham số
Để đáp ứng hai nhu cầu cạnh tranh:
1. Tối ưu của kế hoạch tỷ lệ kèo bóng đá 88
2. Thời gian tính toán

c) Tìm giải pháp tốt hơn cho tràn số nguyên:
-------------------------------------------------
Tệp 'phụ trợ/tối ưu hóa/geqo/geqo_eval.c', thói quen
'geqo_joinrel_size';
Hack hiện tại cho Maxint Overflow là đặt số nguyên Postgres
giá trị của 'kích thước rel-' với logarit của nó;
sửa đổi 'struct rel' trong 'phụ trợ/nút/quan hệ.h' sẽ
Chắc chắn có tác động nghiêm trọng đến toàn bộ việc thực hiện PostgreSQL.

d) Tìm giải pháp cho bộ nhớ cạn kiệt:
------------------------------------------
điều đó có thể xảy ra với hơn 10 mối quan hệ liên quan đến một tỷ lệ kèo bóng đá 88,
Tệp 'phụ trợ/tối ưu hóa/geqo/geqo_eval.c', thói quen
'gimme_tree' được gọi là đệ quy;
Có lẽ tôi đã quên một cái gì đó được giải phóng chính xác, nhưng tôi không biết gì;
Tất nhiên cấu trúc dữ liệu 'rel' của sự tham gia tiếp tục phát triển và
Phát triển nhiều quan hệ được đóng gói vào nó;
Đề xuất được chào đón :-(

2.) Cải tiến hơn nữa
================================================================
Cho phép xử lý cây tỷ lệ kèo bóng đá 88 Bushy trong PostgreSQL;
có thể cải thiện chất lượng của các kế hoạch tỷ lệ kèo bóng đá 88.