Algoritmos genéticos paralelos: uma implementação distribuída baseada em javaspaces

Abstract

Os algoritmos genéticos têm deficiências conhecidas, principalmente no que diz respeito ao alto custo computacional e a baixa qualidade das soluções devido a convergência prematura. Um algoritmo genético clássico executado em um espaço de endereçamento simples tende a alcançar um ponto de equilíbrio onde os descendentes são muito semelhantes aos seus pais. Esta diversidade limitada induz o algoritmo genético a explorar somente uma região restrita do espaço de soluções, resultando em soluções subótimas. Uma tentativa de evitar este problema é criar um ambiente onde diversas populações independentes evoluem em paralelo e, periodicamente, efetuam a troca (migração) de indivíduos objetivando evitar a convergência prematura e manter a diversidade da população. Esta pesquisa apresenta a implementação de um algoritmo genético paralelo assíncrono de granularidade grossa (coarse grain) que usa a tecnologia JavaSpaces como mecanismo de distribuição das populações e dos indivíduos migrantes. A tecnologia JavaSpaces foi usada como repositório de objetos para a efetivação da comunicação entre as diversas máquinas do ambiente distribuído. Para avaliar a funcionalidade e o desempenho do algoritmo, aplicou-se o mesmo na obtenção de soluções para o Problema do Caixeiro Viajante (PCV) com o uso de soluções conhecidas disponíveis na Internet.