• 제목/요약/키워드: 0-1 Knapsack Problem

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코드 최적화 DNA-Haskell을 도입한 DNA 컴퓨팅에 의한 배낭 문제 해결 (Solution for Knapsack Problem using DNA Computing with Code Optimized DNA-Haskell)

  • 김은경;이상용
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제2호
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    • pp.539-542
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    • 2004
  • 배낭 문제는 조합 최적화 문제로서, 다항 시간(polynomial time)에 풀리지 않는 NP-hard 문제이다 이 문제를 해결하기 위해 기존에는 DNA 컴퓨팅 기법과 GA 등을 사용하여 해결하였다. 하지만 기존의 방법들은 DNA의 정확한 특성을 고려하지 않아, 실제 실험과의 결과 차이가 발생하고 있다. 본 논문에서는 DNA 컴퓨팅 실험 과정에서 발생하는 DNA 조작 오류를 최소화하고, 보다 정확한 예측을 위해 함수 언어인 Haskell을 이용한 코드 최적화 DNA-Haskell을 제안한다. 코드 최적화 DNA-Haskell은 배낭 문제 중 (0,1)-배낭 문제에 적용하였고, 그 결과 기존의 DNA 컴퓨팅 방법보다 실험적 오류를 최소화하였으며, 또한 적합한 해를 빠른 시간 내에 찾을 수 있었다.

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GPU를 이용한 Quantum-Inspired Evolutionary Algorithm 가속 (GPU-Based Acceleration of Quantum-Inspired Evolutionary Algorithm)

  • 류지현;박한민;최기영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제49권8호
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    • pp.1-9
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    • 2012
  • Quantum-Inspired Evolutionary Algorithm(QEA)은 알고리즘 자체에 충분한 data-level parallelism이 내재되어 있어 GPU를 이용한 가속에 용이하다. 그러나 효과적인 실행시간의 단축을 위해서는 CPU와 GPU에의 적절한 task-mapping이 필요하다. 이때 단순히 함수 자체의 병렬성만을 고려하는 것이 아니라 CPU와 GPU간의 데이터 전송도 고려하여 task-mapping을 할 필요가 있다. 또한 추가적인 성능향상을 위하여 zero-copy host memory와 적절한 execution configuration의 사용, 그리고 memory coalescing 등을 이용할 수 있다. 그 결과 30,000개의 item수를 가진 0-1 knapsack problem에 대한 QEA의 수행을 multi-threading CPU에 비해 평균 3.69배 빠르게 할 수 있었다.

Low-power Scheduling Framework for Heterogeneous Architecture under Performance Constraint

  • Li, Junke;Guo, Bing;Shen, Yan;Li, Deguang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권5호
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    • pp.2003-2021
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    • 2020
  • Today's computer systems are widely integrated with CPU and GPU to achieve considerable performance, but energy consumption of such system directly affects operational cost, maintainability and environmental problem, which has been aroused wide concern by researchers, computer architects, and developers. To cope with energy problem, we propose a task-scheduling framework to reduce energy under performance constraint by rationally allocating the tasks across the CPU and GPU. The framework first collects the estimated energy consumption of programs and performance information. Next, we use above information to formalize the scheduling problem as the 0-1 knapsack problem. Then, we elaborate our experiment on typical platform to verify proposed scheduling framework. The experimental results show that our proposed algorithm saves 14.97% energy compared with that of the time-oriented policy and yields 37.23% performance improvement than that of energy-oriented scheme on average.

소프트웨어 제품라인의 출시 계획을 위한 최적해법 (An Exact Solution Approach for Release Planning of Software Product Lines)

  • 유재욱
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.57-63
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    • 2012
  • 소프트웨어 개발에 있어서 소프트웨어를 시장에 출시하는 계획을 수립하는 것은 소프트웨어를 이루고 있는 기능들을 구현하는 데 제약이 되는 조건들(기술, 자원, 위험, 예산 등)을 만족하면서 계획된 출시기간에 이들 기능들을 할당하는 일이다. 이와 같이 소프트웨어 출시를 계획하는 것은 소프트웨어 제품라인에 대해서 고려할 때 더욱 복잡해진다. 본 연구에서는 소프트웨어 제품라인에 있어서 소프트웨어 출시 계획을 수립하기 위한 문제를 우선순위 제약하의 다수 0-1 배낭문제로 수리 모형화하고, 이를 풀기 위한 최적해법이 개발된다. 최적해법은 동적 계획법이 주가 되고, 문제의 크기를 줄이기 위하여 휴리스틱과 축소방법이 이용된다.

난이도-거리 상관관계 기반의 문제 인스턴스 공간 분석 (Analyzing Problem Instance Space Based on Difficulty-distance Correlation)

  • 전소영;김용혁
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.414-424
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    • 2012
  • 문제 인스턴스 탐색 혹은 자동 생성은 알고리즘 분석 및 테스트에 적용될 수 있으며, 하드웨어, 소프트웨어 프로그램, 계산 이론 등 다양한 수준에서 연구되어온 주제이다. 본 연구에서는 해(解) 공간에 사용된 목적값-거리 상관관계 분석을 문제 인스턴스 공간에 적용하였다. 문제 인스턴스의 목적값은 문제에 따라 알고리즘의 수행 시간과 최적해를 잘 구하는 정도로 정의하였다. 이러한 정의는 문제 인스턴스의 난이도로 해석할 수 있다. 상관관계는 3가지 측면에서 분석하였다: 첫째, 알고리즘과 거리 함수에 따른 상관관계 차이, 둘째, 알고리즘의 개선 전/후의 상관관계 변화, 셋째, 문제 인스턴스 공간과 해당 문제의 해 공간 사이의 연관성. 본 논문은 문제 인스턴스 공간에 상관계수 분석이 어떻게 적용될 수 있는지 보여주며, 문제 인스턴스 공간 분석을 본격적으로 다루는 첫번째 시도이다.

선형계획법을 이용한 관리회계적 의사결정 (Linear Programming Applications to Managerial Accounting Decision Makings)

  • 송한식;최민철
    • 아태비즈니스연구
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    • 제9권4호
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    • pp.99-117
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    • 2018
  • This study has investigated Linear Programming (LP) applications to special decision making problems in managerial accounting with the help of spreadsheet Solver tools. It uses scenario approaches to case examples having three products and three resources in make-and-supply business operations, which is applicable to cases having more variables and constraints. Integer Programmings (IP) are applied in order to model situations when products are better valued in integer values or logical constraints are required. Three cases in one-time-only special order decisions include Goal Programming approach, Knapsack problems with 0/1 selections, and fixed-charge 0/1 integer modelling techniques for set-up operation costs. For the decisions in outsourcing problems, opportunity-costs of resources expressed by shadow-prices are considered to determine their precise contributions. It has also shown that the improvement in work-shop operation for an unprofitable product must overcome its 'reduced cost' by the sum of direct manufacturing cost savings and its shadow-price contributions. This paper has demonstrated how various real situations of special decision problem in managerial accounting can be approached without mistakes by using LP's and IP's, and how students both in accounting and management science can acquire LP skills in their education.

상한 융합 변수를 갖는 단선형제약 오목함수 최소화 문제의 해법 (An Algorithm for the Singly Linearly Constrained Concave Minimization Problem with Upper Convergent Bounded Variables)

  • 오세호
    • 한국융합학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.213-219
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    • 2016
  • 본 논문에서는 한 개의 선형 제약식 하에서 의사결정변수가 상한 값을 갖는 오목 함수 최소화 문제를 다룬다. 제시된 분지 한계 해법은 단체를 분할 단위로 사용하였다. 오목함수를 가장 단단하게 하한추정하는 볼록덮개함수를 단체 상에서 유일하게 구할 수 있기 때문이다. 분지가 일어날 때마다 후보 단체로부터 1 차원 낮은 2 개의 하위 단체들이 생성된다. 이 때 후보 단체에 포함되어 있던 가능해 집합은 각각의 하위 단체로 분할된다. 한계 연산 절차는 선형인 볼록 덮개 함수를 목적 함수로 하는 선형계획법을 부문제로 정의하고 해를 구한다. 부문제의 최적 목적함수 값으로부터 최적 오목목적함수의 하한과 상한을 갱신하고, 원문제의 최적해를 포함하지 않는 단체들을 고려 대상에서 제외시킨다. 본 해법의 최대 장점은 하위 단체로 분할될수록 부문제들의 크기가 점점 작아진다는데 있다. 이것은 한계 연산의 계산량이 줄어든다는 것을 의미한다. 본 연구의 결과는 배낭 제약식 유형의 제약식 하에서의 오목 함수 최소화 문제의 해법을 개발하는데 응용될 수 있을 것이다.