Московский государственный университет путей сообщения
Опубликован: 06.09.2012 | Доступ: свободный | Студентов: 952 / 56 | Оценка: 5.00 / 5.00 | Длительность: 35:22:00
Специальности: Разработчик аппаратуры
Лекция 33:

Экспериментальные результаты апробации жадных алгоритмов

< Лекция 32 || Лекция 33: 12 || Лекция 34 >

Наконец, для того чтобы продемонстрировать эффективность предложенного алгоритма, был реализован метод сокращения ТН, предложенный в Ошибка! Источник ссылки не найден.. Во второй фазе этого метода ищется маска для словаря неисправностей, полученного из ТН после прохождения первой фазы. В оригинальном алгоритме задача поиска маски сводится к задаче нахождения минимального покрытия множества, для чего производится дополнительное построение так называемой матрицы различимости. В табл. 33.5 сравниваются результаты применения реализованного метода с результатами применения того же метода, но в котором поиск маски осуществлялся по алгоритму 1. Для данной серии экспериментов использовались ТН с разрешающей способностью диагностирования равной 1. табл. 33.5 показывает, что оба метода дают близкие друг к другу результаты. Вместе с тем, если принять во внимание временные затраты и затраты памяти, то можно сказать, что описанный нами метод более предпочтителен для ДИ значительного объема. Другими словами, с ростом объема ДИ его эффективность становится существенно выше по сравнению с методом в [3].

Таблица 33.5.
Схема 
|F| Объем ТН, бит Результаты оригинального метода Результаты модифицированного метода
Объем маски, бит Объем сокращенной ТН, бит Время работы алгоритма, сек Необходимый объем дополнительной памяти, КБ Объем маски, бит Объем сокращенной ТН, бит Время работы алгоритма, сек
S298 150 48300 14 2100 2,304 439,25 16 2400 0,048
S344 187 23749 20 3740 2,328 269,61 21 3927 0,024
S349 190 25460 17 3230 2,712 293,70 19 3610 0,024
S382 165 342210 18 2970 36,216 3425,44 16 2640 0,360
S386 263 75218 41 10783 38,976 1202,83 42 11046 0,120
S400 167 369738 20 3340 43,944 3746,12 20 3340 0,432
S444 158 353920 17 2686 39,504 3391,45 20 3160 0,792
S526 108 243864 16 1728 15,456 1592,62 16 1728 0,480
S641 342 71478 31 10602 59,640 1487,67 32 10944 0,216
S713 340 58820 35 11900 49,728 1217,04 38 12920 0,192
S820 641 714715 84 53844 933,480 27918,55 84 53844 3,360
S832 656 745872 77 50512 948,384 29818,49 76 49856 3,624
S953 138 1932 13 1794 0,04 0,096 13 1794 0,034
S1423 291 43650 33 9603 20,208 772,61 33 9603 0,144
S1488 1218 1425060 77 93786 3004,39 105853,15 77 93786 9,408
Таблица 33.6.
Схема Объем совокупности масок, бит Объем максимальной маски, бит Средний объем маски, бит Объем словаря неисправностей, бит Доля сокращенной ДИ от полной ДИ Время работы алгоритма, сек
1 2 3 4 5 6 7
S298 477 33 2.68 6732 1.96% 1.758
S344 717 29 2.98 9564 2.84% 2.556
S349 709 30 2.91 10189 2.83% 2.742
S382 526 40 2.75 8986 0.38% 11.244
S386 822 73 2.99 11508 2.09% 5.724
S400 525 40 2.69 8982 0.35% 12.867
S444 527 40 2.74 9005 0.35% 12.402
S526 367 17 2.64 6286 0.33% 4.851
S641 961 98 2.78 15179 0.87% 27.762
S713 976 99 2.84 15379 1.12% 21.672
S820 2128 204 2.98 39736 0.26% 161.358
S832 2155 197 2.99 40230 0.26% 172.272
S1423 960 57 3.27 12399 5.62% 0.438
S1488 4334 313 3.19 80473 0.27% 1017.504
S2081 168 13 3.0 1567 27.98% 0.038

Целью следующей серии экспериментов является демонстрация работы алгоритма 2 на ДИ, составленной для реальных ДУ. В табл. 33.6 приведены результаты этой серии.

Из сравнения результатов поиска единой маски (табл. 33.2) и индивидуальной маски можно видеть, что объем индивидуальной маски меньше (а в большинстве случаев гораздо меньше) объема единой маски: объем единой маски в десятки раз превышает средний объем единой маски в совокупности. Но в случае единой маски кроме отфильтрованной диагностической информации необходимо также сохранить соответствие между масками и техническими состояниями ДУ. В этом случае можно организовать словарь неисправностей по подобию вектора обнаружения неисправностей, описанного нами ранее. В нашем случае вместо реакций обнаружения в словаре сохраняются тройки, первые две составляющие которых представляют точку проверки, а последняя - значение данной точки проверки для соответствующего технического состояния. Таким образом, каждый элемент вектора представляет собой индивидуальную маску в совокупности со значениями точек проверки. При такой структуре словаря неисправностей необходим специальный символ, отделяющий элементы вектора друг от друга. Объем словаря неисправностей в этом случае будет равен величине


(|S|-1)b'+M''\cdot(\log_2{m}+\log_2{|\tau|}+1),

где b' - количество бит, необходимых для отделения данных по одному техническому состоянию от остальной информации, M'' - суммарное количество точек проверки по всем маскам с учетом их кратности. Исходя из тех соображений, что для разделения информации необходимо выделить столько же бит, сколько требуется для идентификации одного выходного полюса ДУ, объем словаря равен величине


(|S|-1)\log_2{(m+1)}+M''\cdot(\log_2{(m+1)}+\log_2{|\tau|}+1)

Для полученных в результате эксперимента словарей неисправностей данная величина показана в пятом столбце табл. 33.6. Из сравнения объемов словарей неисправностей, полученных в результате сокращения ДИ с помощью единой маски и набора индивидуальных масок (табл. 33.4 и табл. 33.6 соответственно), можно сделать вывод, что сокращение информации с помощью индивидуальных масок в большинстве случаев происходит значительно эффективнее.

Ключевые термины:

Оценка эффективности алгоритма - проведение численных экспериментов для определения времени работы алгоритма, обеспечиваемой им глубины диагностирования , доли сокращения ДИ и т.п.

Испытательные схемы каталога ISCAS ? 89 -набор типовых цифровых схем, используемых для оценки параметров различных алгоритмов решения задач технической диагностики.

Краткие итоги:

В лекции представлены экспериметальные данные по применению двух жадных алгоритмов к сокращению ДИ,подтверждающие их достаточно выскую эффективность.

Вопросы и упражнения

  1. Перечислите все серии экспериметов , проведенные с испытательными схемами.
  2. Проанализируйте результаты поиска маски полной ДИ , оценив диапазон времени работы алгоритма 1 , данные о разрешающей способности диагностирования и диапазон доли сокращенной ДИ.
  3. Проанализируйте аналогичные результаты поиска в случае предварительной замены полной ДИ на таблицу неисправностей. Как это сказалось на разрешающей способности диагностирования?
  4. Проанализируйте результаты серии экспериментов с алгоритмом 2 и сформулируйте выводы.
< Лекция 32 || Лекция 33: 12 || Лекция 34 >
Дмитрий Медведевских
Дмитрий Медведевских

Добрый день  можно поинтересоваться где брать литературу предложенную в курсе ?Большинство книг я не могу найти  в известных источниках