CC BY
196
УДК 681.31.00
В.М. Глушань МЕТОД ИМИТАЦИИ ОТЖИГА
При автоматизированном конструировании электронных схем общее решение обычно разбивают на ряд задач, наиболее важными из которых являются: задача , -.
Под компоновкой понимают задачу объединения блоков низшего уровня в блоки высшего уровня. Размещение предполагает точное местоположение компонентов в области монтажного пространства, а трассировка заключается в проведении проводящих соединение в соответствии с принципиальной схемой.
При решении всех этих задач должны выполняться выбранные критерии оптимизации и соответствующие ограничения. Желательно также иметь такой метод, который полностью или частично применялся бы к решению перечисленных задач.
В 1953 году Метрополис предложил метод Монте-Карло для моделирования положения равновесия множества атомов при данной температуре Т. Этот метод основан на том, что по закону Больцмана вероятность любой конфигурации 1 атомов есть ехр(-Е(1)/(кь Т)), где Е(1) - энергия, соответствующая конфигурации I , кь
- постоянная Больцмана. Следовательно, наиболее вероятны при данной температуре конфигурации с более низкой энергией. Тогда можно попробовать генерировать эти конфигурации случайным образом с целью получения конфигурации с . , Метрополис предложил эвристику для нахождения конфигурации с низкой энергией. На каждом шаге алгоритма атому задается небольшое перемещение и вычисляется результирующее изменение энергии ДБ. Если ДБ<0, новое размещение принимается и эта конфигурация рассматривается как начальная точка следующего шага. Случай ДБ>0 осуществляется вероятностным образом.
В физической ситуации температура медленно снижается, позволяя атомам перейти в состояние с минимальной энергией. Это позволяет использовать температуру в случае произвольной комбинаторной задачи в качестве управляющего .
, -, .
Метод Метрополиса легко адаптируется для решения произвольных комбина-. -гурацию множеством параметров, можно непосредственно процедурой Метрополиса генерировать множество конфигураций данной проблемы оптимизации при некоторой температуре Т. Температура используется как управляющий параметр, измеряемый в тех же единицах, что и функция стоимости. Процесс имитации от, , , , высокой температуры, а затем изменении температуры мелкими шагами, пока система не «амерзнет» и никакие изменения будут не нужны. При каждой температуре имитация должна продолжаться достаточно долго, чтобы система достигла со. . отжига отличается от итеративного улучшения тем, что возможен выход из локального оптимума при ненулевой температуре.
Раздел
Автоматизация проектирования»
Метод «имитации отжига» удобно применить для решения задачи размещения. Структурная схема этого алгоритма приведена на рис.1.
т =Т„
*
Перестановка блоков
'г
Генерация Р(0,1) - случайного числа
1 г
Корректировка размещения
>
1 р
_ т да конец
Рис.1
Здесь ДБ - приращение целевой функции. В данном случае целевой функцией .
В соответствии с процессом отжига температура должна медленно падать, поэтому необходимо задавать закон изменения (падения) температуры. Т:=а(Т)хТ0, Т=аТо/и, п=1,2,... - номер шага эксперимента (шгоритма). Из приведенных соотношений видно, что в начале процесса размещения, т.е. при высокой Т, принятие
худших решений осуществляется с высокой вероятностью, а по мере «остывания», эта вероятность уменьшается, приближаясь к нулю.
Наиболее ответственным моментом в алгоритмах этого типа является эмпирический подбор изменения температуры на каждом шаге работы алгоритма. Алгоритм имеет большую временную трудоемкость, но, как показывают эксперимен-,
.
, , по мере уменьшения температуры отжига. Причем делать это можно в соответствии с выражениями:
W X(T)=W x(T o)[lg(T)/lg(T о)],
Wy(T)=Wy(To)[lg(T)/lg(To)].
Здесь Wx(T) и Wy(T) - размеры окна по оси X и Y при данной t0.
Wx(T0) и Wy(T0) - то же, но при t0=T0, то есть при начальной t0.
УДК 681.324.378
О.П. Шередеко, С.Н. Щеглов, В.В. Янушко
ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ САПР СПРУТ
.
базировалась на принципах геометрического моделирования и компьютерной графики. При этом системы компьютеризации труда конструкторов, технологов, тех-
- , -развивались автономно и инженерные знания - основа проектирования, оставались .
.
деятельности на всех этапах жизненного цикла изделий, которая получила название CALS (computer aided life-cycle system) технологии. Традиционные САПР с их , , -дания таких систем. Сегодня каждое изделие в процессе своего жизненного цикла должно представляться в компьютерной среде в виде иерархии информационных , , последующая является более детальной и содержит дополнительную информацию [1].
Традиционные CAD-CAM системы способны помочь инженеру лишь получить РД и УП для станков с ЧПУ. Для полной реализации современного подхода к проектированию необходимы метаинструментальные среды, способные в равной мере эффективно решать как геометрические, так и негеометрические задачи. На такой среде базируется СПРУТ-технология. СПРУТ-технология основана на российской разработке - метаинструментальной среде автоматизированного проекти.
, -, .
Среда СПРУТ изначально задумывалась как гибкая структура с набором современных "^оительных материалов", позволяющих пользователям строить свои "сооружения" по своему вкусу, без излишеств и с полной возможностью модернизации их при необхо-
