Визуализация алгоритма искусственной пчелиной колонии

Визуализация алгоритма искусственной пчелиной колонии

В последние годы информационные технологии и средства вычислительной техники интегрируются во все сферы деятельности человека, в том числе и в образова-тельную. Интегрирование информационных технологий в образование увеличивает роль самостоятельной работы студентов, что, в свою очередь, требует разработки новых образовательных технологий для ее поддержки. Кроме того, федеральные государственные образовательные стандарты содержат требование обеспечить не менее 10-20% аудиторных занятий студентов в интерактивной форме. Эти обстоятельства ставят новые задачи по разработке интерактивных средств обучения, призванных индивидуализировать образовательный процесс массовой подготовки выпускников вузов.

При уровневой подготовке специалистов информационной направленности важное место занимают методы и алгоритмы дискретной математики, изучение которых создает базис для формирования различных универсальных и профессиональных навыков выпускников. Целью представляемой работы является разработка визуализатора алгоритма искусственной пчелиной колонии, призванный облегчить самостоятельное изучение студентами сути этого алгоритма и его возможностей. Сам алгоритм относится к сравнительно новому и перспективному классу биоинспирированных оптимизационных методов и был введён Дэвисом Карабогом в 2005 году [1]. Алгоритм основан на описании коллективного поведения децентрализованной самоорганизующейся системы, в которой совокупность примитивных локальных и случайных взаимодействий агентов образует так называемый «роевой интеллект». Экспериментальные исследования показали эффективность роевых алгоритмов, в том числе пчелиного, для решения оптимизационных задач, логистики, маршрутизации транспорта [2]. Алгоритм может использоваться для оптимизации в решении задачи компоновки блоков ЭВА и планирования СБИС. Именно этим определяется необходимость изучения алгоритма на уровне вуза, в том числе с использованием разрабатываемого визуализатора. В настоящее время качественного приложения для интерактивного изучения алгоритма не представлено.

Приложение разрабатывается на мультимедийной платформе Adobe Flash Professional CS6 с использованием объектно-ориентированного языка программирования Action Script 3.0. Разрабатываемая программа независима от установленной операционной системы, что позволит обучающимся использовать ее как на занятиях, так и во время домашнего изучения материала. В процессе работы визуализатор отображает шаг за шагом ход выполнения алгоритма, на каждом этапе доступны текстовые пояснения. Во время выполнения пользователь будет иметь возможность остановить про-грамму, или вернуться назад для более детального изучения какого-либо аспекта. В приложении представлена возможность управления вводимыми данными, т.е. учащийся сам задает набор входных данных для рассмотрения работы алгоритма.

Предполагается, что описанное приложение войдет в библиотеку визуализато- ров, постепенно создаваемую на кафедре ВПМСИТ, и будет использовано для организации самостоятельной работы студентов.

ЛИТЕРАТУРА

Karaboga D. On the performance of artificial bee colony (ABC) algorithm / D. Karaboga,

Basturk // Applied Soft Computing. - 2008. - Vol. 8. - P. 687-697.

Гладков Л. А., Курейчик В. В., Курейчик В. М. Биоинспирированные методы в оптимизации. 2009, М.: Физматлит, 384 с.

УДК 004.02

Количество показов: 1161