用于搜索算法的受约束探索制造技术

划分准则被用来引导或约束为搜索一个问题的解而搜索一搜索空间的搜索进程。为进一步探索搜索空间而对状态的识别通过使用作为划分准则一部分的基准状态和距离约束信息来被引导。多个进程使用相同或不同划分准则来一起搜索搜索空间的相应区域。包括对划分准则进行选择的多个进程的操作由协调或控制进程协调。不同的搜索拓扑通过选择各种划分准则而被实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于搜索算法的受约束探索背景通过搜索算法可以解决包括计划、进度安排和结构在内的一大类问题，而该 搜索算法则是定义如何为问题的解来探索问题空间或搜索空间的算法。例如， 通过搜索算法，可以解决寻找适于具有不同属性、不同连接的多种计算机系统的网 络拓扑。另一个问题的实例是为满足不同需要的一组资源来确定合适的调度，在这 其中使用搜索算法可能会有用。通常，用于解决这些问题的方法可以分类为确定性方法或非确定性方法。确 定性方法包括被定义明确且有顺序的一组步骤，这些步骤可以对搜索空间执行高效 探索以找出解。相反地，非确定性方法探索搜索空间的方式可能不仅仅取决于输入 和当前状态，并且其搜索路径无法完全预知。对于许多问题而言，不存在高效的确 定性方法，并且用于解决特定问题的最适合的可能方法是使用非确定性方法。对于许多这类问题而言，无论所使用的搜索算法的性质如何，探索搜索空间 都需要大量计算资源。加速搜索的常用方法是采用多个独立的计算资源，包括多核 心的计算机处理器、带有多个处理器的计算机以及按许多不同方式组织起来的多个 计算机。一些确定性算法支持使用多个计算资源——搜索空间可以被分为多个独立的子空间，每个子空间随后可由一个独立的计算资源进行探索。相反地，许多非确 定性算法则难以按相同的方式来高效利用多个计算资源。例如，因为可能很难或者 无法预知多种非确定性算法的最终搜索路径，即，在给定的开始搜索的状态下，可 能很难或者无法确定将探索搜索空间的哪个部分，所以在开始非确定性搜索之前划 分搜索空间可能无法确保探索的相异性。概述为了向读者提供基本知识，下文中给出了本专利技术公开内容的简单概述。该概 述不是本专利技术公开内容的扩展综述，也不对标识本专利技术的关键/核心要素或描绘本 专利技术的范围。它的唯一目的在于作为稍后介绍的更详细说明的前奏，以简化形式介 绍本文所公开的一些概念。 在此描述了旨在用于约束和引导搜索算法进行探索的方法和系统的各种技术 和工艺。这些方法和系统有关搜索探索的一个应用是更有效地利用了多个独立的计 算资源。在此描述的示例性实施例使用多个进程来搜索将识别出结果的空间。 一个或 多个搜索进程通常会使用一个或多个划分准则将搜索空间区分为多个区域，该划分 准则可被表示为基准搜索状态和基准搜索状态周围待搜索的距离的度量。取决于如 何选择划分准则以及如何将划分准则分配给各个搜索进程，搜索拓扑和策略可以具 有各种特征，并且可能具有重叠的搜索空间、不重叠的搜索空间或者两者的组合。 在对搜索空间进行划分时，进程可以由协调或控制进程进行协调，而协调或控制进 程可以是搜索进程之一或者是分开的控制进程。可选地，为了在搜索进程之间进行 协调以划分搜索空间，搜索进程可以交换信息。在此描述的示例性实施例可以利用 任何一种数值模型来估计候选的搜索状态，并可以利用任何一种策略，用于在区域 内部选择搜索状态，直到定位出合适的状态和/或满足某些停止准则为止。附图说明图1是示例性概括操作流程的示意图，该流程包括由搜索算法探索搜索空间 所执行的各种操作和所用的各种数据。图2是使用一个或多个搜索算法的实例来探索搜索空间的示例性概括系统的示意图。图3是示例性概括操作流程的示意图，该流程包括被执行以使用搜索算法探 索搜索空间的各种操作，而不含集中的划分代理或逻辑。图4是一系统的示例性概括表示的图示，该图示通过示出将一个搜索空间划 分为两个搜索空间来说明多种可能的搜索拓扑之一。图5是一系统的示例性概括表示的图示，该图示说明了通过使用新的划分准 则， 一搜索如何随时间而改变。图6是一系统的示例性概括表示的图示，该图示说明了将一个搜索空间分成 三个搜索空间的许多可能分隔之一。图7是一系统的示例性概括表示的图示，该图示说明了分成两个搜索空间的 分隔，其中基准状态不同并且其中各搜索空间没有涵盖总搜索空间的全部。图S是一系统的示例性概括表示的图示，该图示说明了分成两个搜索空间的 分隔，其中基准状态不同并且其所得的搜索空间重叠。图9是一系统的示例性概括表示的图示，该图示说明了分成三个搜索空间的 分隔，其中使用包含多个基准状态和距离约束的划分准则来定义第三搜索空间。 图IO是计算设备的一个可能的基本实现的图示。具体实施例方式转向图l，其中显示出示例性概括操作流程100，操作流程100包括通过搜索算法探索搜索空间而可被执行的各种操作以及可被使用的各种数据。给定一些状态数据110，以及诸如停止准则122和划分准则118之类的其它数据，操作流程100 通过估计模型和识别新状态来探索搜索空间。虽然对图1的描述可以参考其它附图进行，但是应当理解，示例性的操作流 程100并不旨在限于与任何具体附图中的系统或其它内容相关联。另外，应当理解， 尽管示例性操作流程100指出特定的操作执行顺序，但是在一个或多个可选实施例 中，操作顺序可以不同。此外，在示例性操作流程100中示出的一些步骤和数据在 某些实现中并不是必需的，而且可以省略。最后，虽然操作流程包含多个不连续的 步骤，但应当认识到，在某些环境下，可以合并一些操作并同时执行这些操作。通常，搜索算法尝试寻找特定问题的一个或多个解。搜索算法通常利用模型 进行工作。该模型提供对用作解决该问题的一部分的某些行为的表现。给定一些状 态，则模型给出结果。然后这种结果可以用于估计其对于解决该问题的适用性—— 对该问题而言，一些结果是比另一些结果更好的解。然后搜索算法可使用现有状态、 结果和结果的适用性以及多种其它因素，从而为该状态选择新的值。搜索算法可向 该模型提供这一新状态，获得结果，并估计结果等等。这个过程可以一直连续进行， 直到满足某些停止准则为止。例如，该过程可以一直连续进行，直到特定数量的状 态己被检査或者直到结果满足一定的适用性准则，或者直到满足其它准则为止。在一些示例性的并且在不作为限制的情况下，待解决的问题位于一个物理的 域中。在这些情况的某些情况下，模型可以是某些物理过程的表现，提供给模型的 状态可以是物理参数的编撰，并且该模型产生的结果可以是模型查找物理参数的结 果。作为示例而非限制，假定待解决的问题包括配置计算机服务器。在此示例中提 供给模型的状态可以包含可用服务器的数目、服务器速度、服务器所使用的存储器 的量、连接服务器的网络速度、服务器所执行的处理的复杂度等。假定这些输入值 的类型表示为(A、 B、 C、 D、 E)，并且状态数据的一组特定集合表示为(a、 b、 c、 d、 e)，其中每个值对应于用于识别解的模型中的一个变量。在此示例中，模型可以执行各种计算并提供结果，该结果包括由给定状态表示的计算机服务器可以 支持的并发用户数量，以及每个用户在使用计算机服务器时将体验到的平均响应时间的估计值。假定结果的类型表示为(y,z)，当提供一组诸如(a，b,c,d,e)的输入 值时，模型产生带有如(y,z)的输出值的结果。区分不同搜索算法的因素之一是其中该搜索算法识别待估计的次态或多个次 态(next states)的方式。可以使用许多不同的方法来识别次态，大部分或所有的 方法都可用于本专利技术的上下文。例如， 一些搜索算法可以识别随机次态，其它的搜 索算法比如可以通过使用遗传算法、当前和最近结果的斜率或其它方法等， 从与当前状态有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：ａ．为在搜索空间中所述的每个进程，识别所述搜索空间内的至少一个基准搜索状态；以及ｂ．为在所述搜索空间中搜索的每个进程，识别至少一个距离约束，所述距离约束连同所述至少一个基准搜索状态用于在所述搜索空间内选择当前搜索状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-28 11/170,2901.一种方法，包括a.为在搜索空间中所述的每个进程，识别所述搜索空间内的至少一个基准搜索状态；以及b.为在所述搜索空间中搜索的每个进程，识别至少一个距离约束，所述距离约束连同所述至少一个基准搜索状态用于在所述搜索空间内选择当前搜索状态。2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，在所述搜索空间中搜索的每个进 程都执行一种方法，包括C.基于所述至少一个距离约束和所述至少一个基准状态识别当前搜索状态；d. 使用所述当前搜索状态估计一模型；e. 基于所述至少一个距离约束和所述至少一个基准状态选择一新状态，并且 使用所述新状态作为所述当前搜索状态；以及f. 重复步骤(d)至(e)直到停止准则被满足。3. 如权利要求2的方法，其特征在于，至少两个进程搜索所述搜索空间。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于a. 所述搜索空间内的所述至少一个基准搜索状态对所述搜索空间内搜索的每 个进程相同；以及b. 为了将所述搜索空间划分为多个区域，用于在所述搜索空间中搜索的每个 进程的所述至少一个距离约束被选择。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，至少两个区域至少部分重叠。6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，至少两个区域不相重叠。7. 如权利要求3所述的方法，其特征在于a.至少一个距离约束对在所述搜索空间中搜索的至少一个进程与对在所述搜 索空间中搜索的其它进程不同。8. 如权利要求3所述的方法，其特征在于a.在所述搜索空间内的至少一个基准搜索状态对在所述搜索空间中搜索的至 少一个进程与对在所述搜索空间中搜索的其它进程不同。9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，为了将所述搜索空间划分为多个 区域，用于在所述搜索空间中搜索的每个进程的所述至少一个距离约束被选择。10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，至少两个区域至少部分重叠。11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，至少两个区域不相重叠。12. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，至少两个进程各自执行如权利 要求2的方法，并且其中所述至少两个进程中的至少一个进一步地将其至少一个基 准搜索状态与所述至少两个进程中的至少另一个进程的基准搜索状态进行交换。13. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述搜索空间中搜索的每个迸程a. 识别它自己的至少一个基准搜索状态；b. 识别它自己的至少一个距离约束；以及C.其中在所述搜索空间中搜索的每个进程进一步地执行一种方法，包括i. 将包含其至少一个基准状态的信息与所述至少两个迸程中的至少一个 进程的信息进行交换；ii. 执行权...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y哈玛迪，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]