3.4. Проектирование пользовательского интерфейса.

Требования задания

Цель работы – изучение современной технологии разработки диалоговых комплексов оптимизации, ориентированной на применение языков программирования C++, либо C#; модификация программы, разработанной в лабораторной работе 3.

Модифицированная программа должна обеспечивать:

• оптимизацию целевых функций с любым числом переменных;

• задание критерия останова (максимальное количество итераций и вырождение популяции с заданной точностью ) в диалоговом режиме;

• построение сводного графика зависимостей средней приспособленности по популяции и приспособленности лучшей особи от количества пройденных итераций.

Программа должна быть дружественной пользователю:

• содержать необходимые заставки и сообщения, характеризующие программу, используемый метод, характер выводимой информации, допущенную ошибку при вводе данных и т. д.;

• содержать блокировку ошибочных действий при вводе данных и обеспечивать простоту исправления ошибки;

• обеспечивать в демонстрационном режиме возможность выбора одной из нескольких (трех-пяти) тестовых функций и запуск на поиск решения.

При составлении программы предусмотреть:

• структурирование программы в соответствии с объектно-ориентированным подходом к разработке программного обеспечения;

• использование класса битовой цепочки для представления в программе операций для работы с хромосомами;

• возможность сравнения по качеству найденного решения двух способов кодирования хромосом – целочисленногои вещественного;

• выбор по требованию пользователя способа кодирования хромосом, возможность смены типа скрещивания. Также предусмотреть возможность опционального отключения дополнительных операторов (популяционного всплеска и уплотнения сетки);

• возможность задания величины разрыва поколений (процента элитных особей);

• сохранение журналов с подробным описанием хода решения и значениями ведущих переменных в текстовый файл.

Контрольные вопросы

1. Каким образом было реализовано целочисленное кодирование в классе битовой цепочки? Привести диаграмму класса в UML-нотации¹.

2. Привести общую диаграмму классов, предназначенных для функционирования генетического алгоритма, включая activity-диаграмму².

3. Какие, по Вашему мнению, преимущества дает объектно-ориентированный подход при разработке генетического алгоритма?

4. Каким образом организовано хранение цепочек хромосом? Является ли выбранный вариант достаточно быстрым и эффективным? Обоснуйте свой выбор, опираясь на тесты памяти во время работы генетического алгоритма.

Содержание отчета

1. Цель работы и требования задания.

2. Спецификация программы, раскрывающая смысл входных и выходных данных, основных переменных, функций и классов. Диаграммы каждого класса должны быть приведены согласно UML-нотации. Одна use-case диаграмма для описания самого алгоритма.

3. Текст программы с детальными комментариями ведущих операторов программы.

4. Описание интерфейса пользователя программы.

5. Результаты сравнения двух способов кодирования – целочисленногои вещественного.

6. Сводные графики зависимостей средней приспособленности по популяции и приспособленности лучшей особи от количества пройденных итераций.

7. Результаты сравнения работы программы с результатами работы MathCAD или надстройки «Поиск решения» в MSExcel (на выбор).

8. Ответы на контрольные вопросы.

9. Выводы по работе.