Estratégias de exploração de vizinhança com GPU para problemas de otimização

Abstract

Problemas de otimização são de grande importância para diversos setores da indústria, desde o planejamento de produção até escoamento e transporte de produtos. Diversos problemas de interesse se enquadram na classe NP-Difícil, sendo desconhecidos algoritmos para resolvê-los de forma exata em tempo polinomial. Assim, estratégias heurísticas com capacidade de escapar de ótimos locais de baixa qualidade (meta-heurísticas) são geralmente empregadas. A busca local é, em geral, a etapa mais custosa, em termos de tempo computacional, do processo de uma meta-heurística. Desta forma torna-se muito importante fazer bom uso dos recursos nela utilizados. Esta dissertação estuda o emprego de múltiplas estratégias de vizinhança utilizadas paralelamente para explorar um espaço de vizinhança maior e com melhor aproveitamento dos recursos computacionais. O processamento paralelo das estratégias de vizinhança é implementado em nível de grão fino, através de processamento em GPU, e grão grosso, por meio de processamento multi core e processamento em rede, sendo os dois níveis combinados num ambiente heterogêneo, para arquiteturas von Neumann e Dataflow.