Використання моделі акторів для реалізації розподілених генетичних алгоритмів

Abstract

Досліджено можливості застосування моделі акторів як засобу проектування та аналізу розподілених програмних систем з високою завантаженістю. Основну увагу приділено використанню моделі акторів для реалізації паралельного розподіленого гене-тичного алгоритму. Здійснено огляд різноманітних моделей паралельних розподілених генетичних алгоритмів, окреслено їхні переваги та недоліки. Для концепції "господар-робітники" запропоновано адаптацію її синхронного та асинхронного варіантів до моделі акторів. Засобами фреймворку Akka створено розподілену систему — кластер акторів. У середовищі кластера описано розгортання застосунка, який демонструє вико-ристання пропонованої адаптації концепції "господар-робітники" для розв’язання задачі пошуку найкращої стратегії поведінки робота у штучному середовищі.

Исследована возможность применения модели акторов в качестве средства проектирования и анализа высоконагруженных распределенных программных систем. Основное внимание уделено использованию модели актеров для реализации параллельного распределенного генетического алгоритма. Сделан обзор различных моделей параллельных распределенных генетических алгоритмов, очерчены их преимущества и недостатки. Для концепции «хозяин-рабочие» предложено применение ее синхронного и асинхронного вариантов к модели актеров. Средствами фреймворка Akka создана распределенная система — кластер актеров. В среде кластера описано развертывание применения, которое демонстрирует использование предложенной адаптации концепции «хозяин-работник» для решения задачи поиска наилучшей стратегии поведения робота в искусственной среде

The article presents an application of the actor model for the high load systems development and analysis. The main attention is dedicated to the usage of actors for an implementation of the distributed genetic algorithms. Different models of parallel distributed genetic algorithms, such as Master-Slave, coarse-grained, and fine-grained genetic algorithms, were investigated in regards to their strong and weak points. Synchronous and asynchronous variants of the Master-Slave approach were adapted to the actor model. With the power of Akka framework, a distributed system — cluster of actors – has been successfully created. Finally, the deployment into the cluster environment of a real program is described which demonstrates the usage of the proposed adaptation of Master-Slave approach for the task of finding robot’s best behavior strategy inside an artificial environment.