علوم مهارتی و خلاقیت

علوم مهارتی و خلاقیت

موازی سازی الگوریتم بهینه سازی روباه پرنده با استفاده از معماری CUDA در MATLAB

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
2 گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
10.48301/jssc.2025.499468.1034
چکیده
الگوریتم بهینه‌سازی روباه پرنده یک روش فراابتکاری الهام‌گرفته از رفتار جست‌وجو و حرکت روباه‌های پرنده است. این موجودات که نوعی خفاش هستند، با پرواز میان درختان و جست‌وجوی منابع غذایی، الگوی مناسبی برای طراحی یک الگوریتم کارآمد ارائه می‌دهند. در این پژوهش هدف اصلی، توسعه و ارزیابی عملکرد این الگوریتم در محیط MATLAB و با بهره‌گیری از معماری CUDA است تا امکان استفاده از پردازش موازی و توان محاسباتی GPU فراهم شود. برای این منظور، نسخه پیشنهادی الگوریتم پیاده‌سازی شده و سرعت اجرا و بهره‌وری آن با نسخه سریال مقایسه شده است.نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که اجرای موازی الگوریتم روی GPU با افزایش جمعیت روباه‌ها زمان اجرا را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و نسبت به اجرای سریال بیش از 314 برابر سریع‌تر عمل می‌کند. این بهبود چشمگیر عمدتاً به دلیل اجرای هم‌زمان بلاک‌ها و استفاده بهینه از توان محاسباتی GPU است. یافته‌ها بیانگر آن است که نسخه موازی‌شده این الگوریتم در مقایسه با روش‌های سنتی کارایی بالاتری دارد و می‌تواند در حل مسائل پیچیده علمی و مهندسی، از جمله شبیه‌سازی‌های عددی، پردازش داده‌های حجیم و مدل‌سازی‌های بلادرنگ، بسیار مؤثر باشد. بنابراین، استفاده از معماری CUDA می‌تواند نقش مهمی در افزایش سرعت و کیفیت محاسبات فراابتکاری ایفا کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Parallelization of the Flying Fox Optimization Algorithm Using CUDA Architecture in MATLAB

نویسندگان English

Farnaz Hoseini 1
Masume Kheyri 2
1 Department of Computer Engineering, National University of Skills (NUS), Tehran, Iran
2 The Coach, Department of Computer Engineering, National University of Skills (NUS), Tehran, Iran.
چکیده English

The Flying Fox Optimization Algorithm is a metaheuristic method inspired by the foraging and movement behavior of flying foxes. These creatures, a type of bat, provide a suitable model for designing an efficient algorithm through their flight between trees and search for food resources. In this study, the main objective is to develop and evaluate the performance of this algorithm in the MATLAB environment while leveraging CUDA architecture to enable parallel processing and GPU computational power. For this purpose, a proposed version of the algorithm was implemented, and its execution speed and efficiency were compared with the serial version. Simulation results indicate that parallel execution of the algorithm on the GPU significantly reduces execution time, performing over 314 times faster than the serial implementation. This remarkable improvement is primarily due to the simultaneous execution of blocks and optimal utilization of GPU computational resources. The findings suggest that the parallelized version of this algorithm demonstrates higher efficiency compared to traditional methods and can be highly effective in solving complex scientific and engineering problems, including numerical simulations, big data processing, and real-time modeling. Therefore, using CUDA architecture can play a crucial role in enhancing both the speed and quality of metaheuristic computations.

کلیدواژه‌ها English

Flying Fox Optimization Algorithm
Parallel Computing
CUDA Architecture
GPU Processing
Metaheuristic Algorithms MATLAB

  • تاریخ دریافت 27 دی 1403
  • تاریخ بازنگری 25 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 19 آذر 1404