psomatrixcircuit.c

用于逻辑电路设计的PSO算法代码,代码简单明了

/********************************************************/
/*					CINVESTAV - IPN						*/
/*			Departamento de Ingener韆 El閏trica			*/
/*					Secci髇 Computaci髇					*/
/*														*/	
/*					Computacion Evolutiva				*/
/*														*/
/*					Erika Hernandez Luna				*/
/*			[e-mail]			*/
/*					 2 / agosto / 2003					*/
/*														*/
/*~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~*/
/* Archivo: psomatrixcircuit.c							*/
/*~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~*/
/* Descripci髇:											*/
/********************************************************/

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "psomatrixcircuit.h"
#include "matrixpso.h"
#include "circuitos.h"
#include "estadisticas.h"
#include "random.h"

/*Se carga los parametros de entrada y se realizan las corridas*/
int main(int argc, char *argv[])
{
	unsigned corr;

	/*unsigned testFile, numTestFile = 3, iniFile, finFile, testRep;
	char nameTestFile[12][sizeNameFile],nameFileAux[sizeNameFile];*/

	/*strcpy(nameTestFile[0],"D:\\PSOMatrixCircuit2003A\\circuitosDTA\\circuit1Bin1S.dta");
	strcpy(nameTestFile[1],"D:\\PSOMatrixCircuit2003A\\circuitosDTA\\circuit4VEGA1S.dta");
	strcpy(nameTestFile[2],"D:\\PSOMatrixCircuit2003A\\circuitosDTA\\circuit8VEGA1S.dta");
	strcpy(nameTestFile[3],"D:\\PSOMatrixCircuit2003A\\circuitosDTA\\circuitSasaoBin1S.dta");
	strcpy(nameTestFile[4],"D:\\PSOMatrixCircuit2003A\\circuitosDTA\\circuitCatherineVEGA1S.dta");
	strcpy(nameTestFile[5],"D:\\PSOMatrixCircuit2003A\\circuitosDTA\\circuitAdderBin3S.dta");
	strcpy(nameTestFile[6],"D:\\PSOMatrixCircuit2003A\\circuitosDTA\\circuitFddiVEGA5S.dta");
	strcpy(nameTestFile[7],"D:\\PSOMatrixCircuit2003A\\circuitosDTA\\circuitMultiplierBin4S.dta");*/
	
	/*strcpy(nameTestFile[ 0],"ieee_adder_2ip");
	strcpy(nameTestFile[ 1],"miller_2ip");
	strcpy(nameTestFile[ 2],"rnd4-0");
	strcpy(nameTestFile[ 3],"rnd4-1");
	strcpy(nameTestFile[ 4],"rnd4-2");
	strcpy(nameTestFile[ 5],"rnd4-3");
	strcpy(nameTestFile[ 6],"rnd4-4");
	strcpy(nameTestFile[ 7],"rnd4-5");
	strcpy(nameTestFile[ 8],"rnd4-6");
	strcpy(nameTestFile[ 9],"rnd4-7");
	strcpy(nameTestFile[10],"rnd4-8");
	strcpy(nameTestFile[11],"rnd4-9");
	switch(atoi(argv[1])){
		//Admin2003
		case 1:
			iniFile = 0;
			finFile = 3;
			break;
		//PCSandra
		case 2:
			iniFile = 3;
			finFile = 6;
			break;
		//PCGelus
		case 3:
			iniFile = 6;
			finFile = 8;
			break;
		//PCIsra
		case 4:
			iniFile = 8;
			finFile = 10;
			break;
		//PCJoan
		case 5:
			iniFile = 10;
			finFile = 12;
	}*/

	/*strcpy(nameTestFile[ 0],"planar_11");
	strcpy(nameTestFile[ 1],"rd53_2ip");
	strcpy(nameTestFile[ 2],"roth_2ip");
	iniFile = atoi(argv[1]);
	finFile = iniFile + 1;*/
		
	//for(testFile = iniFile; testFile < finFile/*numTestFile*/; testFile++){
	/*	for(testRep=0; testRep<3; testRep++){

			strcpy(nameFileAux, nameTestFile[testFile]);
			if(testRep==0) strcat(nameFileAux,"_B.dta");
			else if(testRep==1) strcat(nameFileAux,"_EA.dta");
			else strcat(nameFileAux,"_EB.dta");*/
	//if(cargaParametros(nameFileAux)){
		if(cargaParametros(argv[1])){		
				iniVariables();						/*Se inicializan las variables necesarias para el programa*/
				reservaMemoria();					/*Se reserva la memoria necesaria para el programa*/
				estEncGlobal(nfCorr);				/*Se genera el encabezado de la estadistica global*/
				for(corr=0; corr<nCorr; corr++){
					printf("\n\nCorrida %02d Iniciada\n",corr);
					iniEstadistica(&Corr);			/*Inicializa las variables de la estad韘tica global*/
					pSwarm(corr);					/*Algoritmo de PSO para dise駉 de circuitos*/
					estCorr(nfCorr,corr);			/*Genera las estad韘ticas de la corrida*/
					printf("\n\nCorrida %02d Terminada\n",corr);
				}
				liberaMemoria();					/*Se libera toda la memoria reservada*/
				return 1;
		}
		//}
	//}
	return 0;
}

/*Almacenan en la memoria los datos obtenidos del archivo de entrada*/
unsigned cargaParametros(char *finput)
{
	FILE *input = fopen(finput,"r");

	if(!input){
		printf("\nHa ocurrido un error al tratar de cargar el archivo de datos '%s'\n", finput);
		return 0; 
	}

	strcpy(nfEntrada,finput);							/*Nombre del archivo de entrada*/
	cargaTT(input);										/*Coloca los datos de la tabla de verdad en variables*/
	tPob =				(unsigned)leeNumero(input);		/*Tama駉 de la poblacion*/ 
	nGen =				(unsigned)leeNumero(input);		/*Numero maximo de generaciones*/
	nCorr =				(unsigned)leeNumero(input);		/*Numero maximo de corridas*/
	tVec =				(unsigned)leeNumero(input);		/*Tama駉 del vecinario*/
	phi1 =				leeNumero(input);				/*Constante de aceleracion 1, phi1*/
	phi2 =				leeNumero(input);				/*Constante de aceleracion 2, phi2*/
	vMax =				leeNumero(input);				/*Constante del sistema Vmax*/			
	pMut =				leeNumero(input)/100;			/*Porcentaje de mutaci髇*/
	representacion =	(unsigned)leeNumero(input);		/*Representaci髇 Binaria=2, Entera A = 1, Entera B = 0*/
	//representacion = 2;
	numGates =			(unsigned)leeNumero(input);		/*Numero de compuertas disponibles en el programa*/
	cardinalidad =		(unsigned)leeNumero(input);		/*Cardinalidad para los n鷐eros aleatorios de cada variables*/
	numReng =			(unsigned)leeNumero(input);		/*Numero de renglones en la matriz del circuito*/
	numCols =			(unsigned)leeNumero(input);		/*Numero de columnas en la matriz del circuito*/
	leeCadena(input,nfGen);								/*Estadisticas detalladas por Generaci髇*/
	leeCadena(input,nfCorr);							/*Estadisticas detalladas por Corrida*/
	strcat(nfCorr,".csv");
	fclose(input);

	/*Imprime los datos referentes a la tabla de verdad*/
	imprimeTT();
	/*Imprime los datos recibidos*/
	imprimeParametros();			
	return 1;
}

/*Imprime en pantalla los parametros de entrada al programa recibidos en el archivo*/
void imprimeParametros(void)
{
	printf("\n           Tama駉 de la poblacion: %d",      tPob);
	printf("\n           Numero de generaciones: %d",      nGen);
	printf("\n               Numero de corridas: %d",      nCorr);
	printf("\n            Tama駉 del vecindario: %d",      tVec);
	printf("\n           Parametro phi1 del PSO: %.2f",    phi1);
	printf("\n           Parametro phi2 del PSO: %.2f",    phi2);
	printf("\n           Parametro vmax del PSO: %.2f",    vMax);
	printf("\n           Porcentaje de mutacion: %.2f",    pMut*100);
	printf("\n                   Representacion: %s",      representacion == BINARIA ? "Binaria" : representacion == ENTERAA ? "Entera A" : "Entero B");
	printf("\n Numero de compuertas disponibles: %d",	   numGates);
	printf("\n                     Cardinalidad: %d",	   cardinalidad);
	printf("\n Numero de Renglones de la matriz: %d",	   numReng);
	printf("\n  Numero de Columnas de la matriz: %d",	   numCols);
	printf("\nArchivo de resultados por corrida: %sX.csv", nfGen);
	printf("\n   Archivo de resultados globales: %s\n\n",  nfCorr);
}

/*Inicializa las variables necesarias para el programa*/
void iniVariables(void)
{
	/*El tam del vecindario debe ser menor o igual al tam de la poblacion*/
	if(tVec > tPob) tVec = tPob;			
	
	/*El tama駉 de la matriz que esta representando al circuito*/
	tMat = numCols*numReng;

	/*Inicializa el rangos de las variables del cromosoma de la particula*/
	iniLimites();
}

/*Inicializa el rangos de las variables del cromosoma de la particula*/
void iniLimites(void)
{
	unsigned i;

	/*Hay tantas variables como elementos tenga la matriz de compuertas y cada una
	  de esas variables, tiene 3 variables a su vez, para codificar la entrada1 a la
	  compuerta, la entrada2 a la compuerta y por ultimo el tipo de compuerta.*/
	nVar = numReng * numCols * 3; 
	lInf = memVarX;
	lSup = memVarX;

	/*Entrada1 + Entrada2 + Tipo*/
	for (i=0; i<nVar; i++){
		lInf[i]=0;
		lSup[i] = (i+1)%3 ? numReng-1 : numGates-1;
	}

	/*Calcula el numero de bits que ocupa cada variable en la representacion binaria*/
	if(representacion == BINARIA){
		bitVariable = memVarX;
		nAlelo = 0;
		for(i=0; i<nVar; i++){
			bitVariable[i] = (unsigned)ceil(log((fabs(lInf[i]) + fabs(lSup[i])) + 1) / log(2));
			nAlelo += bitVariable[i];
		}
	}
	else 
		nAlelo = nVar;
}

/*Reserva la memoria necesaria para las variables del programa*/
void reservaMemoria(void)
{
	unsigned i;

	poblacion = memPoblacion;			/*Poblacion regular*/
	bestSocialExp = memPoblacion;		/*Mejores experiencias sociales*/
	bestIndividualExp = memPoblacion;	/*Mejores experiencias individuales*/

	/*Reserva memoria para cada part韈ula de la poblacion*/
	for(i=0; i<tPob; i++){
		reservaMemoriaParticula(&poblacion[i],0);