00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO- IC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Uma matheurística Construct, Merge, Solve & Adapt para o problema da cadeia de caracteres mais próxima
Autor(es): Oliveira, Emily Brito de
Primeiro Orientador: Pinheiro, Rian Gabriel Santos
metadata.dc.contributor.referee1: Nogueira, Bruno Costa e Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Barros, Bruno José da Silva
Resumo: O Problema da Cadeia de Caracteres Mais Próxima (PCCP) é um problema de otimização combinatória que busca determinar uma string que mais se aproxima de um conjunto de strings de mesma dimensão. O PCCP faz parte de um conjunto de diversos problemas de otimização que envolvem comparação de strings e que encontram aplicações na Biologia Molecular. Este trabalho propõe um algoritmo Self-Adaptive Construct, Merge, Solve & Adapt (Adapt-CMSA) utilizando mecanismos da meta-heurística Tabu Search para resolver o PCCP. O CMSA é uma matheurística que explora características do problema para gerar uma sub-instância reduzida a partir da instância original, aplicando, em seguida, um algoritmo exato para resolvê-la. A versão self-adaptive do CMSA incrementa o algoritmo com mecanismos de auto-adaptação de seus parâmetros, tornando-o menos sensível à sua configuração em diferentes instâncias. Resultados experimentais em instâncias artificiais e reais demonstram que a abordagem proposta apresenta um desempenho significativamente superior em relação aos métodos heurísticos recentes propostos na literatura. O valor ótimo é encontrado na maioria das instâncias e o gap médio é consideravelmente reduzido. Além disso, são realizadas análises estatísticas com objetivo de avaliar a importância dos componentes do algoritmo no seu bom desempenho.
Abstract: The Closest String Problem (CSP) is a combinatorial optimization problem that seeks to determine a string that best approximates a set of strings with the same length. The CSP is part of a set of optimization problems involving string comparison, with applications in Molecular Biology. This work proposes a Self-Adaptive Construct, Merge, Solve & Adapt (Adapt-CMSA) algorithm using mechanisms from Tabu Search metaheuristic to solve the CSP. CMSA is a matheuristic that explores the problem characteristics to generate a reduced sub-instance of the original problem instance, subsequently employing an exact solver for its resolution. The self-adaptive version of CMSA enhances the algorithm with mechanisms for automatic adaptation of its parameters, making it less sensitive to its configuration across different instances. Experimental results on artificial and real instances demonstrate that the proposed approach significantly outperforms recent heuristic methods proposed in the literature. The optimal value is found in the majority of instances, and the average gap is considerably reduced. Additionally, statistical analyses are conducted to assess the importance of the algorithm’s components in its good performance.
Palavras-chave: Meta-heurísticas
Problema da cadeia de caracteres mais próxima
Construct, Merge, Solve & Adapt
Busca tabu
Auto-adaptação
Metaheuristics
Matheuristics
Closest String Problem
CMSA
Tabu Search
Self-adaptation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Ciências da Computação - Bacharelado
Citação: OLIVEIRA, Emily Brito de. Uma matheurística Construct, Merge, Solve & Adapt para o problema da cadeia de caracteres mais próxima. 2024. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) – Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15041
Data do documento: 15-abr-2024
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