<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">donstu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2687-1653</issn><publisher><publisher-name>Don State Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.23947/1992-5980-2017-17-3-137-144</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">donstu-174</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>INFORMATION TECHNOLOGY, COMPUTER SCIENCE AND MANAGEMENT</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Efficiency comparison of exact and approximate algorithms for solving set covering problem</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Сравнение эффективности работы точных и приближенных алгоритмов для решения задачи о покрытии множества</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Коновалов</surname><given-names>Игорь Сергеевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Konovalov</surname><given-names>Igor S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">xigorx92@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Остапенко</surname><given-names>Сергей Сергеевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ostapenko</surname><given-names>Sergey S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">cj-x@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кобак</surname><given-names>Валерий Григорьевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kobak</surname><given-names>Valery G.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">valera33305@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Донской государственный технический университет<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Don State Technical University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>26</day><month>02</month><year>2018</year></pub-date><volume>17</volume><issue>3</issue><fpage>137</fpage><lpage>144</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Konovalov I.S., Ostapenko S.S., Kobak V.G., 2017</copyright-statement><copyright-year>2017</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Коновалов И.С., Остапенко С.С., Кобак В.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Konovalov I.S., Ostapenko S.S., Kobak V.G.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/174">https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/174</self-uri><abstract><p>Introduction. A quite general class of practical tasks is guided by the set covering problem: schedules building, layout of service stations, and creation of electronic circuits. It defines relevance of searching methods to improve the solution efficiency of this task. Materials and Methods. Techniques of the set covering problem solution by exact and approximate algorithms are considered. The genetic algorithm is used as the approximate method, and the branch and bounds algorithm - as the exact method. Research Results. The genetic algorithm in all its modifications on time response characteristics has shown predictability and stability in all series of experiments. The branch and bounds method was applied to the set covering task, and it has shown exact results. Discussion and Conclusions . The conducted research shows that for small sets, it is expedient to use the branch and bounds method which has demonstrated fast runtime with an assured exact result. For large sets, it is recommended to use the genetic algorithm which guarantees receiving a result with a negligible error where the execution time shift is stable and predictable.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Введение. Множество практических задач опирается на задачу покрытия множеств: построение расписаний, расположение пунктов обслуживания, построение электронных схем. Это определяет актуальность поиска способов повышения эффективности решения данной задачи. Материалы и методы. Рассматриваются методы решения задачи о покрытии множества точным и приближенным алгоритмами. В качестве приближенного метода используется генетический алгоритм, в качестве точного - метод ветвей и границ. Результаты исследования. Генетический алгоритм во всех своих модификациях по временным характеристикам показал предсказуемость и стабильность во всех сериях экспериментов. Метод ветвей и границ был применен к задаче покрытия множеств и показал точные результаты. Обсуждение и заключения. Проведенные исследования показали, что для множеств небольших размеров целесообразно использовать метод ветвей и границ, который продемонстрировал быстрое время выполнения при гарантированно точном результате. Для множеств больших размеров рекомендуется использовать генетический алгоритм, который гарантирует результат с незначительной погрешностью, причем изменение времени его работы стабильно и предсказуемо.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>Задача покрытия множества</kwd><kwd>генетический алгоритм</kwd><kwd>модель Голдберга</kwd><kwd>алгоритм полного перебора</kwd><kwd>метод ветвей и границ</kwd><kwd>алгоритм Алексеева</kwd><kwd>set covering problem</kwd><kwd>genetic algorithm</kwd><kwd>Goldberg model</kwd><kwd>exhaustive algorithm</kwd><kwd>branch-and-bound method</kwd><kwd>Alekseev algorithm</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коновалов, И. С. Сравнительный анализ работы жадного алгоритма Хватала и модифицированной модели Голдберга при решении взвешенной задачи нахождения минимального покрытия множеств / И. С. Коновалов, В. А. Фатхи, В. Г. Кобак // Труды СКФ МТУСИ. - Ростов-на-Дону: ПЦ «Университет» СКФ МТУСИ, 2015 - С. 366-371.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Konovalov, I.S., Fatkhi, V.A., Kobak, V.G. Sravnitel'nyy analiz raboty zhadnogo algoritma Khvatala i modifitsirovannoy modeli Goldberga pri reshenii vzveshennoy  zadachi nakhozhdeniya minimal'nogo pokrytiya mnozhestv. [Comparative analysis of  work of Chvatal greedy algorithm and modified Goldberg model under solving the  problem on determining minimal set covering.] Trudy SKF MTUSI. Rostov-on-Don: PTs  «Universitet» SKF MTUSI, 2015, pp. 366–371 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коновалов, И. С. Стратегия элитизма модифицированной модели Голдберга генетического алгоритма при решении задачи покрытия множеств / И. С. Коновалов, В. А. Фатхи, В. Г. Кобак // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2016. - №4. - С. 50-56.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Konovalov, I.S., Fatkhi, V.A., Kobak, V.G. Strategiya elitizma modifitsirovannoy modeli Goldberga geneticheskogo algoritma pri reshenii zadachi pokrytiya mnozhestv.  [Elitism strategy of modified Goldberg model of genetic algorithm in solving the set  covering problem.] Herald of Computer and Information Technologies, 2016, no. 4, pp.  50–56 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коновалов, И. С. Применение генетического алгоритма для решения задачи покрытия множеств / И. С. Коновалов, В. А. Фатхи, В. Г. Кобак // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2016. - № 3. - С. 125-132.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Konovalov, I.S., Fatkhi, V.A., Kobak, V.G. Primenenie geneticheskogo algoritma dlya resheniya zadachi pokrytiya mnozhestv. [Application of genetic algorithm for  the set-covering problem solution.] Vestnik of DSTU, 2016, no. 3pp. 125–132 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Еремеев, А. В. Генетический алгоритм для задачи о покрытии / А. В. Еремеев // Дискретный анализ и исследование операций. - 2000. - Т. 7, № 1. - С. 47-60.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eremeev, A.V. Geneticheskiy algoritm dlya zadachi o pokrytii. [A genetic algorithm for the covering problem.] Discrete Analysis and Operations Research, 2000, ser. 2, vol. 7, no. 1, pp. 47–60 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Еремеев, А. В. Задача о покрытии множества: сложность, алгоритмы, экспериментальные исследования / А. В. Еремеев, Л. А. Заозерская, А. А. Колоколов // Дискретный анализ и исследование операций. - 2000. - Т. 7, № 2. - С. 22-47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eremeev, A.V., Zaozerskaya, L.A., Kolokolov, A.A. Zadacha o pokrytii mnozhestva: slozhnost', algoritmy, eksperimental'nye issledovaniya. [The set covering problem:  complexity, algorithms, and experimental investigations.] Discrete Analysis and Operations Research, 2000, ser.2, vol. 7, no. 2, pp. 22–47 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Holland, J. H. Adaptation in Natural and Artificial Systems. - The University of Michigan Press, 1975. - P. 245.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Holland, J.H. Adaptation in Natural and Artificial Systems. The University of Michigan Press, 1975, p. 245.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Goldberg, D. E. Genetic algorithms in search, optimization and machine learning. Reading, MA: Addison-Wesley, 1989. - P. 432.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Goldberg, D.E. Genetic algorithms in search, optimization and machine learning. Reading, MA: Addison-Wesley, 1989, p. 432.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Батищев, Д. И. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач / Д. И. Батищев. - Воронеж : изд-во Воронеж. гос. техн. ун-та, 1995. - 121 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Batishchev, D.I. Geneticheskie algoritmy resheniya ekstremal'nykh zadach. [Genetic algorithms for solving extremal problems.] Voronezh: izd-vo Voronezh. gos. tekhn. un-ta, 1995, 121 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гладков, Л. А. Генетические алгоритмы / Л. А. Гладков, В. В. Курейчик, В. М. Курейчик. - Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 368 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gladkov, L.A., Kureychik, V.V., Kureychik, V.M. Geneticheskie algoritmy. [Gtnetic algorithms.] Moscow: FIZMATLIT, 2010, 368 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алексеев, О. Г. Некоторые алгоритмы решения задачи о покрытии и их экспериментальное исследование на ЭВМ / О. Г. Алексеев, В. Ф. Григорьев // Журнал вычислительной математики и математической физики. - 1984. - Т. 24, №10. - С. 1565-1570.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alekseev, O.G., Grigoryev, V.F. Nekotorye algoritmy resheniya zadachi o pokrytii i ikh eksperimental'noe issledovanie na EVM. [Some algorithms for solving the  covering problem and their experimental computed study.] Computational Mathematics and Mathematical Physics, 1984, vol. 24, no. 10, pp. 1565–1570 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
