AMPL - AMPL

AMPL

Парадигма	Мультипарадигма : декларативная , императивная
Разработано	Роберт Фурер Дэвид Гей Брайан Керниган Bell Labs
Разработчик	AMPL Optimization, Inc.
Впервые появился	1985 ; 36 лет назад ( 1985 )
Стабильный выпуск	20210906/6 сентября 2021 г . ; 35 дней назад ( 2021-09-06 )
Операционные системы	Кроссплатформенность : Linux , macOS , Solaris , AIX , Windows.
Лицензия	Собственная (переводчик), бесплатная и с открытым исходным кодом (AMPL Solver Library)
Расширения имени файла	.mod, .dat, .run
Веб-сайт	www .ampl .com
Под влиянием
AWK , C
Под влиянием
Pyomo

AMPL (язык математического программирования ) - это язык алгебраического моделирования, предназначенный для описания и решения задач высокой сложности для крупномасштабных математических вычислений (например, задач крупномасштабной оптимизации и планирования ). Его разработали Роберт Фурер , Дэвид Гей и Брайан Керниган из Bell Laboratories . AMPL поддерживает десятки решателей , как с открытым исходным кодом, так и с коммерческим программным обеспечением , включая CBC, CPLEX , FortMP , Gurobi , MINOS , IPOPT , SNOPT , KNITRO и LGO. Проблемы передаются решателям в виде файлов nl . AMPL используется более чем 100 корпоративными клиентами, а также государственными учреждениями и академическими учреждениями.

Одним из преимуществ AMPL является сходство его синтаксиса с математической записью задач оптимизации . Это позволяет дать очень краткое и удобочитаемое определение проблем в области оптимизации . Многие современные решатели, доступные на сервере NEOS (ранее размещенном в Аргоннской национальной лаборатории , а в настоящее время размещенном в Университете Висконсина, Мэдисон ), принимают входные данные AMPL. Согласно статистике NEOS, AMPL - самый популярный формат для представления задач математического программирования.

Функции

AMPL представляет собой сочетание декларативного и императивного стилей программирования. Формулирование моделей оптимизации происходит с помощью элементов декларативного языка, таких как множества, скалярные и многомерные параметры, переменные решения, цели и ограничения , которые позволяют кратко описать большинство проблем в области математической оптимизации.

Процедуры и операторы потока управления доступны в AMPL для

• обмен данными с внешними источниками данных, такими как электронные таблицы , базы данных , XML и текстовые файлы
• задачи предварительной и постобработки данных вокруг моделей оптимизации
• построение гибридных алгоритмов для типов задач, для которых отсутствуют прямые эффективные решатели.

Для поддержки повторного использования и упрощения построения крупномасштабных задач оптимизации AMPL позволяет разделить модель и данные.

AMPL поддерживает широкий спектр типов проблем, среди которых:

• Линейное программирование
• Квадратичное программирование
• Нелинейное программирование
• Смешанное целочисленное программирование
• Смешанно-целочисленное квадратичное программирование с выпуклыми квадратичными ограничениями или без них
• Смешано-целочисленное нелинейное программирование
• Программирование конуса второго порядка
• Глобальная оптимизация
• Задачи полуопределенного программирования с билинейными матричными неравенствами
• Проблемы теории дополнительности (MPEC) в дискретных или непрерывных переменных
• Ограниченное программирование

AMPL вызывает решатель в отдельном процессе, который имеет следующие преимущества:

• Пользователь может в любой момент прервать процесс решения
• Ошибки решателя не влияют на интерпретатор
• 32-разрядная версия AMPL может использоваться с 64-разрядным решателем и наоборот.

Взаимодействие с решателем осуществляется через четко определенный интерфейс nl .

Доступность

Статистика ввода NEOS за январь 2011 г.

AMPL доступен для многих популярных 32- и 64-разрядных операционных систем, включая Linux , macOS , Solaris , AIX и Windows . Переводчик представляет собой проприетарное программное обеспечение, поддерживаемое AMPL Optimization LLC. Однако существует несколько онлайн-сервисов, предоставляющих бесплатные средства моделирования и решения с использованием AMPL. Также доступны бесплатная студенческая версия с ограниченной функциональностью и бесплатная полнофункциональная версия для академических курсов.

AMPL можно использовать из Microsoft Excel через надстройку SolverStudio Excel.

Библиотека решателя AMPL (ASL), которая позволяет читать файлы nl и обеспечивает автоматическое различение, является открытым исходным кодом. Он используется во многих решателях для реализации соединения AMPL.

История статуса

В этой таблице представлены важные шаги в истории AMPL.

Образец модели

Проблема транспортировки от Джорджа Данцига используется для предоставления образца модели AMPL. Эта задача позволяет найти график отгрузки с наименьшими затратами, который соответствует требованиям на рынках и поставкам на заводах.

 set Plants;
 set Markets;

 # Capacity of plant p in cases
 param Capacity{p in Plants};

 # Demand at market m in cases
 param Demand{m in Markets};

 # Distance in thousands of miles
 param Distance{Plants, Markets};

 # Freight in dollars per case per thousand miles
 param Freight;

 # Transport cost in thousands of dollars per case
 param TransportCost{p in Plants, m in Markets} :=
     Freight * Distance[p, m] / 1000;

 # Shipment quantities in cases
 var shipment{Plants, Markets} >= 0;

 # Total transportation costs in thousands of dollars
 minimize cost:
     sum{p in Plants, m in Markets} TransportCost[p, m] * shipment[p, m];

 # Observe supply limit at plant p
 s.t. supply{p in Plants}: sum{m in Markets} shipment[p, m] <= Capacity[p];

 # Satisfy demand at market m
 s.t. demand{m in Markets}: sum{p in Plants} shipment[p, m] >= Demand[m];

 data;

 set Plants := seattle san-diego;
 set Markets := new-york chicago topeka;

 param Capacity :=
     seattle   350
     san-diego 600;

 param Demand :=
     new-york 325
     chicago  300
     topeka   275;

 param Distance : new-york chicago topeka :=
     seattle        2.5      1.7     1.8
     san-diego      2.5      1.8     1.4;

 param Freight := 90;

Решатели

Вот неполный список решателей, поддерживаемых AMPL:

Смотрите также

• sol (формат)
• GNU MathProg (ранее известный как GMPL) - это подмножество AMPL, поддерживаемое GNU Linear Programming Kit.

использованная литература

внешние ссылки

• Официальный веб-сайт
• Домашняя страница профессора Фурера в Северо-Западном университете