!CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! ! This is an example call of MIDACO 6.0 ! ------------------------------------- ! ! MIDACO solves Multi-Objective Mixed-Integer Non-Linear Problems: ! ! ! Minimize F_1(X),... F_O(X) where X(1,...N-NI) is CONTINUOUS ! and X(N-NI+1,...N) is DISCRETE ! ! subject to G_j(X) = 0 (j=1,...ME) equality constraints ! G_j(X) >= 0 (j=ME+1,...M) inequality constraints ! ! and bounds XL <= X <= XU ! ! ! The problem statement of this example is given below. You can use ! this example as template to run your own problem. To do so: Replace ! the objective functions 'F' (and in case the constraints 'G') given ! here with your own problem and follow the below instruction steps. ! !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC MAIN PROGRAM CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC PROGRAM MAIN IMPLICIT NONE INCLUDE 'mpif.h' !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! Dimensions of the optimization problem INTEGER O, N, NI, M, ME ! Lower and upper bounds ('XL' & 'XU') and optimization variable 'X' DOUBLE PRECISION XL(1000), XU(1000), X(1000) ! Objectives 'F(X)' and constraints 'G(X)' DOUBLE PRECISION F(10), G(1000) ! MIDACO information and stop flags INTEGER IFLAG, ISTOP ! MIDACO parameter DOUBLE PRECISION PARAM(13) ! MIDACO integer 'IW' and real'RW' workspace and pareto front 'PF' INTEGER LIW, LRW, LPF PARAMETER (LIW = 5000, LRW = 20000, LPF = 20000) INTEGER IW(LIW) DOUBLE PRECISION RW(LRW),PF(LPF) ! Parameter for stopping criteria, printing and license INTEGER MAXTIME, MAXEVAL, PRINTEVAL, SAVE2FILE, I CHARACTER*60 KEY !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! Arrays for parallelization (Increase allocation, if necessary) INTEGER C,P,IERR,THREAD,NTHREADS,STATUS(MPI_STATUS_SIZE) DOUBLE PRECISION XXX(10000), FFF(10000), GGG(10000) DOUBLE PRECISION dx(100000),df(100000),dg(100000) DOUBLE PRECISION ex(100000),ef(100000),eg(100000) !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC CALL MPI_INIT( IERR ) CALL MPI_COMM_RANK( MPI_COMM_WORLD, THREAD, IERR ) CALL MPI_COMM_SIZE( MPI_COMM_WORLD, NTHREADS, IERR ) !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC KEY='MIDACO_LIMITED_VERSION___[CREATIVE_COMMONS_BY-NC-ND_LICENSE]' !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CC Step 1: Problem definition CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! ! Step 1.A : Problem dimensions ! CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC O = 1 ! Number of objectives N = 4 ! Number of variables (in total) NI = 2 ! Number of integer variables (0 <= NI <= N) M = 3 ! Number of constraints (in total) ME = 1 ! Number of equality constraints (0 <= ME <= M) ! ! Step 1.B : Lower and upper bounds: 'XL' and 'XU' ! CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC DO I = 1,N XL(I) = 1.0D0 XU(I) = 4.0D0 ENDDO ! ! Step 1.C : Starting point 'X' ! CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC DO I = 1,N X(I) = XL(I) ! Here for example: starting point = lower bounds ENDDO !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CC Step 2: Choose stopping criteria and printing options CCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! ! Step 2.A : Stopping criteria ! CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC MAXEVAL = 10000 ! Maximum evaluation budget (e.g. 1000000) MAXTIME = 60*60*24 ! Maximum time limit (e.g. 60*60*24 = 1 Day) ! ! Step 2.B : Printing options ! CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC PRINTEVAL = 1000 ! Print-Frequency for current best solution (e.g. 1000) SAVE2FILE = 1 ! Save SCREEN and SOLUTION to TXT-files [0=NO/1=YES] !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CC Step 3: Choose MIDACO parameters (FOR ADVANCED USERS) CCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC PARAM( 1) = 0.0D0 ! ACCURACY PARAM( 2) = 0.0D0 ! SEED PARAM( 3) = 0.0D0 ! FSTOP PARAM( 4) = 0.0D0 ! ALGOSTOP PARAM( 5) = 0.0D0 ! EVALSTOP PARAM( 6) = 0.0D0 ! FOCUS PARAM( 7) = 0.0D0 ! ANTS PARAM( 8) = 0.0D0 ! KERNEL PARAM( 9) = 0.0D0 ! ORACLE PARAM(10) = 0.0D0 ! PARETOMAX PARAM(11) = 0.0D0 ! EPSILON PARAM(12) = 0.0D0 ! BALANCE PARAM(13) = 0.0D0 ! CHARACTER !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CC Step 4: Choose Parallelization Factor CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC P = NTHREADS ! NTHREADS argument given automatically via command: ! "mpirun -np NTHREADS ./run" !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCC Start MPI Thread Splitting CCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC IF (THREAD .EQ. 0) THEN !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC MPI Master MIDACO CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! Copy starting point X in parallel array XXX DO C = 1,P DO I = 1,N XXX((C-1)*N+I) = X(I) ENDDO ENDDO !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! ! Call MIDACO by Reverse Communication ! !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! Print MIDACO headline with basic information CALL MIDACO_PRINT(1,PRINTEVAL,SAVE2FILE,IFLAG,ISTOP,F,G,X,XL, & XU,O,N,NI,M,ME,RW,PF,MAXEVAL,MAXTIME,PARAM,P,0,KEY) DO WHILE(ISTOP.EQ.0) !~~~Start~of~reverse~communication~loop ! Store variables X in dummy dx and send to MPI slave DO C = 2, P DO I = 1,N dx(I) = XXX((C-1)*N+I) ENDDO CALL MPI_SEND(dx,N,MPI_DOUBLE_PRECISION,C-1,1, & MPI_COMM_WORLD,ierr) ENDDO ! Perform one evaluation on Master CALL PROBLEM_FUNCTION( FFF, GGG , XXX ) ! Collect results F & G DO C = 2, P CALL MPI_RECV(df,O,MPI_DOUBLE_PRECISION,C-1,2, & MPI_COMM_WORLD,status,ierr) CALL MPI_RECV(dg,M,MPI_DOUBLE_PRECISION,C-1,3, & MPI_COMM_WORLD,status,ierr) ! Get F and G out of dummys df and dg DO I = 1,O FFF((C-1)*O+I) = df(I) ENDDO DO I = 1,M GGG((C-1)*M+I) = dg(I) ENDDO ENDDO ! Call MIDACO CALL MIDACO(P,O,N,NI,M,ME,XXX,FFF,GGG,XL,XU,IFLAG, & ISTOP,PARAM,RW,LRW,IW,LIW,PF,LPF,KEY) ! Call MIDACO printing routine CALL MIDACO_PRINT(2,PRINTEVAL,SAVE2FILE,IFLAG,ISTOP,FFF,GGG,XXX, & XL,XU,O,N,NI,M,ME,RW,PF,MAXEVAL,MAXTIME,PARAM,P,0,KEY) DO C = 2, P CALL MPI_SEND(ISTOP,1,MPI_INTEGER,C-1,4,MPI_COMM_WORLD,ierr) ENDDO ENDDO !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~End~of~reverse~communication~loop !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC MPI Evaluation Slave CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ELSEIF (THREAD .GT. 0) THEN ISTOP = 0 DO WHILE(ISTOP.LE.0) CALL MPI_RECV(EX,N,MPI_DOUBLE_PRECISION,0,1, & MPI_COMM_WORLD,STATUS,IERR) CALL PROBLEM_FUNCTION( EF, EG , EX ) CALL MPI_SEND(EF,O,MPI_DOUBLE_PRECISION,0,2, & MPI_COMM_WORLD,IERR) CALL MPI_SEND(EG,M,MPI_DOUBLE_PRECISION,0,3, & MPI_COMM_WORLD,IERR) CALL MPI_RECV(ISTOP,1,MPI_INTEGER,0,4, & MPI_COMM_WORLD,STATUS,IERR) ENDDO ENDIF !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC IF(ISTOP.GE.1) CALL MPI_FINALIZE(IERR) !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! PRINT*," Solution F(1) = ", FFF(1) ! PRINT*," Solution G(1) = ", GGG(1) ! PRINT*," Solution X(1) = ", XXX(1) !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC END !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC END OF MAIN CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC OPTIMIZATION PROBLEM CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC SUBROUTINE PROBLEM_FUNCTION(F,G,X) !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC IMPLICIT NONE !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC DOUBLE PRECISION F(*),G(*),X(*) !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC DOUBLE PRECISION DUMMY !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! Objective functions F(X) F(1) = (X(1)-1.0D0)**2 & + (X(2)-2.0D0)**2 & + (X(3)-3.0D0)**2 & + (X(4)-4.0D0)**2 & + 1.23456789D0 ! Equality constraints G(X) = 0 MUST COME FIRST in G(1:ME) G(1) = X(1) - 1.0D0 ! Inequality constraints G(X) >= 0 MUST COME SECOND in G(ME+1:M) G(2) = X(2) - 1.333333333D0 G(3) = X(3) - 2.666666666D0 ! CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ! Dummy calculation to simulate cpu-time intensive F(X) calculation ! CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC DUMMY = 0.01D0 DO WHILE ( DUMMY .GT. 1.0D-8 ) DUMMY = DUMMY - (1.0D-8*X(1)) ENDDO F(1) = F(1) + DUMMY END !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC END OF FILE CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC !CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC