====== Domácí úloha 2: Evoluční algoritmus pro řešení úloh s omezeními ======

Cílem této domácí úlohy je implementovat a porovnat dva přístupy pro řešení optimalizačních úloh s omezeními pomocí evolučních algoritmů. V rámci této úlohy zhodnotíte úsilí, které jste vložili do implementace algoritmů na předchozích dvou cvičeních. 

===== Minimální požadavky =====

Porovnejte metody implementované na předchozích cvičeních na již známých problémech optimalizace reálných funkcí se spojitými parametry, g06, g08, g11 a g24, viz minulé cvičení.

**První přístup** využívá metodu //Stochastic Ranking// pro uspořádání a porovnání jedinců v populaci. V ideálním případě byste evoluční algoritmus s metodou //Stochastic Ranking// již měli mít naimplementovaný.

**Druhý přístup** je založený na tom, že se úloha s omezeními převede na dvoukriteriální úlohu, ve které vystupují tato kritéria:
   * původní optimalizovaná účelová funkce,
   * součet velikostí porušení jednotlivých omezení. 
Tento přístup budete realizovat pomocí vícekriteriálního evolučního algoritmu NSGA-II, který byste také již měli mít naimplementovaný.


===== Úkoly nad minimální požadavky =====

==== Multikriteriální přístup s více kritérii ====
Zahrňte do porovnání ještě jeden přístup využívající multikriteriální EA:
  * První kritérium nechť je původní účelová funkce.
  * Další kritéria ať jsou tvořena velikostí porušení jednotlivých omezení.


==== Vizualizace dosažených řešení ====

Implementujte funkci, jak si graficky znázornit dosažená řešení vzhledem ke známému optimálnímu řešení a k daným oblastem přípustných a nepřípustných řešení.


==== Porovnání zadaných metod na složitějším problému ====

Porovnejte metody alespoň na jednom problému s více než 3 proměnnými a více než 3 omezeními. Nabízí se např. g04, g05, g09 a g21.


==== NSGA-II s upraveným turnajovým operátorem ====

Implementujte binární turnajový operátor pro algoritmus NSGA-II, který zohledňuje přípustná/nepřípustná řešení, viz **přednáška, slajd 32: NSGA-II: Constraint Handling Approach**. Porovnejte NSGA-II s tímto upraveným turnajovým operátorem se zadanými dvěma přístupy.

==== Jiná metoda práce s omezeními ====
Implementujte, popiště a zahrňte do porovnání nějakou další metodu pro práci s omezeními, kromě těch, které jsme již zmínili.

==== Dvoj nebo multikriteriální EA jiný než NSGA-II ====
Implementujte jiný typ MOEA než NSGA-II a použijte ho ve dvoj nebo multikriteriálním přístupu pro práci s omezeními místo NSGA-II. Algoritmus popište a zahrňte do porovnání.
===== Hodnocení =====

Podobně jako u první domácí úlohy i teď bude nutné splnit jisté minimální požadavky, jejichž splněním si zajistíte minimální potřebný počet bodů. Každé další vylepšení vám přinese body navíc, až do maximálního počtu 10 bodů.


==== Splnění minimálních požadavků ====

Abychom tuto úlohu považovali za splněnou, musíte
  * implementovat oba přístupy
  * porovnat oba přístupy na daných problémech
  * stručně a adekvátně tyto algoritmy a výsledky popsat v reportu. 


==== Co odevzdat ====

DO BRUTE do úlohy **DU2** Budete odevzdávat ZIP archiv obsahující
  * **zdrojové kódy** vaší implementace,
  * **README** soubor, kde popíšete, jak a co zkompilovat a jak a co spustit, pokud chci získat výsledky algoritmu A na instanci B,
  * stručný **report** s popisem řešení (viz níže).  
Součástí hodnocení může být předvedení funkčnosti implementace na některém cvičení. Pokud jste si pro implementaci vybrali jiný jazyk než Python, Javu, nebo C/C++, bude předvedení funkčnosti povinné. 

Očekávaný obsah reportu:
  * Adekvátní popis (nikoli výpis zdrojového kódu) algoritmů a použitých operátorů.
  * Popis nastavení experimentu (jak jste porovnávané algoritmy nastavili, kolik prostředků/času/generací/ohodnocení jste jim na optimalizaci dali, kolik opakovaných pokusů jste dělali, apod.).
  * Smysluplné porovnání algoritmů v tabulkové a grafické formě.
  * Upozornění na příp. nedostatky použité experimentální procedury.
  * Explicitní seznam věcí realizovaných nad rámec minimálních požadavků s odkazy na místa ve vašich kódech, kde jejich implementaci nalezneme, a návrh jejich bodového hodnocení. 


==== Bodování ====

Za úlohu můžete získat maximálně 10 bodů.

^ Bodů ^ Za co |
| 6 | Za splnění minimálních požadavků. |
| +1 | Za implementaci multikriteriálního (nikoli jen 2kriteriáního) přístupu. |
| +1 | Vizualizace dosažených řešení |
| +1 | Porovnání zadaných metod na složitějším problému |
| +1 | NSGA-II s upraveným turnajovým operátorem |
| +1 | Za porovnání s dalším přístupem pro práci s omezeními. |
| +2 | Za porovnání s dalším přístupem využívající jiný multikriteriální EA. |