AMPL (programmeringsspråk)

AMPL (förkortning för A Mathematical Programming Language) är ett högnivåspråk för algebraisk modellering och representation av storskaliga problem med hög komplexitet. AMPL utvecklades av Robert Fourer, David Gay och Brian Kernighan vid Bell Laboratories 1985 för att beskriva och lösa komplexa optimerings- och schemaläggningsproblem. Författarna till AMPL tilldelades Operations Research Society of America Prize 1993. AMPL löser inte problem direkt, utan anropar lämpliga externa "lösare" både med öppen källkod och kommersiella (CBC, CPLEX, FortMP, MINOS, IPOPT, SNOPT, KNITRO och LGO). Problem överförs till lösare i form av nl-filer. AMPL används av över 200 företagskunder samt statliga myndigheter och akademiska institutioner. En av fördelarna med AMPL är likheten mellan dess syntax och den matematiska notationen av optimeringsproblem. Detta möjliggör en mycket kortfattad och lättläst definition av ett optimeringsproblem. Många moderna lösare tillgängliga på NEOS-servern (tidigare värd på Argonne National Laboratory, nu värd vid University of Wisconsin, Madison University of Wisconsin, Madison[3]) accepterar AMPL-indata. Enligt NEOS statistik är AMPL det mest populära formatet för att presentera matematiska programmeringsproblem.

Funktioner

AMPL kombinerar deklarativa och imperativa programmeringsstilar . Optimeringsmodeller formuleras med hjälp av delar av ett deklarativt språk: uppsättningar, skalära och flerdimensionella parametrar, beslutsvariabler, objektiva funktioner och begränsningar, som gör det möjligt att kortfattat beskriva de flesta problem inom området matematisk optimering. De procedurer och operatörer som finns tillgängliga i AMPL tillåter dig att: - utbyta data med externa datakällor såsom kalkylblad, databaser, XML, CSV och textfiler; - Utföra för- och efterbearbetning av optimeringsmodelldata; - Distribuera hybridalgoritmer för att lösa typer av problem för vilka det inte finns några direkta effektiva lösare; - Separat modell och data, vilket avsevärt förenklar återanvändningen av modeller och lösningar och förenklar konstruktionen av storskaliga optimeringsproblem;

AMPL stöder ett brett utbud av uppgiftstyper, inklusive:

• Linjär programmering
• Kvadratisk programmering
• Icke-linjär programmering
• Blandad heltalsprogrammering
• Kvadratisk programmering med blandat heltal med eller utan konvexa kvadratiska begränsningar
• Blandat heltals icke-linjär programmering
• Andra ordningens konprogrammering
• Global optimering
• Semidefinita programmeringsproblem med bilinjär matris ojämlikheter
• Komplementaritetsteoriproblem (MPEC) i diskreta eller kontinuerliga variabler
• Begränsad programmering [1]

• Användaren kan avbryta lösningsprocessen när som helst
• Lösningsfel påverkar inte tolken
• 32-bitarsversionen av AMPL kan användas med 64-bitarslösaren och vice versa.

Interaktion med lösaren sker genom ett väldefinierat gränssnitt nl .

Tillgänglighet

AMPL är tillgängligt för många populära 32-bitars och 64-bitars operativsystem , inklusive Linux , macOS , Solaris , AIX och Windows . [2] Translator är proprietär programvara som underhålls av AMPL Optimization LLC. Det finns dock flera onlinetjänster som tillhandahåller gratis modelleringsverktyg och lösningar med AMPL. [3] [4] En gratis studentversion med begränsad funktionalitet och en gratis fullfjädrad version för akademiska kurser är också tillgängliga. [5]

AMPL kan användas från Microsoft Excel via SolverStudio Excel-tillägget.

AMPL Solver-biblioteket (ASL), som låter dig läsa nl-filer och ger automatisk differentiering, är öppen källkod. Det används i många lösare för att implementera AMPL-anslutningen.

Historik

Denna tabell representerar viktiga milstolpar i AMPL:s historia.

Exempelmodell

Transportproblemet från George Dantzig används för att ge ett exempel på en AMPL-modell. Den här uppgiften hittar det billigaste fraktschemat som uppfyller marknadens och fabrikens leveranskrav. [fjorton]