40、多智能体通信与并行计算优化研究

多智能体通信与并行计算优化研究

1. 引言

在分布式计算中，多智能体系统的全对全通信（All-to-All Communication，A2A）是一项常见任务。多个在元胞自动机网格中移动的智能体，初始时各自拥有互斥的部分信息，当它们在局部相遇时可以分发这些信息，任务成功的标志是所有智能体都收集到完整信息。研究的目标有两个：一是为方形网格（S-grid “S”）和三角网格（T-grid “T”）找到可靠的智能体；二是比较不同密度智能体在 S 和 T 网格中的通信时间。

2. 网格拓扑结构

• 方形网格（S-grid） ：由 N = 2n × 2n 个节点组成，节点按 XY 正交坐标系标记。每个节点 (x, y) 与四个邻居 (x±1, y)、(x, y ±1) 相连（加法模 2n），形成 4 价环面，其链路数为 2N。
• 三角网格（T-grid） ：在方形网格基础上，增加了 (x−1, y−1)、(x+1, y+1) 两条对角线连接，形成 6 价环面，链路数为 3N。

这两种网络都具有可扩展性，一个大小为 n 的网络可以由四个大小为 n - 1 的块构建而成。它们的对偶蜂窝分别是 {4, 4} 方形平铺和 {6, 3} 蜂窝状结构。基本路由方案在 S 网格中由曼哈顿距离驱动，在 T 网格中由“六边形”距离驱动。

网格类型	链路数	直径公式	平均距离公式