home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Collection of Internet / Collection of Internet.iso / faq / sci / linear_p < prev    next >
Text File  |  1994-04-02  |  58KB  |  1,078 lines

  1. Newsgroups: news.answers,sci.answers,sci.op-research
  2. Path: bloom-beacon.mit.edu!hookup!swrinde!ihnp4.ucsd.edu!network.ucsd.edu!sdcrsi!equalizer!timbuk.cray.com!walter.cray.com!jwg
  3. From: jwg@cray.com (John Gregory)
  4. Subject: Linear Programming FAQ
  5. Message-ID: <linear-programming-faq-1-765184464@cray.com>
  6. Followup-To: sci.op-research
  7. Summary: A List of Frequently Asked Questions about Linear Programming
  8. Originator: jwg@ceres
  9. Keywords: FAQ, LP, Linear Programming
  10. Lines: 1059
  11. Nntp-Posting-Host: ceres.cray.com
  12. Reply-To: jwg@cray.com (John Gregory)
  13. Organization: Cray Research, Inc., Eagan MN USA
  14. Date: 1 Apr 94 01:45:18 CST
  15. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  16. Expires: 05/03/94
  17. Xref: bloom-beacon.mit.edu news.answers:17240 sci.answers:1040 sci.op-research:940
  18.  
  19. Posted-By: auto-faq 2.4
  20. Archive-name: linear-programming-faq
  21. Last-modified: April 1, 1994
  22.  
  23.          Linear Programming - Frequently Asked Questions List
  24.                        (linear-programming-faq)
  25.           Posted monthly to Usenet newsgroup sci.op-research
  26.                  Most recent update: April 1, 1994
  27.  
  28. -----------------------------------------------------------------------
  29.  
  30. "The best way to get information on Usenet isn't to ask a question, but
  31.  to post the wrong information."  -- aahz@netcom.com
  32.  
  33. Q0.  "What's in this FAQ?"
  34.  
  35. A:  Table of Contents
  36.    Q1.  "What is Linear Programming?"
  37.    Q2.  "Where is there a good code to solve LP problems?"
  38.    Q3.  "Oh, and we also want to solve it as an integer program."
  39.    Q4.  "I wrote an optimization code.  Where are some test models?"
  40.    Q5.  "What is MPS format?"
  41.    Q6.  "Just a quick question..."
  42.    Q7.  "What references are there in this field?"
  43.    Q8.  "How do I access the Netlib server?"
  44.    Q9.  "Who maintains this FAQ list?"
  45.  
  46. See also the related FAQ on Nonlinear Programming (NLP).
  47.  
  48. -----------------------------------------------------------------------
  49.  
  50. Q1.  "What is Linear Programming?"
  51.  
  52. A:  A Linear Program (LP) is a problem that can be put into the form
  53.  
  54.     minimize   cx
  55.     subject to Ax  = b
  56.                 x >= 0
  57.  
  58. where x is the vector of variables to be solved for, A is a matrix of
  59. known coefficients, and c and b are vectors of known coefficients.  The
  60. expression "cx" is called the objective function, and the equations
  61. "Ax=b" are called the constraints.  All these entities must have
  62. consistent dimensions, of course, and you can add "transpose" symbols
  63. to taste.  The matrix A is generally not square, hence you don't solve
  64. an LP by just inverting A.  Usually A has more columns than rows, and
  65. Ax=b  is therefore under-determined, leaving great latitude in the
  66. choice of x with which to minimize cx.
  67.  
  68. LP problems are usually solved by a technique known as the Simplex
  69. Method, developed in the 1940's and after.  Briefly stated, this method
  70. works by taking a sequence of square submatrices of A and solving for
  71. x, in such a way that successive solutions always improve, until a
  72. point is reached where improvement is no longer possible.  A family of
  73. LP algorithms known as Interior Point (or Barrier) methods comes from
  74. nonlinear programming approaches proposed in 1958 and further developed
  75. in the late 80's.  These methods can be faster for many (but so far not
  76. all) large-scale problems.  Such methods are characterized by
  77. constructing a sequence of trial solutions that go through the interior
  78. of the solution space, in contrast to the Simplex Method which stays
  79. on the boundary and examines only the corners (vertices).  Large-scale
  80. LP codes, whatever the algorithm, invariably use general-structure
  81. sparse matrix techniques.
  82.  
  83. LP has a variety of uses, in such areas as petroleum, finance,
  84. forestry, transportation, and the military.
  85.  
  86. The word "Programming" is used here in the sense of "planning"; the
  87. necessary relationship to computer programming was incidental to the
  88. choice of name.  Hence the phrase "LP program" to refer to a piece of
  89. software is not a redundancy, although I tend to use the term "code"
  90. instead of "program" to avoid the possible ambiguity.
  91.  
  92. -----------------------------------------------------------------------
  93.  
  94. Q2.  "Where is there a good code to solve LP problems?"
  95.  
  96. A:  Nowadays, with good commercial software (i.e., code that you pay
  97. for), models with a few thousand constraints and several thousand
  98. variables can be tackled on a 386 PC.  Workstations can often handle
  99. models with variables in the tens of thousands, or even greater, and
  100. mainframes can go larger still.  Public domain (free) codes can be
  101. relied on to solve models of somewhat smaller dimension.  The choice of
  102. code can make more difference than the choice of computer hardware.
  103. It's hard to be specific about model sizes and speed, a priori, due to
  104. the wide variation in things like model structure and variation in
  105. factorizing the basis matrices; just because a given code has solved a
  106. model of a certain dimension, it may not be able to solve *all* models
  107. of the same size, or in the same amount of time.
  108.  
  109. There is a public domain code, written in C, called "lp_solve" that its
  110. author (Michel Berkelaar, email at  michel@es.ele.tue.nl ) says has
  111. solved models with up to 30,000 variables and 50,000 constraints.  The
  112. author requests that people retrieve it by anonymous FTP from
  113. "ftp.es.ele.tue.nl" (numerical address at last check: 131.155.20.126)
  114. in directory pub/lp_solve.  There is an older version to be found in
  115. the Usenet archives, but it contains bugs that have been fixed in the
  116. meantime, and hence is unsupported.  (As an editorial opinion, I must
  117. state that difficult models will give this code trouble.  It's not as
  118. good as a commercial code.  But for someone who isn't sure just what
  119. kind of LP code is needed, it represents a very reasonable first try,
  120. since it does solve non-trivial-sized models, and it is free.)  The
  121. author also made available a program that converts data files from
  122. MPS-format into lp_solve's own input format; it's in the same
  123. directory, in file mps2eq_0.1.tar.Z.
  124.  
  125. For academic users only, on a limited variety of platforms, there is
  126. available a free version of LOQO, a linear/quadratic program solver.
  127. Binary executables have been installed, for anonymous FTP at
  128. elib.zib-berlin.de  in /pub/opt-net/software/loqo/1.08, There are
  129. versions for workstations by IBM, Silicon Graphics, HP, and Sun.  The
  130. package includes a subroutine library (libloqo.a), an executable
  131. (loqo), the source for the main part of loqo (loqo.c), and associated
  132. documentation (loqo.dvi and *.eps).  The algorithm used is a one-phase
  133. primal-dual-symmetric interior-point method.  If you wish to purchase
  134. a commercial version, please contact Bob Vanderbei (rvdb@Princeton.EDU)
  135. for details.
  136.  
  137. The next several suggestions are for public-domain codes that are
  138. severely limited by the algorithm they use (tableau Simplex); they may
  139. be OK for models with (on the order of) 100 variables and constraints,
  140. but it's unlikely they will be satisfactory for larger models.  1) For
  141. DOS/PC users, there is an LP and Linear Goal Programming binary called
  142. "tslin", by anonymous FTP at garbo.uwasa.fi in directory /pc/ts (the
  143. current file name is tslin33b.zip, using ZIP compression), or else I
  144. suggest contacting Prof. Salmi at ts@uwasa.fi .  For North American
  145. users, the garbo server is mirrored on FTP site wuarchive.wustl.edu,
  146. in directory mirrors/garbo.uwasa.fi .  2) Also on the garbo server is a
  147. file called lp261.zip, having a descriptor of "Linear Programming
  148. Optimizer by ScanSoft".  It consists of PC binaries, and is evidently
  149. some sort of shareware (i.e., not strictly public domain).  3) There is
  150. an ACM TOMS routine for LP, #552, available from the netlib server, in
  151. directory /netlib/toms.  This routine was designed for fitting data to
  152. linear constraints using an L1 norm, but it uses a modification of the
  153. Simplex Method and could presumably be modified to satisfy LP purposes.
  154. 4) There are books that contain source code for the Simplex Method.
  155. See the section on references.  You should not expect such code to be
  156. robust.  In particular, you can check whether it uses a 2-dimensional
  157. array for the A-matrix; if so, it is surely using the tableau Simplex
  158. Method rather than sparse methods, and it will not be useful for large
  159. models.
  160.  
  161. For Macintosh users there is a package of unknown quality called LinPro
  162. that is available via various Gopher servers.  More details will be
  163. given here as they become available.
  164.  
  165. The following suggestions may represent a low-cost way of solving LP's
  166. if you already have certain software available to you.  1) Some
  167. spreadsheet programs have an embedded LP solver, or offer one as an
  168. installable option.  2) A package called QSB (Quantitative Systems for
  169. Business, from Prentice-Hall publishers) has an LP module among its
  170. routines.  3) If you have access to a commercial math library, such as
  171. IMSL or NAG, you may be able to use an LP routine from there.
  172. 4) Mathematical systems MATLAB (The Math Works, Inc., (508) 653-1415,
  173. see comment in the NLP FAQ) and MAPLE (reference?) also have LP
  174. solvers; an interface from MATLAB to lp_solve is available from Jeff
  175. Kantor (Jeffrey.Kantor@nd.edu), and there's also a Simplex code written
  176. in the MATLAB language, available from the netlib server, file
  177. netlib/matlab/optimization/simplex1.m.Z.  (There's a Usenet newsgroup
  178. on MATLAB: comp.soft-sys.matlab.)  If speed matters to you, then
  179. according to a Usenet posting by Pascal Koiran (koiran@ens-lyon.fr), on
  180. randomly generated LP models, MATLAB was an order of magnitude faster
  181. than MAPLE on a 200x20 problem but an order of magnitude slower than
  182. lp_solve on a 50x100 problem.  (I don't intend to get into benchmarking
  183. in this document, but I mention these results just to explain why I
  184. choose to focus mostly on special purpose LP software.)
  185.  
  186. If your models prove to be too difficult for free or add-on software to
  187. handle, then you may have to consider acquiring a commercial LP code.
  188. Dozens of such codes are on the market.  There are many considerations
  189. in selecting an LP code.  Speed is important, but LP is complex enough
  190. that different codes go faster on different models; you won't find a
  191. "Consumer Reports" article to say with certainty which code is THE
  192. fastest.  I usually suggest getting benchmark results for your
  193. particular type of model if speed is paramount to you.  Benchmarking
  194. can also help determine whether a given code has sufficient numerical
  195. stability for your kind of models.
  196.  
  197. Other questions you should answer: Can you use a stand-alone code, or
  198. do you need a code that can be used as a callable library, or do you
  199. require source code?  Do you want the flexibility of a code that runs
  200. on many platforms and/or operating systems, or do you want code that's
  201. tuned to your particular hardware architecture (in which case your
  202. hardware vendor may have suggestions)?  Is the choice of algorithm
  203. (Simplex, Interior Point) important to you?  Do you need an interface
  204. to a spreadsheet code?  Is the purchase price an overriding concern?
  205. If you are at a university, is the software offered at an academic
  206. discount?  How much hotline support do you think you'll need?  There is
  207. usually a large difference in LP codes, in performance (speed,
  208. numerical stability, adaptability to computer architectures) and in
  209. features, as you climb the price scale.
  210.  
  211. At the end of this section is a *very* condensed version of a survey of
  212. LP software published in the June 1992 issue of "OR/MS Today", a joint
  213. publication of ORSA (Operations Research Society of America) and TIMS
  214. (The Institute of Management Science).  For further information I would
  215. suggest you read the full article.  It's likely that you can find a
  216. copy, either through a library, or by contacting a member of these two
  217. organizations (most universities have probably several members among
  218. the faculty and student body). This magazine also carries
  219. advertisements for many of these products, which may give you
  220. additional information to help make a decision.
  221.  
  222. In the table below, I give the name of the software and the phone
  223. number listed in the June 1992 survey.  Many of these companies have
  224. toll-free (800) numbers, but for the benefit of people outside the US
  225. I have listed an ordinary phone number where I know of it.  To keep the
  226. table short enough to fit here, I decided not to include postal
  227. addresses.  I have included, where I know of one, an email address
  228. (information not given in the June 1992 survey), and other information
  229. obtained from non-proprietary sources.  For some companies there may
  230. exist European or Asian contact points, but this is beyond the scope
  231. of this document.  Consult the full survey for more information on
  232. contacting vendors.
  233.  
  234. The first part of the table consists of software I deem to be LP
  235. solvers.  The second part is software that in some sense is a front end
  236. to the solvers (modeling software).  In some cases it becomes a hazy
  237. distinction, but I hope this arrangement of information turns out to be
  238. useful to the reader.
  239.  
  240. Under "H/W" is the minimum hardware said to be needed to run the code;
  241. generally I conceive of a hierarchy where PC's (and Macintoshes) are
  242. the least powerful, then workstations (WS) like Suns and RS-6000's, on
  243. up to supercomputers, so by the symbol "^" I mean "and up", namely that
  244. most commonly-encountered platforms are supported beyond the given
  245. minimum level.  The code PC2 means PC-286 and above, and PC3 means
  246. PC-386 and above.
  247.  
  248. Even more so than usual, I emphasize that you must use this information
  249. at your own risk.  I provide it as a convenience to those readers who
  250. have difficulty in locating the OR/MS Today survey.  I take no
  251. responsibility for errors either in the original article or by my act
  252. of copying it manually, though I will gladly correct any mistakes that
  253. are pointed out to me.
  254.  
  255. Key to Features:  S=Simplex    I=Interior-Point or Barrier
  256.                   Q=Quadratic  G=General-Nonlinear
  257.                   M=MIP        N=Network
  258.                   V=Visualization
  259. Solver
  260. Code Name    Feat. H/W        Phone        Email address
  261. ---------    ----- ---------- ------------ -------------
  262. AT&T KORBX   IQ    WS ^       908-949-8966
  263. Best Answer  S     Mac-Plus   510-943-7667
  264. CPLEX        SIMN  PC3 ^      702-831-7744 info@cplex.com
  265. Excel        SMG   PC/Mac     206-882-8080
  266. FortLP       SM    PC ^       708-971-2337
  267. HS/LP        SM    PC3/VAX    201-627-1424
  268. INCEPTA      SMV   PC3        416-896-0515
  269. LAMPS        SM    PC3 ^      413-584-1605 al@andltd.and.nl
  270. LINDO        SMQ   PC ^       312-871-2524 lindo@delphi.com
  271. LOQO         IQ    PC ^       609-258-0876 rvdb@princeton.edu
  272. LP88         S     PC         703-360-7600
  273. MathPro      SMV   PC2/WS     202-887-0296
  274. MILP88       SM    PC         703-360-7600
  275. MILP LO      SV    PC       (+361)149-7531
  276. MPS-III      SMNQ  PC3 ^      703-558-8701
  277. MSLP-PC      S     PC         604-361-9778
  278. OMP          SM    PC/VAX/WS  919-847-9997
  279. OSL          SIMNQ PC/WS/IBM  914-385-6034 randym@vnet.ibm.com
  280. PC-PROG      SMQ   PC         919-847-9997 Ge.vanGeldorp@lr.tudelft.nl
  281. SAS/OR       SMN   PC ^       919-677-8000
  282. SCICONIC     SM    PC3 ^   (+44)908-585858
  283. STORM        SMN   PC         216-464-1209
  284. TurboSimplex S     PC/Mac     703-351-5272
  285. What If      SMG   PC         800-447-2226
  286. XA           SM    PC ^       818-441-1565 sunsetsoft@aol.com
  287. XPRESS-MP    SM    PC3/Mac ^  202-887-0296 rcd@dashbh.demon.co.uk
  288.  
  289. Modeling
  290. Code Name          H/W        Phone        Email address
  291. ---------          ---------- ------------ -------------
  292. DATAFORM           PC3 ^      703-558-8701
  293. GAMS               PC2 ^      415-583-8840 gams@gams.com
  294. LINGO              PC ^       312-871-2524 lindo@delphi.com
  295. MIMI/LP            WS         908-464-8300
  296. MPL Sys.           PC         703-351-5272
  297. OMNI               PC3 ^      202-627-1424
  298. VMP                PC3/WS     301-622-0694
  299. What's Best!       PC/Mac/WS  800-441-2378 lindo@delphi.com
  300.  
  301. The author of the OR/MS Today survey, Ramesh Sharda, has updated and
  302. expanded it in 1993 into a larger report called "Linear and Discrete
  303. Optimization and Modeling Software: A Resource Handbook".  For
  304. information, contact Lionheart Publishing Inc., 2555 Cumberland
  305. Parkway, Suite 299, Atlanta, GA 30339. Phone: (404)-431-0867.  This
  306. book is fairly expensive, and geared toward users whose needs for LP
  307. software are considerable.  Another book that just became available in
  308. November 1993 is the "Optimization Software Guide," by Jorge More and
  309. Stephen Wright, from SIAM Books.  Call 1-800-447-7426 to order ($24.50,
  310. less ten percent if you are a SIAM member).  It contains references to
  311. 75 available software packages (not all of them just LP), and goes into
  312. more detail than is possible in this FAQ.
  313.  
  314. -----------------------------------------------------------------------
  315.  
  316. Q3.  "Oh, and we also want to solve it as an integer program.
  317.  
  318. A:  Integer LP models are ones where the answers must not take
  319. fractional values.  It may not be obvious that this is a VERY much
  320. harder problem than ordinary LP, but it is nonetheless true.  The
  321. buzzword is "NP-Completeness", the definition of which is beyond the
  322. scope of this document but means in essence that, in the worst case,
  323. the amount of time to solve a family of related problems goes up
  324. exponentially as the size of the problem grows, for all algorithms that
  325. solve such problems to a proven answer.
  326.  
  327. Integer models may be ones where only some of the variables are to be
  328. integer and others may be real-valued (termed "Mixed Integer LP" or
  329. MILP, or "Mixed Integer Programming" or MIP); or they may be ones where
  330. all the variables must be integral (termed "Integer LP" or ILP).  The
  331. class of ILP is often further subdivided into problems where the only
  332. legal values are {0,1} ("Binary" or "Zero-One" ILP), and general
  333. integer problems.  For the sake of generality, the Integer LP problem
  334. will be referred to here as MIP, since the other classes can be viewed
  335. as special cases of MIP.  MIP, in turn, is a particular member of the
  336. class of Discrete Optimization problems.
  337.  
  338. People are sometimes surprised to learn that MIP problems are solved
  339. using floating point arithmetic.  Although various algorithms for MIP
  340. have been studied, most if not all available general purpose large-
  341. scale MIP codes use a method called "Branch and Bound" to try to find
  342. an optimal solution.  Briefly stated, B&B solves MIP by solving a
  343. sequence of related LP models.  (As a point of interest, the Simplex
  344. Method currently retains an advantage over the newer Interior Point
  345. methods for solving these sequences of LP's.)  Good codes for MIP
  346. distinguish themselves more by solving shorter sequences of LP's, than
  347. by solving the individual LP's faster.  Even more so than with regular
  348. LP, a costly commercial code may prove its value to you if your MIP
  349. model is difficult.
  350.  
  351. You should be prepared to solve *far* smaller MIP models than the
  352. corresponding LP model, given a certain amount of time you wish to
  353. allow (unless you and your model happen to be very lucky). There exist
  354. models that are considered challenging, with a few dozen variables.
  355. Conversely, some models with tens of thousands of variables solve
  356. readily.  The best explanations of "why" usually seem to happen after
  357. the fact.  8v)  But a MIP model with hundreds of variables should
  358. always be approached, initially at least, with a certain amount of
  359. humility.
  360.  
  361. A major exception to this somewhat gloomy outlook is that there are
  362. certain models whose LP solution always turns out to be integer.  Best
  363. known of these is the so-called Network-Flow Problem.  Special cases of
  364. this problem are the Transportation Problem, the Assignment Problem,
  365. and the Shortest Path Problem.  The theory of unimodular matrices is
  366. fundamental here.  It turns out that these particular problems are best
  367. solved by specialized routines that take major shortcuts in the Simplex
  368. Method, and as a result are relatively quick-running even compared to
  369. ordinary LP.  Some commercial LP solvers include a network solver.  See
  370. [Kennington], which contains some source code for Netflo.  Netflo is
  371. available by anonymous FTP at dimacs.rutgers.edu, in directory
  372.     /pub/netflow/mincost/solver-1
  373. but I don't know the copyright situation (I always thought you had to
  374. buy the book to get the code).  Another text containing Fortran code is
  375. [Bertsekas], though I am unaware of any place that has the source code
  376. online.  There is an ACM TOMS routine, #548, that solves the Assignment
  377. problem using the Hungarian Method, available from the netlib server,
  378. in directory /netlib/toms.  An article in the ORSA Journal on Computing
  379. in 1991 by Kennington and Wang investigated the performance of some
  380. algorithms.
  381.  
  382. The public domain code "lp_solve", mentioned earlier, accepts MIP
  383. models, as do a large number of the commercial LP codes in the OR/MS
  384. Today survey (see section above).  I have seen mention made of
  385. algorithm 333 in the Collected Algorithms from CACM, though I'd be
  386. surprised if it was robust enough to solve large models.
  387.  
  388. In [Syslo] is code for 28 algorithms, most of which pertain to some
  389. aspect of Discrete Optimization.
  390.  
  391. There is a code called Omega that analyzes systems of linear equations
  392. in integer variables.  It does not solve optimization problems, except
  393. in the case that a model reduces completely, but its features could be
  394. useful in analyzing and reducing MIP models.  Have a look via anonymous
  395. FTP at ftp.cs.umd.edu:pub/omega (documentation is provided there), or
  396. contact Bill Pugh at pugh@cs.umd.edu.
  397.  
  398. Mustafa Akgul (AKGUL@TRBILUN.BITNET) at Bilkent University maintains an
  399. archive via anonymous FTP (firat.bcc.bilkent.edu.tr or 139.179.10.13).
  400. In addition to a copy of lp_solve (though I would recommend using the
  401. official source listed in the previous section), there is mip386.zip,
  402. which is a zip-compressed code for PC's.  He also has a couple of
  403. network codes and various other codes he has picked up.  All this is in
  404. directory pub/IEOR/Opt and its further subdirectories LP, PC, and
  405. Network.
  406.  
  407. The better commercial MIP codes have numerous parameters and options to
  408. give the user control over the solution strategy.  Most have the
  409. capability of stopping before an optimum is proved, printing the best
  410. answer obtained so far.  For many MIP models, stopping early is a
  411. practical necessity.  Fortunately, a solution that has been proved by
  412. the algorithm to be within, say, 1% of optimality often turns out to be
  413. the true optimum, and the bulk of the computation time is spent proving
  414. the optimality. For many modeling situations, a near-optimal solution
  415. is acceptable anyway.
  416.  
  417. Once one accepts that large MIP models are not typically solved to a
  418. proved optimal solution, that opens up a broad area of approximate
  419. methods, probabilistic methods and heuristics, as well as modifications
  420. to B&B.  See [Balas] which contains a useful heuristic for 0-1 MIP
  421. models.  See also the brief discussion of Genetic Algorithms and
  422. Simulated Annealing in the FAQ on Nonlinear Programming.
  423.  
  424. Whatever the solution method you choose, when trying to solve a
  425. difficult MIP model, it is usually crucial to understand the workings
  426. of the physical system (or whatever) you are modeling, and try to find
  427. some insight that will assist your chosen algorithm to work better.  A
  428. related observation is that the way you formulate your model can be as
  429. important as the actual choice of solver.  You should consider getting
  430. some assistance if this is your first time trying to solve a large
  431. (>100 integer variable) problem.
  432.  
  433. -----------------------------------------------------------------------
  434.  
  435. Q4.  "I wrote an optimization code.  Where are some test models?"
  436.  
  437. A:  If you want to try out your code on some real-world LP models,
  438. there is a very nice collection of small-to-medium-size ones (with a
  439. few that are rather large) on netlib, in directory lp/data.  The netlib
  440. LP files (after you uncompress them) are in a format called MPS, which
  441. is described in another section of this document.  Note that, when you
  442. receive a model, it may be compressed both with the Unix utility (use
  443. `uncompress` if the file name ends in .Z) AND with an LP-specific
  444. program (grab either emps.f or emps.c at the same time you download
  445. the model, then compile/run the program to reverse the compression).
  446.  
  447. Also on netlib is a collection of infeasible LP models, located in
  448. directory lp/infeas.
  449.  
  450. There is a collection of MIP models, housed at Rice University.  Send
  451. an email message containing "send catalog" to  softlib@rice.edu , to
  452. get started.  Or try anonymous FTP at softlib.cs.rice.edu, then
  453. "cd /pub/miplib".
  454.  
  455. There is a collection of network-flow codes and models at DIMACS
  456. (Rutgers University).  Use anonymous FTP at dimacs.rutgers.edu.  Start
  457. looking in /pub/netflow.  Another network generator is called NETGEN
  458. and is available on netlib (lp/generators).
  459.  
  460. The modeling language GAMS comes with about 150 test models, which you
  461. might be able to test your code with.
  462.  
  463. THere is a collection called MP-TESTDATA available at Konrad-Zuse-
  464. Zentrum fuer Informations-technik Berlin (ZIB).  Use anonymous FTP at
  465. ftp elib.zib-berlin.de, then do "cd pub/mp-testdata".  This directory
  466. contains various subdirectories, each of which has an index file
  467. containing further information.  Here is a brief summary:
  468.   assign:       Assignment problem
  469.      netg           - Instances generated by use of NETGEN
  470.      chrom-karyotyp - Automatic Chromosone Karyotyping
  471.      qaplib         - Quadratic assignment problems
  472.      qapgen         - Source code for quadratic assignment problem
  473.      spin-glass     - Dynamics of spin glass
  474.   cluster:      Clustering problem
  475.   lp:           Linear programming - link to NETLIB/LP/DATA
  476.   ip:           Integer and mixed integer programming
  477.      MIPLIB         - Rice University collection (see above)
  478.      bienst         - Single hard mixed integer programming problem
  479.      sac94-suite    - General 0/1 programming (Multiple Knapsack)
  480.   matching:     Matching problems in geometric format from DIMACS
  481.   maxflow:      Maximum flow problem
  482.   mincost:      Minimum cost flow and transportation problem
  483.      gte            - Problem instances from DIMACS
  484.      netg           - Instances generated by use of NETGEN program
  485.   set-parti:    Set partitioning problem
  486.   steiner-tree: Collection of Steiner tree problems
  487.   tsp:          Travelling salesman problem
  488.      TSPLIB         - "Travelling Salesman Problem Library"
  489.      passau         - Single TSP instance
  490.   vehicle-rout: (Capacitated) vehicle routing problem
  491.   generators:   Source codes for network flow and other problem
  492.         instance generating programs
  493.  
  494. John Beasley has posted information on his OR-Lib, which contains
  495. various optimization test problems.  Have a look in the Journal of the
  496. Operational Research Society, Volume 41, Number 11, Pages 1069-72.  Use
  497. anonymous FTP at mscmga.ms.ic.ac.uk [155.198.66.4], or send e-mail to
  498. umtsk99@vaxa.cc.imperial.ac.uk to get started.  Information about test
  499. problems for the problem areas listed below can be obtained by emailing
  500. o.rlibrary@ic.ac.uk with the email message being the file name for the
  501. problem areas you are interested in.
  502.  
  503.   Problem area                                  File name
  504.  
  505.   Assignment problem                            assigninfo
  506.   Crew scheduling                               cspinfo
  507.   Data envelopment analysis                     deainfo
  508.   Generalised assignment problem                gapinfo
  509.   Integer programming                           mipinfo
  510.   Linear programming                            lpinfo
  511.   Location:
  512.        capacitated warehouse location           capinfo
  513.        p-median                                 pmedinfo
  514.        uncapacitated warehouse location         uncapinfo
  515.   Multiple knapsack problem                     mknapinfo
  516.   Quadratic assignment problem                  qapinfo
  517.   Resource constrained shortest path            rcspinfo
  518.   Scheduling:
  519.        flow shop                                flowshopinfo
  520.        job shop                                 jobshopinfo
  521.        open shop                                openshopinfo
  522.   Set covering                                  scpinfo
  523.   Set partitioning                              sppinfo
  524.   Steiner:
  525.        Euclidean Steiner problem                esteininfo
  526.        Rectilinear Steiner problem              rsteininfo
  527.        Steiner problem in graphs                steininfo
  528.   Travelling salesman problem                   tspinfo
  529.   Two-dimensional cutting:
  530.        assortment problem                       assortinfo
  531.        constrained guillotine                   cgcutinfo
  532.        constrained non-guillotine               ngcutinfo
  533.        unconstrained guillotine                 gcutinfo
  534.   Vehicle routing:
  535.        fixed areas                              areainfo
  536.        fixed routes                             fixedinfo
  537.        period routing                           periodinfo
  538.        single period                            vrpfeasinfo
  539.  
  540. -----------------------------------------------------------------------
  541.  
  542. Q5.  "What is MPS format?"
  543.  
  544. A:  MPS format was named after an early IBM LP product and has emerged
  545. as a de facto standard ASCII medium among most of the commercial LP
  546. codes.  Essentially all commercial LP codes accept this format, but if
  547. you are using public domain software and have MPS files, you may need
  548. to write your own reader routine for this.  It's not too hard.  See
  549. also the comment regarding the lp_solve code, in another section of
  550. this document, for the availability of an MPS reader.
  551.  
  552. The main things to know about MPS format are that it is column oriented
  553. (as opposed to entering the model as equations), and everything
  554. (variables, rows, etc.) gets a name.  MPS format is described in more
  555. detail in [Murtagh].
  556.  
  557. MPS is an old format, so it is set up as though you were using punch
  558. cards, and is not free format. Fields start in column 1, 5, 15, 25, 40
  559. and 50.  Sections of an MPS file are marked by so-called header cards,
  560. which are distinguished by their starting in column 1.  Although it is
  561. typical to use upper-case throughout the file (like I said, MPS has
  562. long historical roots), many MPS-readers will accept mixed-case for
  563. anything except the header cards, and some allow mixed-case anywhere.
  564. The names that you choose for the individual entities (constraints or
  565. variables) are not important to the solver; you should pick names that
  566. are meaningful to you, or will be easy for a post-processing code to
  567. read.
  568.  
  569. Here is a little sample model written in MPS format (explained in more
  570. detail below):
  571.  
  572. NAME          TESTPROB
  573. ROWS
  574.  N  COST
  575.  L  LIM1
  576.  G  LIM2
  577.  E  MYEQN
  578. COLUMNS
  579.     XONE      COST                 1   LIM1                 1
  580.     XONE      LIM2                 1
  581.     YTWO      COST                 4   LIM1                 1
  582.     YTWO      MYEQN               -1
  583.     ZTHREE    COST                 9   LIM2                 1
  584.     ZTHREE    MYEQN                1
  585. RHS
  586.     RHS1      LIM1                 5   LIM2                10
  587.     RHS1      MYEQN                7
  588. BOUNDS
  589.  UP BND1      XONE                 4
  590.  LO BND1      YTWO                -1
  591.  UP BND1      YTWO                 1
  592. ENDATA
  593.  
  594. For comparison, here is the same model written out in an equation-
  595. oriented format:
  596.  
  597. Optimize
  598.  COST:    XONE + 4 YTWO + 9 ZTHREE
  599. Subject To
  600.  LIM1:    XONE + YTWO <= 5
  601.  LIM2:    XONE + ZTHREE >= 10
  602.  MYEQN:   - YTWO + ZTHREE  = 7
  603. Bounds
  604.  0 <= XONE <= 4
  605. -1 <= YTWO <= 1
  606. End
  607.  
  608. Strangely, there is nothing in MPS format that specifies the direction
  609. of optimization.  And there really is no standard "default" direction;
  610. some LP codes will maximize if you don't specify otherwise, others will
  611. minimize, and still others put safety first and have no default and
  612. require you to specify it somewhere in a control program or by a
  613. calling parameter.  If you have a model formulated for minimization
  614. and the code you are using insists on maximization (or vice versa), it
  615. may be easy to convert: just multiply all the coefficients in your
  616. objective function by (-1).  The optimal value of the objective
  617. function will then be the negative of the true value, but the values of
  618. the variables themselves will be correct.
  619.  
  620. The NAME card can have anything you want, starting in column 15.  The
  621. ROWS section defines the names of all the constraints; entries in
  622. column 2 or 3 are E for equality rows, L for less-than ( <= ) rows, G
  623. for greater-than ( >= ) rows, and N for non-constraining rows (the
  624. first of which would be interpreted as the objective function).  The
  625. order of the rows named in this section is unimportant.
  626.  
  627. The largest part of the file is in the COLUMNS section, which is the
  628. place where the entries of the A-matrix are put.  All entries for a
  629. given column must be placed consecutively, although within a column the
  630. order of the entries (rows) is irrelevant. Rows not mentioned for a
  631. column are implied to have a coefficient of zero.
  632.  
  633. The RHS section allows one or more right-hand-side vectors to be
  634. defined; most people don't bother having more than one.  In the above
  635. example, the name of the RHS vector is RHS1, and has non-zero values
  636. in all 3 of the constraint rows of the problem.  Rows not mentioned in
  637. an RHS vector would be assumed to have a right-hand-side of zero.
  638.  
  639. The optional BOUNDS section lets you put lower and upper bounds on
  640. individual variables (no * wild cards, unfortunately), instead of
  641. having to define extra rows in the matrix.  All the bounds that have
  642. a given name in column 5 are taken together as a set.  Variables not
  643. mentioned in a given BOUNDS set are taken to be non-negative (lower
  644. bound zero, no upper bound).  A bound of type UP means an upper bound
  645. is applied to the variable.  A bound of type LO means a lower bound is
  646. applied.  A bound type of FX ("fixed") means that the variable has
  647. upper and lower bounds equal to a single value.  A bound type of FR
  648. ("free") means the variable has neither lower nor upper bounds.
  649.  
  650. There is another optional section called RANGES that I won't go into
  651. here. The final card must be ENDATA, and yes, it is spelled funny.
  652.  
  653. -----------------------------------------------------------------------
  654.  
  655. Q6.  "Just a quick question..."
  656.  
  657. Q:  What is a matrix generator?
  658. A:  This is a code that creates input for an LP (or MIP, or NLP) code,
  659.     using a more natural input than MPS format.  There are no free
  660.     ones.  Matrix generators can be roughly broken into two classes,
  661.     column oriented ones, and equation oriented ones.  The former class
  662.     is older, and includes such commercial products as OMNI (Haverley
  663.     Systems) and DATAFORM (Ketron).  Big names in the latter class are
  664.     GAMS (Scientific Press), LINGO (LINDO Systems), and AMPL
  665.     (information is in netlib/opt on the netlib server, or send email
  666.     to 70742.555@compuserve.com).  These products have links to various
  667.     solvers (commercial and otherwise).
  668.  
  669. Q:  How do I diagnose an infeasible LP model?
  670. A:  A model is infeasible if the constraints are inconsistent, i.e., if
  671.     no feasible solution can be constructed.  It's often difficult to
  672.     track down a cause.  The cure may even be ambiguous: is it that
  673.     some demand was set too high, or a supply set too low?  A useful
  674.     technique is Goal Programming, one variant of which is to include
  675.     two explicit slack variables (positive and negative), with huge
  676.     cost coefficients, in each constraint.  The revised model is
  677.     guaranteed to have a solution, and you can look at which rows have
  678.     slacks that are included in the "optimal" solution.  By the way, I
  679.     recommend a Goal Programming philosophy even if you aren't having
  680.     trouble with feasibility; "come on, you could probably violate this
  681.     constraint for a price."  8v)  Another approach is Fourier-Motzkin
  682.     Elimination (article by Danztig and Eaves in the Journal of
  683.     Combinatorial Theory (A) 14, 288-297 (1973).  A software system
  684.     called ANALYZE was developed by Harvey Greenberg to provide
  685.     computer-assisted analysis, including rule-based intelligence;
  686.     for further information about this code, and a bibliography of more
  687.     than 400 references on the subject of model analysis, contact
  688.     Greenberg at HGREENBERG@cudnvr.denver.colorado.edu.  A system based
  689.     on the MINOS solver, called MINOS(IIS), available from John
  690.     Chinneck (chinneck@sce.carleton.ca), can also be used to identify
  691.     a so-called Irreducible Infeasible Subset.  As a final comment,
  692.     commercial codes sometimes have built-in features to help.
  693.  
  694. Q:  I want to know the specific constraints that contradict each other.
  695. A:  This may not be a well posed problem.  If by this you mean you want
  696.     to find the minimal set of constraints that should be removed to
  697.     restore feasibility, this can be modeled as an Integer LP (which
  698.     means, it's potentially a harder problem than the underlying LP
  699.     itself). Start with a Goal Programming approach as outlined above,
  700.     and introduce some 0-1 variables to turn the slacks off or on.
  701.     Then minimize on the sum of these 0-1 variables.  An article
  702.     covering another approach to this question is by Chinneck and
  703.     Dravnieks in the Spring 1991 ORSA Journal on Computing (vol 3,
  704.     number 2).
  705.  
  706. Q:  I just want to know whether or not a feasible solution *exists*.
  707. A:  From the standpoint of computational complexity, finding out if a
  708.     model has a feasible solution is essentially as hard as finding the
  709.     optimal LP solution, within a factor of 2 on average, in terms of
  710.     effort in the Simplex Method.  There are no shortcuts in general,
  711.     unless you know something useful about your model's structure
  712.     (e.g., if you are solving some form of a transportation problem,
  713.     you may be able to assure feasibility by checking that the sources
  714.     add up to at least as great a number as the sum of the
  715.     destinations).
  716.  
  717. Q:  I have an LP, except it's got several objective functions.
  718. A:  Fundamental to the class of Multiple Criteria models is that there
  719.     may no longer be the concept of a unique solution.  I am unaware of
  720.     any public domain code to approach such problems, though I have
  721.     seen a reference to MATLAB's Optimization Toolbox.  Approaches that
  722.     have worked are:
  723.     - Goal Programming (treat the objectives as constraints with costed
  724.       slacks), or, almost equivalently, form a composite function from
  725.       the given objective functions;
  726.     - Pareto preference analysis (essentially brute force examination
  727.       of all vertices);
  728.     - Put your objective functions in priority order, optimize on one
  729.       objective, then change it to a constraint fixed at the optimal
  730.       value (perhaps subject to a small tolerance), and repeat with the
  731.       next function.
  732.     There is a section on this whole topic in [Nemhauser].  {Hwang] has
  733.     also been recommended by a Usenet reader.  As a final piece of
  734.     advice, if you can cast your model in terms of physical realities,
  735.     or dollars and cents, sometimes the multiple objectives disappear!  8v)
  736.  
  737. Q:  I have an LP that has large almost-independent matrix blocks that
  738.     are linked by a few constraints.  Can I take advantage of this?
  739. A:  In theory, yes.  See section 6.2 in [Nemhauser] for a discussion of
  740.     Dantzig-Wolfe decomposition.  I am told that the commercial code
  741.     OSL has features to assist in doing this.  With any other code,
  742.     you'll have to create your own framework and then call the LP
  743.     solver to solve the subproblems.  The folklore is that generally
  744.     such schemes take a long time to converge so that they're slower
  745.     than just solving the model as a whole, although research
  746.     continues.  For now my advice, unless you are using OSL or your
  747.     model is so huge that a good solver can't fit it in memory, is to
  748.     not bother decomposing it.  It's probably more cost effective to
  749.     upgrade your solver, if the algorithm is limiting you, than to
  750.     invest your time; but I suppose that's an underlying theme in a lot
  751.     of my advice. 8v)
  752.  
  753. Q:  I need to find all integer points in a polytope.
  754. A:  There is no known way of doing this efficiently (i.e., with an
  755.     algorithm that grows only polynomially with the problem size).  For
  756.     small models, it may be practical to find your answer by complete
  757.     enumeration.  A related question is how to find all the vertices of
  758.     an LP.  [Schrijver], [Balinski], and [Mattheis] are said to discuss
  759.     this.  Two people working on another related question, that of
  760.     finding the extreme points of the convex hull of a finite number of
  761.     points, are Dick Helgason (helgason@seas.smu.edu) and Betty Hickman
  762.     (hickman@felix.unomaha.edu).
  763.  
  764. Q:  Are there any parallel LP codes?
  765. A:  IBM has announced a parallel Branch and Bound capability in their
  766.     package OSL, for use on clusters of workstations.  "This is real,
  767.     live commercial software, not a freebie. Contact
  768.     forrest@watson.ibm.com".  Jeffrey Horn (horn@cs.wisc.edu) recently
  769.     compiled a bibliography of papers relating to research on parallel
  770.     B&B.  There is an annotated bibliography of parallel methods in
  771.     Operations Research in general, in Vol 1 (1), 1989 of the ORSA
  772.     Journal on Computing, although by now it might be a little out of
  773.     date.  I'm not aware of any implementations (beyond the "toy"
  774.     level) of general sparse Simplex or interior-point solvers on
  775.     parallel machines.  If your particular model is a good candidate
  776.     for decomposition (see topic, above) then parallelism could be very
  777.     useful, but you'll have to implement it yourself.
  778.  
  779.     Here's what I say to people who write parallel LP solvers as class
  780.     projects:
  781.  
  782.     You are probably working with the tableau form of the Simplex
  783.     method.  This method works well for small models, but it is
  784.     inefficient for most real-world models because such models are
  785.     usually <1% dense.  Sparse matrix methods dominate here.  It may
  786.     well be true that you can get good parallel speedups with your
  787.     code, but I'd wager that by the time you get to problems with 1000
  788.     rows, any parallel-dense LP code will be slower than a single-
  789.     processor sparse code.  And, worse yet, I think it's generally
  790.     accepted that no one currently knows how to do a good parallel
  791.     sparse LP code.  I wouldn't be harping on this point, except that
  792.     most people's interest in parallelism is because of the promise of
  793.     scalability, in which case large-scale considerations are
  794.     important.  Writing even a single-processor large-scale LP code is
  795.     a multi-year project, realistically.  The point is, don't get too
  796.     enthralled by speedups in your code, unless there's something to
  797.     what you are doing that I haven't guessed.
  798.  
  799. Q:  What software is there for the Traveling Salesman Problem (TSP)?
  800. A:  TSP is a famously hard problem that has attracted many of the best
  801.     minds in the field.  Solving for a proved optimum is combinatorial
  802.     in nature; methods have been explored both to give proved optimal
  803.     solutions, and to give approximate but "good" solutions.  To my
  804.     knowledge, there aren't any commercial products to solve this
  805.     problem, nor are there any public domain codes available by
  806.     anonymous FTP.  For a bibliography, check the Integer Programming
  807.     section of [Nemhauser], particularly the references with the names
  808.     Groetschel and/or Padberg in them.  A good reference is [Lawler].
  809.     There are some heuristics for getting a "good" solution in the
  810.     article by Lin and Kernighan in Operations Research, Vol 21 (1973),
  811.     pp 498-516.  [Syslo] contains some algorithms and Pascal code.
  812.     Numerical Recipes [Press] contains code that uses Simulated
  813.     Annealing.  [Bentley] is said to contain a description of how to
  814.     write a TSP code.  Bob Craig of AT&T (kat3@uscbu.ih.att.com) has
  815.     software, for both exact solution and heuristics, that he is
  816.     willing to make available to those who request it.
  817.  
  818. Q:  What software is there for Stochastic Programming?
  819.  
  820. A:  [Thanks to Derek Holmes, dholmes@engin.umich.edu, for this text.]
  821.     Your success solving a stochastic program depends greatly on the
  822.     characteristics of your problem.  The two broad classes of
  823.     stochastic programming problems are recourse problems and chance-
  824.     constrained (or probabilistically constrained) problems.
  825.  
  826.     Recourse Problems are staged problems wherein one alteranates
  827.     decisions with realizations of stochastic data.  The objective is
  828.     to minimize total expected costs of all decisions.  The main
  829.     sources of code (not necessarily public domain) depend on how the
  830.     data is distributed and how many stages (decision points) are in
  831.     the problem.  For discretely distributed multistage problems, a
  832.     good package called MSLiP is available from Gus Gassman
  833.     (gassmann@ac.dal.ca, written up in Math. Prog. 47,407-423) Also,
  834.     for not huge discretely distributed problems, a deterministic
  835.     equivalent can be formed which can be solved with a standard
  836.     solver.  STOPGEN, available via anonymous FTP from this author is a
  837.     program which forms deterministic equiv.  MPS files from stopro
  838.     problems in standard format (Birge, et. al., COAL newsletter 17).
  839.     The most recent program for continuously distributed data is BRAIN,
  840.     by K. Frauendorfer (frauendorfer@sgcl1.unisg.ch, written up in
  841.     detail in the author's monograph ``Stochastic Two-Stage
  842.     Programming'', Lecture Notes in Economics & Math.  Systems #392
  843.     (Springer-Verlag).
  844.  
  845.     CCP problems are not usually staged, and have a constraint of the
  846.     form Pr( Ax <= b ) >= alpha.  The solvability of CCP problems
  847.     depends on the distribution of the data (A &/v b).  I don't know of
  848.     any public domain codes for CCP probs., but you can get an idea of
  849.     how to approach the problem by reading Chapter 5 by Prof.  A.
  850.     Prekopa (prekopa@cancer.rutgers.edu) Y. Ermoliev, and R. J-B. Wets,
  851.     eds., Numerical Techniques for Stochastic Optimization (Series in
  852.     Comp.  Math. 10, Springer-Verlag).
  853.  
  854.     Both Springer Verlag texts mentioned above are good introductory
  855.     references to Stochastic Programming.  This list of codes is far
  856.     from comprehensive, but should serve as a good starting point.
  857.  
  858. Q:  I need to do post-optimal analysis.
  859. A:  Many commercial LP codes have features to do this.  Also called
  860.     Ranging or Sensitivity Analysis, it gives information about how the
  861.     coefficients in the problem could change without affecting the
  862.     nature of the solution.  Most LP textbooks, such as [Nemhauser],
  863.     describe this.  Unfortunately, all this theory applies only to LP.
  864.  
  865.     For a MIP model with both integer and continuous variables, you
  866.     could get a limited amount of information by fixing the integer
  867.     variables at their optimal values, re-solving the model as an LP,
  868.     and doing standard post-optimal analyses on the remaining
  869.     continuous variables; but this tells you nothing about the integer
  870.     variables, which presumably are the ones of interest.  Another MIP
  871.     approach would be to choose the coefficients of your model that are
  872.     of the most interest, and generate "scenarios" using values within
  873.     a stated range created by a random number generator.  Perhaps five
  874.     or ten scenarios would be sufficient; you would solve each of them,
  875.     and by some means compare, contrast, or average the answers that
  876.     are obtained.  Noting patterns in the solutions, for instance, may
  877.     give you an idea of what solutions might be most stable.  A third
  878.     approach would be to consider a goal-programming formulation;
  879.     perhaps your desire to see post-optimal analysis is an indication
  880.     that some important aspect is missing from your model.
  881.  
  882. Q:  Some versions of the Simplex algorithm require as input a vertex.
  883.     Do all LP codes require a starting vertex?
  884. A:  No.  You just have to give an LP code the constraints and the
  885.     objective function, and it will construct the vertices for you.
  886.     Most codes go through a so-called two phase method, wherein the
  887.     code first looks for a feasible solution, and then works on getting
  888.     an optimal solution.  The first phase can begin anywhere, such as
  889.     with all the variables at zero (though commercial codes typically
  890.     have a so-called "crash" algorithm to pick a better starting
  891.     point).  So, no, you don't have to give a code a starting point.
  892.     On the other hand, it is not uncommon to do so, because it can
  893.     speed up the solution time tremendously.  Commercial codes usually
  894.     allow you to do this (they call it a "basis", though that's a loose
  895.     usage of a specific linear algebra concept); free codes generally
  896.     don't.  You'd normally want to bother with a starting basis only
  897.     when solving families of related and difficult LP's (i.e., in some
  898.     sort of production mode).
  899.  
  900. -----------------------------------------------------------------------
  901.  
  902. Q7.  "What references are there in this field?"
  903.  
  904. A:  What follows here is an idiosyncratic list, a few books that I like
  905. or have been recommended on the net.  I have *not* reviewed them all.
  906.  
  907. Regarding the common question of the choice of textbook for a college
  908. LP course, it's difficult to give a blanket answer because of the
  909. variety of topics that can be emphasized: brief overview of algorithms,
  910. deeper study of algorithms, theorems and proofs, complexity theory,
  911. efficient linear algebra, modeling techniques, solution analysis, and
  912. so on.  An unscientific poll of ORCS-L mailing list readers uncovered a
  913. consensus that [Chvatal] was in most ways pretty good, at least for an
  914. algorithmically oriented class.  For a class in modeling, a book about
  915. a commercial code (LINDO, AMPL, GAMS are suggested) would be useful,
  916. especially if the students are going to use such a code; and I have
  917. always had a fondness for [Williams].  I have marked with an arrow
  918. ("->") books that received positive mention in this poll (I included
  919. my own votes too  8v) ).
  920.  
  921. General reference
  922. -  Nemhauser, Rinnooy Kan, & Todd, eds, Optimization, North-Holland,
  923.    1989.  (Very broad-reaching, with large bibliography.  Good
  924.    reference; it's the place I tend to look first.  Expensive, and
  925.    tough reading for beginners.)
  926.  
  927. LP textbooks
  928. -> Bazaraa, Jarvis and Sherali.  Linear Programming and Network Flows.
  929.    (Grad level.)
  930. -> Chvatal, Linear Programming, Freeman, 1983.  (Undergrad or grad.)
  931. -> Daellenbach and Bell, A User's Guide to LP.  (Good for engineers,
  932.    but may be out of print.)
  933. -> Ecker & Kupferschmid, Introduction to Operations Research.
  934. -  Ignizio, J.P. & Cavalier, T.M., Linear Programming, Prentice Hall,
  935.    1994.  (Covers usual LP topics, plus interior point, multi-objective
  936.    and heuristic techniques.)
  937. -  Luenberger, Introduction to Linear and Nonlinear Programming,
  938.    Addison Wesley, 1984.  (Updated version of an old standby.)
  939. -> Murtagh, B., Advanced Linear Programming, McGraw-Hill, 1981.  (Good
  940.    one after you've read an introductory text.)
  941. -  Murty, K., Linear and Combinatorial Programming.
  942. -> Schrijver, A., Theory of Linear and Integer Programming, Wiley,
  943.    1986.  (Advanced)
  944. -> Taha, H., Operations Research: An Introduction, 1987.
  945. -> Thie, P.R., An Introduction to Linear Programming and Game Theory,
  946.    Wiley, 1988.
  947. -> Williams, H.P., Model Building in Mathematical Programming, Wiley
  948.    1993, 3rd edition.  (Little on algorithms, but excellent for
  949.    learning what makes a good model.)
  950.  
  951. Interior Point LP (popularly but imprecisely called "Karmarkar")
  952. (There is also a bibliography (with over 1300 entries!?!) obtainable by
  953. mailing to "netlib@ornl.gov" and saying "send intbib.bib from bib".)
  954. -  Arbel, Ami, Exploring Interior-Point Linear Programming, MIT Press,
  955.    1993.  Includes small-scale IBM PC software (binary only).
  956. -> Fang and Puthenpura, Linear Optimization and Extensions.  (Grad
  957.    level textbook, also contains some Simplex and Ellipsoid.  I heard
  958.    mixed opinions on this one.)
  959. -  Lustig, Marsten & Shanno, "Interior Point Methods for Linear
  960.    Programming: Computational State of the Art", ORSA Journal on
  961.    Computing, Vol. 6, No. 1, Winter 1994, pp. 1-14.  Followed by
  962.    commentary articles, and a rejoinder by the authors.
  963.  
  964. Documentation for commercial codes
  965. -> Brooke, Kendrick & Meeraus, GAMS: A Users' Guide, The Scientific
  966.    Press, 1988.
  967. -> Fourer, Gay & Kernighan, AMPL: A Modeling Language for Mathematical
  968.    Programming, The Scientific Press, 1992.
  969. -> Greenberg, H.J., Modeling by Object-Driven Linear Elemental
  970.    Relations: A User's Guide for MODLER, Kluwer Academic Publishers,
  971.    1993.
  972. -> Schrage, L., LINDO: An Optimization Modeling System, The Scientific
  973.    Press, 1991.
  974.  
  975. Books containing source code
  976.  
  977. -  Best and Ritter, Linear Programming: active set analysis and
  978.    computer programs, Prentice-Hall, 1985.
  979. -  Bertsekas, D.P., Linear Network Optimization: Algorithms and Codes,
  980.    MIT Press, 1991.
  981. -  Bunday and Garside, Linear Programming in Pascal, Edward Arnold
  982.    Publishers, 1987.
  983. -  Bunday, Linear Programming in Basic (presumably the same publisher).
  984. -  Kennington & Helgason, Algorithms for Network Programming, Wiley,
  985.    1980.  (A special case of LP; contains Fortran source code.)
  986. -  Press, Flannery, Teukolsky & Vetterling , Numerical Recipes,
  987.    Cambridge, 1986.    (Comment: use their LP code with care.)
  988. -  Syslo, Deo & Kowalik, Discrete Optimization Algorithms with Pascal
  989.    Programs, Prentice-Hall (1983).  (Contains code for 28 algorithms
  990.    such as Revised Simplex, MIP, networks.)
  991.  
  992. Other publications
  993. -  Ahuja, Magnanti & Orlin, Network Flows, Prentice Hall, 1993.
  994. -  Balas, E. and Martin, C., "Pivot And Complement: A Heuristic For 0-1
  995.    Programming Problems", Management Science, 1980, Vol 26, pp 86-96.
  996. -  Balinski, M.L., "An Algorithm for Finding all Vertices of Convex
  997.    Polyhedral Sets", SIAM J. 9, 1, 1961.
  998. -  Bentley, J.L., "Writing Efficient Programs," Prentice Hall, 1982.
  999. -  Bondy & Murty, Graph Theory with Applications.
  1000. -  Forsythe, Malcolm & Moler, Computer Methods for Mathematical
  1001.    Computations, Prentice-Hall.
  1002. -> Gill, Murray and Wright, Numerical Linear Algebra and Optimization,
  1003.    Addison-Wesley, 1991.
  1004. -  Greenberg, H.J., A Computer-Assisted Analysis System for
  1005.    Mathematical Programming Models and Solutions: A User's Guide for
  1006.    ANALYZE, Kluwer Academic Publishers, 1993.
  1007. -  Hwang & Yoon, Multiple Attribute Decision Making : Methods and
  1008.    Applications, Springer-Verlag, Lecture Notes #186.
  1009. -  Lawler, Lenstra, et al, The Traveling Salesman Problem, Wiley, 1985.
  1010. -  Mattheis and Rubin, "A Survey and Comparison of Methods for Finding
  1011.    All Vertices of Convex Polyhedral Sets", Mathematics of Operations
  1012.    Research, vol. 5 no. 2 1980, pp. 167-185.
  1013. -  Murty, Network Programming, Prentice Hall, 1992.
  1014. -  Reeves, C.R., ed., Modern Heuristic Techniques for Combinatorial
  1015.    Problems, Halsted Press (Wiley), 1993.  (Contains chapters on tabu
  1016.    search, simulated annealing, genetic algorithms, neural nets, and
  1017.    Lagrangian relaxation.)
  1018.  
  1019. -----------------------------------------------------------------------
  1020.  
  1021. Q8.  "How do I access the Netlib server?"
  1022.  
  1023. A:  If you have FTP access, you can try "ftp netlib2.cs.utk.edu", using
  1024. "anonymous" as the Name, and your email address as the Password.  Do a
  1025. "cd <dir>" where <dir> is whatever directory was mentioned, and look
  1026. around, then do a "get <filename>" on anything that seems interesting.
  1027. There often will be a "README" file, which you would want to look at
  1028. first.  Another FTP site is "netlib.att.com", although you will first
  1029. need to do "cd netlib" before you can cd to the <dir> you are
  1030. interested in.  Alternatively, you can reach an e-mail server via
  1031. "netlib@ornl.gov", to which you can send a message saying "send index
  1032. from <dir>"; follow the instructions you receive.
  1033.  
  1034. -----------------------------------------------------------------------
  1035.  
  1036. Q9.  "Who maintains this FAQ list?"
  1037.  
  1038. A:  John W. Gregory      jwg@cray.com          612-683-3673
  1039.     Applications Dept.   Cray Research, Inc.   Eagan, MN 55121 USA
  1040.  
  1041. This article is Copyright 1994 by John W. Gregory.  It may be freely
  1042. redistributed in its entirety provided that this copyright notice is
  1043. not removed.  It may not be sold for profit or incorporated in
  1044. commercial documents without the written permission of the copyright
  1045. holder.  Permission is expressly granted for this document to be made
  1046. available for file transfer from installations offering unrestricted
  1047. anonymous file transfer on the Internet.
  1048.  
  1049. The material in this document does not reflect any official position
  1050. taken by Cray Research, Inc.  While all information in this article is
  1051. believed to be correct at the time of writing, is it provided "as is"
  1052. with no warranty implied.
  1053.  
  1054. If you wish to cite this FAQ formally (hey, someone actually asked me
  1055. this), you may use:
  1056.   Gregory, John W. <jwg@cray.com> (1994) "Linear Programming FAQ",
  1057.   Usenet sci.answers.  Available via anonymous FTP from rtfm.mit.edu
  1058.   in /pub/usenet/sci.answers/linear-programming-faq
  1059. There's a mail server on that machine, so if you don't have FTP
  1060. privileges, you can send an e-mail message to
  1061. mail-server@rtfm.mit.edu containing:
  1062.     send usenet/sci.answers/linear-programming-faq
  1063. as the body of the message to receive the latest version (it is posted
  1064. on the first working day of each month).  This FAQ is also cross-posted
  1065. to news.answers.
  1066.  
  1067. In compiling this information, I have drawn on my own knowledge of the
  1068. field, plus information from contributors to Usenet groups and the
  1069. ORCS-L mailing list.  I give my thanks to all those who have offered
  1070. advice and support.  I've tried to keep my own biases (primarily,
  1071. toward the high end of computing) from dominating what I write here,
  1072. and other viewpoints that I've missed are welcome.  Suggestions,
  1073. corrections, topics you'd like to see covered, and additional material
  1074. are solicited.
  1075.  
  1076. -----------------------------------------------------------------------
  1077. END linear-programming-faq
  1078.