|
|
Modularita v evolučním návrhu
Klemšová, Jarmila ; Bidlo, Michal (oponent) ; Vašíček, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce popisuje vybrané evoluční algoritmy a jejich využití hlavně v oblasti návrhu číslicových obvodů. V první části se zabývá obecným principem evolučních algoritmů. Na tuto část navazuje genetickými algoritmy a genetickým programováním. Dále se zabývá popisem kartézského genetického programování a některými jeho modifikacemi jako modulární, sebemodifikující se a kartézské genetické programování s více chromozomy. Hlavní část tvoří návrh a implementace modularizační techniky pro zefektivnění evolučního návrhu. Nedílnou součástí je experimentální vyhodnocení systému na sadě benchmarkových obvodů.
|
|
|
Evoluční návrh obvodů na úrovni tranzistorů
Žaloudek, Luděk ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá evolučním návrhem elektronických obvodů na úrovni tranzistorů se zaměřením na číslicové obvody. Popisuje teoretické základy pro evoluční návrh obvodů na výpočetních systémech včetně vysvětlení evolučních algoritmů genetického programování a evolučních strategií, možných úrovní návrhu elektronických obvodů, přehledu technologie CMOS a nejdůležitějších evolučních metod pro návrh obvodů, jako jsou development a kartézské genetické programování (CGP). Dále je uvedena nová metoda návrhu číslicových obvodů s tranzistory založená na CGP a je představen vývojový systém, který tuto metodu využívá. Na závěr jsou popsány a vyhodnoceny experimenty provedené se systémem.
|
|
|
Technika ALPS v kartézském genetickém programování
Stanovský, Peter ; Slaný, Karel (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Úvodem práce přináší stručný přehled problematiky softcomputingu a řešení NP-úplných problémů. Zejména se věnuje evolučním algoritmům a jejich základním typům. V další části je zpracována studie na kartézské genetické programování (CGP), které patří do oblasti evolučních algoritmů. CGP se používá zejména pro návrh číslicových obvodů, symbolickou regresi a jiné. Samostatná kapitola je věnována studii nové techniky Age layered population structure (ALPS), která se věnuje problému předčasné konvergence, přičemž navrhuje způsob rozdělení populace na subpopulace separovaných na základě věkového kriteria. Pomocí zajišťování dostatečné diverzity v populaci dosahuje významně lepších řešení oproti klasickým evolučním algoritmům. V práci jsou navrženy dva způsoby začlenění techniky ALPS do CGP. V další části je popsán postup implementace klasického CGP a jeho dvou variant s využitím techniky ALPS. V rámci práce byly vykonány testy na klasických testovacích úlohách s použitím a bez použití techniky ALPS, přičemž v části "Experimentálne výsledky" byl diskutován přínos použití techniky ALPS v CGP oproti klasickému CGP.
|
|
|
Nástroj pro vizuální analýzu evoluce obvodů
Staurovská, Jana ; Minařík, Miloš (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je zpracovat studii o kartézském genetickém programování se zaměřením na použití v oblasti evoluce obvodů a vytvořit návrh konceptu vizualizace této evoluce. Následně je cílem vytvořit program umožňující vizualizovat evoluci obvodů kartézského genetického programování, její jednotlivé generace, stejně tak i jednotlivé chromozomy, dále umožňující zobrazovat změny mezi generacemi a chromozomy a porovnávat více chromozomů najednou. Pro výsledný program bylo rovněž zpracováno několik příkladů použití.
|
|
|
Polymorfní obrazové filtry
Salajka, Vojtěch ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá evolučním návrhem polymorfních obrazových filtrů. Studie zahrnuje polymorfní obvody, jejich teoretický základ a praktické oblasti nasazení. Dále se zabývá kartézským genetickým programováním, které je použitelné pro evoluční návrh některých typů obrazových filtrů. V dalších částech je specifikován evoluční algoritmus pro návrh polymorfních obrazových filtrů. Je popsána implementace tohoto algoritmu ve dvou verzích -- neakcelerovaná běžící pouze na CPU a akcelerovaná využívající pro svůj běh také GPU. Pomocí algoritmu je navrženo několik polymorfních obrazových filtrů.
|
|
|
Koevoluční algoritmus v FPGA
Hrbáček, Radek ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Drahošová, Michaela (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem hardwarové jednotky urychlující návrh obrazových filtrů pomocí koevolučních algoritmů. V práci je nejprve představena technologie rekonfigurovatelných logických obvodů, na kterých je akcelerační jednotka založena. Teoretická část dále stručně popisuje evoluční a koevoluční algoritmy, jejich principy a aplikace. Tradiční metody návrhu obrazových filtrů jsou porovnány s metodami inspirovanými procesy pozorovanými v přírodě. Navržená hardwarová jednotka využívá dvojici procesorů MicroBlaze doplněných o vlastní periferie pro akceleraci kartézského genetického programování. Koevoluční návrh obrazových filtrů je tak urychlen až 58 krát oproti optimalizované softwarové implementaci. Funkčnost jednotky je ověřena na úlohách návrhu filtru impulzního šumu a detektoru hran.
|
|
|
Evoluční resyntéza kombinačních obvodů
Pták, Ondřej ; Schwarz, Josef (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá kombinačními číslicovými obvody a jejich optimalizací. Nejprve jsou představeny hlavní úrovně abstrakce používané při návrhu kombinačních číslicových obvodů. Následně jsou prozkoumány různé metody pro optimalizaci kombinačních číslicových obvodů. Další část této práce je věnována především evolučním algoritmům, jejich společným rysům a variantám: genetickým algoritmům, evolučním strategiím, evolučnímu programování a genetickému programování. Podrobně je popsána varianta genetického programování nazývaná kartézské genetické programování (CGP) a využití CGP v různých oblastech, zejména při syntéze či optimalizaci kombinačních číslicových obvodů. Také jsou představeny některé modifikace CGP a problém škálovatelnosti evolučního návrhu obvodů. V navazující části je popsána metoda pro evoluční resyntézu kombinačních číslicových obvodů. Nejprve je popsán návrh, zejména způsob dělení obvodu na podobvody, poté implementační detaily a nakonec experimenty s touto metodou a jejich výsledky.
|
|
|
Využití regresních metod pro predikci dopravy
Vaňák, Tomáš ; Korček, Pavol (oponent) ; Petrlík, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá možnostmi predikce dopravní situace na makroskopické úrovni s využitím údajů naměřených pomocí dopravních senzorů. Těmito senzory mohou být indukční smyčky, radarové detektory nebo kamery. Práce se zaměřuje na problematiku predikce dojezdových dob automobilů. V rámci diplomové práce byla navržena a implementována metoda dojezdových dob. Navržená metoda byla otestována pomocí dat z reálného provozu. Prvním cílem práce bude seznámení s metodami predikce, které budou využívány. Hlavním cílem práce je využít získaných znalostí k navržení a implementaci aplikace, která bude predikovat požadované dopravní veličiny.
|
|
|
Koevoluce kartézských genetických algoritmů a neuronových sítí
Kolář, Adam ; Král, Jiří (oponent) ; Zbořil, František (vedoucí práce)
Cílem práce bylo ověřit možnost spojení metod kartézského genetického programování a neuronových sítí. Výsledek práce reprezentuje sada experimentů s úlohami vyvažování tyče, průchodu agenta bludištěm a detekce buňek rakoviny prsu, provedených za pomocí implementované knihovny. Použil jsem jak nepřímé, tak přímé zakódování dopředné i rekurentní sítě. Zaměřil jsem se na nalezení nejlepší konfigurace výpočtu, detekci přeučování jedinců během evoluce, míru robustnosti řešení a možnosti stimulace řešení pomocí fitness funkce. Zjistil jsem, že obecně nejlépe konvergují řešení s nižšími hodnotami parametru n_c a n_r a jsou také méně náchylné k přeučování. Úpravami fitness funkce jsem evolvoval kontrolér, který redukoval rozkmit vyvažované tyče. Klasifikátor buňek rakoviny rozpoznával korektně více než 98% vzorků, čímž překonal většinu srovnávaných metod. Podařilo se také navrhnout model bludiště, ve kterém agent úspěšně plnil vícekrokové úlohy.
|
|
|
Akcelerace evolučního návrhu obvodů na úrovni tranzistorů na platformě Zynq
Mrázek, Vojtěch ; Sekanina, Lukáš (oponent) ; Vašíček, Zdeněk (vedoucí práce)
Cílem této práce je návrh a realizace hardwarové jednotky umožňující automatickou syntézu integrovaných obvodů na úrovni tranzistorů. Práce je rozdělena na dvě části. První, teoretická část, se věnuje metodám návrhu obvodů s MOSFET tranzistory a problematice evolučních algoritmů. Dále rozebírá aktuální výsledky výzkumu v této oblasti a navazuje popisem nového přístupu evolučního návrhu a optimalizace číslicových obvodů na úrovni tranzistorů. Následující část se zabývá popisem hardwarové jednotky, která tuto novou metodu akceleruje na obvodu Zynq integrující procesor ARM a programovatelnou logiku. Funkčnost metody je prezentována na optimalizaci vícevstupých obvodů. Hardwarová jednotka byla využita v evolučním návrhu dvou a třívstupých hradel.
|
host ::
RSS.