|
|
Simulation of two-dimensional flow past obstacles using lattice-gas cellular automata
Tomášik, Miroslav ; Scholtz, Martin (vedoucí práce) ; Pavelka, Michal (oponent)
Cellular automata constitutes a unique approach to the modeling of complex systems. The major phase of their development in continuum mechanics came in the late 80s, but the closer inspection of their macroscopic limit revealed that it does not accurately correspond to hydrodynamic equations. Besides the Lattice-Boltzmann model, various other approaches to improve LGCA have emerged. The main focus of our research is on the Pair-interaction cellular automaton. In this thesis, we propose the non-deterministic variant of this automaton, and we compare it with its predecessor on the simulations of the "exploding cube", Taylor- Green vortex and fully developed turbulence. The results for the non-deterministic automaton seem quiet reasonable, but derivation of the hydrodynamic equations is necessary to conclude in what extent it solves the problem with anisotropic viscosity.
|
|
|
Spatial modeling of brain tissue
John, Pavel ; Neruda, Roman (vedoucí práce) ; Brom, Cyril (oponent)
Nervová spojení v lidském mozku se mění na základě vjemů z okolí. Způsob, jakým k proměnám dochází, a jak přesně tyto proměny ovlivňují vlastnosti mozkové tkáně, dosud není zcela pochopen. Práce zkoumá souvislost paměti a učení s prostorovým uspořádáním neuronů, zejména pak s tvarem jejich dendritických výběžků. Součástí je model, který zachycuje mozkovou tkáň pomocí dvourozměrné mřížky s různými druhy spojení mezi jednotlivými buňkami mřížky. Tento model je formálně definován a dále podroben teoretickému zkoumání. Zásadním výsledkem je důkaz věty o výpočetní síle definovaného modelu na úrovni Turingova stroje. K nalezení vhodné architektury vzhledem k problému slouží několik variant evolučních algoritmů. Model s danou architekturou je dále adaptován na základě komunikace s prostředím. Popsané myšlenky jsou implementovány a podrobeny několika experimentům, které poukazují na důležité vlastnosti modelu. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Simulace dvojrozměrného toku kolem překážek za použití "lattice-gas" celulárních automatů
Tomášik, Miroslav ; Scholtz, Martin (vedoucí práce) ; Pavelka, Michal (oponent)
Celulární automaty představují originální výpočetní metodu, která našla uplatnění v mnohých oblastech, a pole její působnosti se stále zvěčšuje. Speciální třída celulárních automatů, Lattice-gas celulární automaty (LGCA) se s úspěchem utkala z mnohýma problémama v oblasti simulaci toku tekutin, a vyvynula se v jednu z nejperspektívnějších CFD metod, v Lattice-Boltzmanovu metodu. V teoretické části se zabíváme vývojem LGCA, vysvěltíme jejich teoretické základy a z jejich mikrodynamického popisu odvodíme hydrodynamické rovnice. V praktické části implementujeme dva význačné typy LGCA, Pair-interaction automat, a FCHC. Aplikujeme je na 3D tok kolem překážek nejrúznějších tvarú. Vědecky nejzajímavější část je věnovaná statistickým vlastnostem turbulentního toku, simulovaného těmito automaty, avšak bude zapotřeby delší výskum abychom mohli interpretovat získané výsledky. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Využití celulárních automatů pro šifrování dat
Dvořák, Martin ; Trunda, Otakar (vedoucí práce) ; Mráz, František (oponent)
Celulární automaty jsou diskrétní systémy s velmi jednoduchými pravidly, ale velmi rozmanitým chováním. Některé celulární automaty dokáží generovat kvalitní pseudonáhodné sekvence bitů. To nás vede k otázce, zda by celulární automaty mohly být využity v kryptografii, například jako náhražka proudových šifer. Budeme tvořit a porovnávat různé metody pro generování dlouhých one-time-padů z krátkých šifrovacích klíčů, kde naše metody budou využívat celulární automaty. Kromě přímého vymýšlení algoritmů naprogramujeme také evoluční algoritmus, který sám bude vymýšlet co nejlepší zapojení našich stavebních bloků. Výstupem bude desktopová aplikace na šifrování souborů pro Windows. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Nástroj pro návrh procedurálních textur
Číž, Miloslav ; Polok, Lukáš (oponent) ; Milet, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá implementací programové knihovny pro návrh a generování dvourozměrných procedurálních textur a podpůrného GUI nástroje pro tuto knihovnu. Pozornost byla věnována jak klasickým metodám, tak i přístupům z jiných oblastí počítačové grafiky se snahou o modifikaci algoritmů za účelem dosažení originálních výsledků. Dále je prezentován efektivní způsob reprezentace textur a jeho konkrétní realizace.
|
|
|
Implementace CellMatrix v FPGA
Martinák, Jan ; Bidlo, Michal (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Hardware s možností rekonfigurace představuje moderní trend ve vývoji nových obvodů. Stále rostoucí požadavky na takovou architekturu vyústily ve snahy vytvořit obvod, který dokáže rekonfiguraci provádět paralelně a lokálně. Jednou z takových technologií je architektura Cell Matrix, založená na principech celulárních automatů. Tato práce si klade za úkol seznámit čtenáře s architekturou Cell Matrix a ukázat její výhody, funkce a možnosti implementací v programovatelném poli FPGA na vývojovém kitu FITkit.
|
|
|
Generování pseudonáhodných čísel v FPGA
Korček, Pavol ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
V tejto bakalárskej práci boli prebrané možnosti implementácie hardvérových generátorov pseudonáhodných čísel. Konkrétne pojednáva o dvoch najpoužívanejších spôsoboch generovania pseudonáhodných čísel v číslicových systémoch založených na princípe lineárneho spätnoväzbového registra (LFSR) a systéme založenom na celulárnych automatoch (CA). Z každej skupiny boli navrhnuté a v jazyku C popísané dva vhodné modely, ktoré sa v praxi najčastejšie používajú. Taktiež bolo takto implementované i zaujímavé kombinačné zapojenie LFSR, ktoré sa v praxi taktiež občas používa. Implementované generátory boli ohodnotené pomocou vysoko kvalitnej sady štatistických testov Diehard. Ďalšia časť práce spočívala v návrhu a implementácií vybraných generátorov jazykom popisujúcim hardvér. Týmto bol VHDL. Pomocou neho bolo vytvorených niekoľko modelov. Ide najmä o typy sériových a paralelných LFSR. Napokon bol sériový LFSR implementovaný i do výukovej platformy FITKit. Práca sa taktiež zaoberá implementáciou generátorov do hardvéru s ohľadom na veľkosť zabranej plochy.
|
|
|
Sebereplikace v celulárních automatech
Mikeš, Martin ; Bidlo, Michal (oponent) ; Žaloudek, Luděk (vedoucí práce)
Tato práce představuje celulární automaty jako systémy, které mohou sloužit jako prototypový model pro komplexní masivně paralelní systémy složené z jednoduchých, navzájem interagujících komponent. Zaměřuje se na sebereplikující se smyčky - struktury operující v celulárním prostoru, mající potenciálně možnost provádět užitečné úlohy. Je zde ukázána implementace tří takových smyček, ve kterých jsou demonstrovány úlohy jednobarevné vyplnění vnitřní plochy smyčky, konstrukce písmen "MM" a binární sčítání. Na závěr je diskutována praktická použitelnost těchto principů.
|
|
|
Modelování dopravy s využitím celulárních automatů
Hodaňová, Andrea ; Martinek, David (oponent) ; Peringer, Petr (vedoucí práce)
Jednou z mnoha oblastí, v níž nacházejí svoje uplatnění celulární automaty, jsou i mikrosimulace dopravy. Tato práce analyzuje vlastnosti různých celulárních modelů dopravy od nejednodušších deterministických po složité stochastické odvozené od stěžejního modelu Nagel-Schreckenberg, který je podrobně představen. Na základě tohoto zkoumání je pak navrhnut a v jazyce Java implementován obecný dopravní simulátor schopný vizualizace stavu CA silnice pomocí jednoduchého grafického uživatelského rozhraní, jehož prostřednictvím je uživatel seznámen s klíčovými prvky několika implementovaných dopravních modelů.
|
|
|
Knihovna pro simulaci celulárních automatů
Bocko, Dávid ; Křivánek, Jan (oponent) ; Korček, Pavol (vedoucí práce)
Tato práce je věnovaná návrhu a popisu knihovny pro simulaci celulárních automatů (CA). V úvodě je stručně zmíněna historie, rozdělení podle různých kategorií a formální definice samotného CA. V části věnované implementované knihovny je detailně popsán její OO návrh (třídy, metody) a možnosti použití. Knihovna pro simulaci CA je vytvořená s ohledem na znuvupoužitelnost, to znamená, že je možné si jednoducho nadefinovat libovolný typ simulátoru CA. Knihovna vznikla za účelem naplnit požadavky uživatele, z důvodů neexistence obecného simulátoru.
|
host ::
RSS.