|
|
Simulátor celulárních automatů
Martinek, Dominik ; Polášek, Petr (oponent) ; Peringer, Petr (vedoucí práce)
Tato práce popisuje návrh a implementaci simulátoru celulárních automatů. Práce je rozdělena na tři tématické celky. První část obsahuje popis jednotlivých druhů celulárních automatů a jejich použití. Následuje část, ve které je uveden návrh simulátoru celulárních automatů. V poslední části je uveden postup implementace a sada testovacích a ukázkových příkladů.
|
|
|
Inteligentní řízení světelné signalizace
Skoták, Miloš ; Samek, Jan (oponent) ; Malačka, Ondřej (vedoucí práce)
V této práci rozebereme multiagentním systémem pro ovládání světelné signalizace. Pro vytvoření reálných situací byl implementován simulátor dopravní situace v jazyce Java, který je založen na celulárním automatu. V multiagentní systému nedochází pouze ke komunikaci mezi agentem a prostředím, ale také i mezi agenty. K implementaci pravidel byl použit rozšířený AgentSpeak s interpretem Jason. Experimenty byly provedeny na reálném silničním úseku ve městě Brně.
|
|
|
Predikce sekundární struktury proteinů pomocí celulárního automatu
Šalanda, Vojtěch ; Vogel, Ivan (oponent) ; Bendl, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato práce přináší nový přístup k predikci sekundární struktury proteinů. K existujícím přístupům k této problematice zavádí novou metodu, založenou na celulárním automatu a jeho charakteristických vlastnostech. Hlavním cílem práce je zvýšení rychlosti predikce i za cenu mírného snížení její úspěšnosti. Pro nalezení optimálních parametrů běhu celulárního automatu je využito genetického algoritmu s vhodně definovanými genetickými operátory. Dosažené výsledky byly porovnány s výsledky existujících metod. Parametry predikce, se kterými bylo dosaženo nejvyšší úspěšnosti, byly použity ve výpočetním frameworku pro predikci sekundární struktury libovolného analyzovaného proteinu.
|
|
|
Evoluce emergentního chování v celulárních systémech
Novák, Radim ; Žaloudek, Luděk (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou celulárních automatů a jejich využití v oblasti výzkumu sebe-replikace. Konkrétně se zaměřuje na sebe-replikující se smyčky a ukazuje možné přístupy k optimalizaci jejich schopnosti replikace. První kapitoly jsou teoretickým úvodem do oblasti celulárních automatů, seznamují čitatele s problematikou sebe-replikace v celulárních automatech a představují vybrané sebe-replikující se smyčky, počínaje nejznámější Langtonovou smyčkou. Další části prezentují výsledky práce v oblasti optimalizace sebe-replikace u dvou variant smyček - Bylovy a Chou-Reggia smyčky. Jsou představeny dva přístupy k optimalizaci a jejich možná kombinace. Jeden spočívá v obohacení smyčky o schopnost vícenásobné sebe-replikace. U druhého je cílem optimalizace redukce potřebného počtu kroků k vytvoření repliky smyčky.
|
|
|
Simulace fyzikálních jevů s využitím celulárních automatů
Martinek, Dominik ; Smrčka, Aleš (oponent) ; Peringer, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá modelováním a simulací fyzikálních jevů, u nichž se využívají celulární automaty. Jsou zde vyjmenovány a popsány základní metody, které se k modelování fyzikálních jevů využívají. U každého modelu jsou uvedena přechodová pravidla zároveň s jejich odvozením. Tato pravidla se pak používají v implementovaných modelech. V práci je pak uveden návrh aplikace, která slouží k simulaci jednotlivých modelů. Podle tohoto návrhu byla vytvořena aplikace, s jejíž pomocí byla provedena simulace ukázkových příkladů. Každý příklad se zabývá jednou oblastí fyzikálních jevů. V práci jsou pak zaznamenány výstupy jednotlivých modelů včetně zhodnocení jednotlivých závěrů. Jeden vybraný příklad byl rovněž zparalelizován a byly změřeny časy výpočtu s využitím různého počtu procesorů.
|
|
|
Akcelerace mikroskopické simulace dopravy za použití OpenCL
Urminský, Andrej ; Kajan, Michal (oponent) ; Korček, Pavol (vedoucí práce)
S narastajúcim počtom vozidiel na našich cestách sa čoraz väčšmi stretávame so súčasnými problémami dopravy, medzi ktoré by sme mohli zaradiť početnejšie havárie, zápchy a zvýšenie vypúšťaných emisií CO2, ktoré znečisťujú životné prostredie. Na to, aby sme boli schopní efektívne využívať cestnú infraštruktúru, nám môžu poslúžiť napríklad simulátory dopravy. Pomocou takýchto simulátorov môžme vyhodnotiť vývoj premávky za rôznych počiatočných podmienok a tým vedieť, ako sa správať a reagovať v rôznych situáciách dopravy. Táto práca sa zaoberá témou akcelerácia mikroskopickej simulácie dopravy za použitia OpenCL. Akcelerácia simulácie je dôležitá pri potrebe analyzovať veľkú sieť infraštruktúry, kde nám bežné spôsoby implementácie simulátorov nestačia. Pre tento účel je možné použiť napríklad techniku GPGPU súčasných gra ckých kariet, ktoré sú schopné paralelne vykonávať všeobecné výpočty. Pri tvorbe tejto práce bola použitá práve táto technika pre urýchlenie výpočtov a boli dosiahnuté niekoľkonásobné zrýchlenia na GPU oproti paralelnej implementácii na CPU.
|
|
|
Instrukcemi řízené celulární automaty
Bendl, Jaroslav ; Žaloudek, Luděk (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem nového konceptu řízení celulárního automatu založeného na tzv. instrukcích. Instrukci lze chápat jako určité pravidlo ověřující stavy předem definované skupiny buněk v sousedství vyšetřované buňky, přičemž při splnění stanovené podmínky kladené na danou skupinu je její stav změněn dle daného předpisu. Jelikož je možné v rámci jednoho výpočetního kroku uvažovat sekvenci složenou z více instrukcí, přičemž každá instrukce může změnit stav centrální buňky ihned po své aplikaci, lze jejich posloupnost pokládat za určitou formu krátkého programu. Tento koncept je zároveň možné rozšířit o jednoduché operace aplikované na buněčné okolí a prováděné během interpretace jednotlivých instrukcí - příkladem takové operace může být řádkový nebo sloupcový posun. Výhoda použití instrukcí tkví v redukci vyhledávacího prostoru, neboť oproti obvykle používané tabulkové metodě není nutné prohledávat množinu všech možných konfigurací buněk v okolí, nýbrž pouze několik oblastí vymezených předpisy instrukcí. Zatímco skupiny vyšetřovaných buněk v rámci instrukce jsou navrhovány ručně na základě analýzy řešené úlohy, posloupnost jejich umístění v chromozomu je optimalizována prostřednictvím genetického algoritmu. Úspěšnost navržené metody řízení celulárního automatu je zkoumána na vybraných benchmarkových úlohách - majoritě, synchronizace, samoorganizaci a návrhu kombinačních logických obvodů.
|
|
|
Sebereplikace v celulárních systémech
Komenda, Tomáš ; Bidlo, Michal (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá celulárními systémy a jejich využitím pro sebereplikaci datových struktur. Samotné odvětví celulárních automatů je velmi zajímavou a inspirativní oblastí, která se v současnosti ukazuje jako velmi vhodné prostředí pro simulaci různých jevů. Jedním z těchto jevů může být například i umělý život nebo sebereplikující se struktury, které přenáší jistou užitečnou informaci nebo provádí potřebné výpočty. V práci jsou podrobně popsány celulární automaty a jejich dělení. V oblasti sebereplikace se zaměřuji na Langtonovy smyčky, Coddův Automat, Bylovy smyčky, Chou-Reggia smyčky, Tempesti smyčky, Perrierovy smyčky, SDSR smyčky, Evoloop a Sexyloop. Součástí práce je návrh způsobu replikace Bylových smyček pomocí změny pravidel celulárního automatu a doplnění jejich funkčnosti o schopnost uvolnit svůj prostor po splnění úkolu ostatním smyčkám. V práci jsem se zabýval i evolučním návrhem pravidel celulárního automatu.
|
|
|
Simulátor nanopočítače na bázi celulárního automatu
Kmeť, Dušan ; Bidlo, Michal (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá realizací simulátoru na bázi asynchronního celulárního automatu simulujícího obvody odolné vůči zpoždění. Celulární automaty mají z pohledu nanotechnologií několik zajímavých vlastnosti využitelných při fyzické implementaci nanopočítačů na nich založených. Těmito jsou hlavně sebereplikace, regulérnost a výrazný paralelismus. V práci je uveden vztah mezi nanopočítači a celulárními automaty, přičemž důraz je kladen na možnosti využití asynchronního módu časování. Asynchronní celulární pole vycházející z modelu asynchronního celulárního automatu by mohly být vhodnou architekturou pro budoucí nanopočítače, což bylo důvodem implementace simulátoru uvedené technologie. Jeho funkčnost byla ověřena na základě experimentů.
|
|
|
Predikce sekundární struktury proteinů pomocí celulárních automatů
Brigant, Vladimír ; Drahošová, Michaela (oponent) ; Bendl, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato práce popisuje návrh metody predikce sekundární struktury proteinů založenou na celulárních automatech (CA) - CASSP. Optimální parametry modelu a přechodové funkce jsou získany pomocí evolučního algoritmu. Predikční model využíva pouze statistických vlastností aminokyselin, takže je velice rychlý. Dosažené výsledky byly porovnány s výsledky existujících metod. Byla také otestováná společná predikce navrženého systému CASSP s existujícím nástrojem PSIPRED. Nepodařilo se však dosáhnout výsledků, ktoré by tento existujíci nástroj převyšovali. Částečné zlepšení se dosáhlo při predikci pouze motivů sekndární struktury alpha-helix, co může pomoci v případe, že požadujeme co nejpřesenjší predikcii právě těchto motivů. K navrženému systému bylo také vytvořeno webové rozhraní.
|
host ::
RSS.