|
|
Evoluční optimalizace turnusů jízdních řádů
Filák, Jakub ; Bidlo, Michal (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problémem optimalizace turnusů jízdních řádů. Obsahuje popis jízdních řádů se zaměřením na popis turnusů a jejich optimální tvorby, jak s pomocí klasických metod, tak s využitím heuristik. Dále jsou popsány evoluční algoritmy, které přímo souvisejí s prací. Důraz je kladen na popis genetických algoritmů a metody zakázaného hledání. Na základě poznatků jsou dále navrženy operátory křížení a mutace a lokální vyhledávací metoda pro memetický algoritmus řešící tvorbu optimálních turnusů jízdních řádů. V souladu s návrhem algoritmů jsou analyzovány požadavky na optimalizační systém. Práce obsahuje popis implementace analyzovaného systému a diskutuje výsledky experimentů se systémem.
|
|
|
An Autonomous Driver of a TORCS Racing Car
Běhal, Lukáš ; Kaštil, Jan (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
This work describes the TORCS simulator and optimization algorithms used in the field of autonomous driving competitions. The main purpose of this work is to design a new controller solution based on genetic algorithms. The controller's behavior can be divided into two main parts which are exploited during the distinct stages of the competition. The warm-up stage serves for the track model sampling and the race line optimization. The race stage logic then benefits from the data obtained in the warm-up stage. The track optimization is done by a Genetic algorithm while the track is divided into several segments optimized separately. A genetic algorithm is applied once again to the track trajectory to smooth out gaps caused by the segment composition. In this work was shown that the track sampling and race line optimization by a genetic algorithm can be done during the warm-up stage. This makes the controller suitable for an autonomous driver competitions.
|
|
|
Optimalizace nastavení závodního vozu simulátoru TORCS
Srnec, Pavel ; Jaroš, Jiří (oponent) ; Pospíchal, Petr (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o přírodních optimalizačních technikách, které jsou využity pro řešení problému nastavení závodního vozu. Nejdříve jsou v rámci optimalizačních technik představeny evoluční algoritmy. Největší důraz je kladen na optimalizaci hejnem částic. Nastavení závodního vozu je popsáno v samostatné kapitole spolu s představením simulátoru TORCS. Práce obsahuje veškeré návrhové a implementační části zvolených technik. Hlavním cílem práce je nalezení optimálního nastavení pro různé specifikace okruhů.
|
|
|
Akcelerace heuristických metod diskrétní optimalizace na GPU
Pecháček, Václav ; Jaroš, Jiří (oponent) ; Pospíchal, Petr (vedoucí práce)
Práce se zabývá řešením diskrétních optimalizačních úloh. Zaměřuje se na zkrácení doby výpočtu s využitím heuristických metod a paralelismu. Teoretický základ tvoří kombinace algoritmů ant colony optimization (ACO) a lokálního prohledávání k-optimization. Platformu použitou při implementaci pak představuje technologie Nvidia CUDA umožňující efektivní provádění obecných výpočtů na moderních grafických čipech. Návrh využívá případové studie v podobě známého problému obchodního cestujícího (TSP). Řešení je založeno na rozdělení úlohy na podproblémy s pomocí techniky tour-based partitioning, paralelním zpracování jednotlivých částí a jejich opětovném spojení. Vytvořený paralelní kód dokáže provádět výpočet více než sedmnáctkrát rychleji než jeho sekvenční verze.
|
|
|
Evoluční návrh 3D struktur
Kovařík, Roman ; Sekanina, Lukáš (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o evolučním návrhu 3D struktur. Přináší přehled a zhodnocení předchozích prací v této oblasti. Autor předkládá své vlastní řešení založené na obecném přístupu k evolučnímu návrhu struktur. Práce se zabývá především, na rozdíl od předchozích přístupů, možností jednoduché definice fitness funkce v systémech pro evoluční návrh 3D struktur. Autor se snaží udělat jeden z prvních kroků k budoucím systémům pro evoluční návrh libovolného typu struktury, jako protipól systémům určených pro návrh jednoho konkrétního typu struktury. Výsledkem této práce je jednoduchý systém pro evoluční návrh 3D struktur s možností externí definice fitness funkce formou XML souboru. Tato práce také nabízí rady, pozorování a doporučení pro potencionální budoucí výzkum v této oblasti.
|
|
|
Evoluční návrh kolektivních komunikací akcelerovaný pomocí GPU
Tyrala, Radek ; Dvořák, Václav (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce provádí analýzu existující aplikace implementující evoluční algoritmus pro plánování kolektivních komunikací a navrhuje možnosti její akcelerace s využitím obecných výpočtů na grafických čipech (GPU). V práci je obsažen teoretický úvod do problematiky systémů na čipu, plánování kolektivních komunikací a podrobnější popis evolučních algoritmů. Práce dále zkoumá architektury GPU a paměťovou hierarchii grafických karet z pohledu OpenCL. Na základě analýzy zaměřené na časovou náročnost jednotlivých částí aplikace je proveden návrh paralelního zpracování hodnotící funkce fitness a odhad dosažitelného zrychlení. Stěžejní část práce popisuje implementaci navrženého řešení se zaměřením na využité optimalizace. Práce přináší srovnání původního řešení na CPU a paralelního provedení na GPU. V práci je popsána implementace distribuce výpočtu mezi různá zařízení podporovaná standardem OpenCL a jsou diskutovány výhody, omezení a další možnosti akcelerace výpočtu na základě jeho distribuce na heterogenních výpočetních systémech.
|
|
|
Akcelerace částicových rojů PSO pomocí GPU
Záň, Drahoslav ; Petrlík, Jiří (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce sa zabývá populačně založenou stochastickou optimalizační technikou PSO (Particle Swarm Optimization) a její akcelerací. Jedná se o jednoduchou, ale velmi efektivní techniku, určenou k řešení složitých multidimenzionálních problémů, která nachází uplatnění v široké oblasti aplikací. Cílem práce je vytvořit paralelní implementaci tohoto algoritmu s důrazem na co nejvyšší zrychlení výpočtu. K tomuto účelu byla zvolena grafická karta (GPU), která v dnešních dobách poskytuje cenově dostupný, masivní výpočetní výkon. Za účelem vyhodnocení přínosu akcelerace s využitím GPU byly vytvořeny a porovnávány dvě aplikace řešící problém odvozený od známého NP-těžkého problému Knapsack. Akcelerovaná aplikace na GPU vykazuje až 5-násobné průměrné a téměř 10-násobné maximální zrychlení výpočtu oproti optimalizované aplikaci pro vícejádrový procesor, ze které vycházela.
|
|
|
SAT Solver akcelerovaný pomocí GPU
Izrael, Petr ; Šimek, Václav (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem a implementací kompletního SAT solveru akcelerovaného na GPU. V první části práce je popsána architektura grafických karet a možnosti platformy CUDA. Následuje popis algoritmů a technik pro řešení problému booleovské splnitelnosti (SAT problému). Je představena zejména rodina kompletních algoritmů založených na DPLL. Právě varianta DPLL, známa jako 3SAT-DC je kompletně převedena na GPU. Práce popisuje problémy s tímto převodem spojené, stejně jako několik optimalizací a analýz. Velkým problémem je nemožnost využít v paralelním prostředí mnohé sofistikované metody známé ze sekvenčních solverů. Řešení bylo porovnáno s obdobným algoritmem implementovaným pro CPU a bylo ukázáno, že může být až 21x rychlejší. Uvedeny jsou i návrhy, jak algoritmus dále rozšířit a akcelerovat.
|
|
|
HiFi DA převodník a sluchátkový zesilovač
Doležal, Pavel ; Jaroš, Jiří (oponent) ; Šimek, Václav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a konstrukcí D/A převodníku a sluchátkového zesilovače pro stereofonní reprodukci ve třídě Hi-Fi. V úvodní kapitole je popsána problematika digitálního přenosu zvuku, dále je rozebrán návrh zařízení, volba vhodných komponent a komunikačních protokolů, návrh a výroba zařízení, oživení zapojení a programování obslužného firmware. Závěrečná kapitola se zabývá možnostmi rozšíření o HDMI vstupy vícekanálový zvuk.
|
|
|
Vizualizace šíření ultrazvuku v lidském těle
Klepárník, Petr ; Jaroš, Jiří (oponent) ; Španěl, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje 2D a 3D vizualizaci výstupů softwarového balíku k-Wave, který slouží k simulaci šíření ultrazvuku v lidském těle. Balík k-Wave běžně generuje specifická výstupní data nadměrných velikostí (v řádu desítek GB), proto je třeba řešit předzpracování těchto dat. Vizualizace těchto dat má za cíl usnadnit uživatelům zkoumání výsledků simulace. Práce se odvíjí od formátu simulačních dat - HDF5, hledá nejvhodnější způsob pro rychlé čtení těchto dat. Hlavní částí práce je návrh a popis implementace konzolové aplikace pro předzpracování rozměrných simulačních výstupů z k-Wave a aplikace s grafickým uživatelským rozhraním pro interaktivní zobrazování předzpracovaných dat. Nejpodstatnějšími funkcemi těchto aplikací je podvzorkování dat, změna formátu jejich uložení, zobrazování 2D řezů, planární a volumetrické zobrazení, animace průběhu simulace. Navržená implementace umožňuje průchod vizualizovanou doménou o velikosti jednotek GB s latencí v řádu ms - toto významně zefektivňuje práci vědcům a lékařům v oblasti HIFU.
|
host ::
RSS.