|
|
Návrh výpočetních struktur v celulárních automatech
Luža, Jindřich ; Drábek, Vladimír (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
za pomocí celulárních automatů. Práce popisuje principy fungování celulárních automatů a zabývá se jejich způsoby jejich využítí pro stanovený cíl. Na 1D a 2D rozměrných celulárních automatech vybraných typů jsou ukázány možné způsoby jak Turingovsky univerzálního výpočtu tak i další řešící specifické úlohy. Tímto je demonstrována schopnost celulárních automatů provádět výpočet a zároveň jsou ukázány rozlišné způsoby interpretace vstupů a výstupů výpočtů na celulárním automatu. S přihlédnutím k těmto poznatkům jsou pro vybrané obvody navrženy testy mající za úkol nalézt realizaci těchto obvodů na celulárních automatech za pomoci zvoleného evolučního algoritmu. Nalezené výsledky jsou pak porovnány z hlediska jejich nároků na evoluční algoritmus a spotřebované výpočetní zdroje.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Akcelerace algoritmu sledování částic v experimentu CBM
Roth, Michael ; Kolář, Martin (oponent) ; Musil, Petr (vedoucí práce)
Cílem této práce je prostudovat metody detekce a rekonstrukce trajektorií částic v experimentu CBM a problematiku akcelerace těchto metod na hardwarových platformách. V práci byly srovnány výhody a nevýhody rozšířených metod a pro další studium byla vybrána metoda rekonstrukce na bázi celulárních automatů a Kalmanových filtrů. Práce se podrobně zabývá zejména vývojem simulačního modelu, vhodného pro generování testovacích dat pro usnadnění budoucí implementace vybraného sledovacího algoritmu. Byly vytvořeny dva odlišné simulátory částic, které budou v navazující práci použity pro výpočet predikčního kroku rozšířeného Kalmanova filtru a testování kvality implementované rekonstrukční metody.
|
|
|
Modifikace genetických algoritmů pro návrh celulárních automatů
Magdolen, Matej ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá evolučním návrhem přechodové funkce celulárního automatu řešícího zvolenou úlohu. Jsou v ní popsány celulární automaty, evoluční algoritmy a alternativní forma zápisu pravidel přechodové funkce vhodná pro evoluční návrh - podmínková pravidla. Dále je zvolen problém řešený celulárním automatem a prezentovány pokusy takový automat navrhnout genetickým algoritmem. Pokračuje se optimalizací parametrů algoritmu, hledáním jeho možných problémů a navržením modifikací řešících je. Pozitivní vlyv těchto modifikací je následně zhodnocen na několika experimentech.
|
|
|
Simulace proudění tekutin s využitím celulárních automatů
Režňák, Michal ; Janoušek, Vladimír (oponent) ; Peringer, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá vytvořením aplikace pro simulaci proudění tekutin pomocí Lattice gas cellular automata. Použité modely jsou HPP, FHP-I, FHP-II a FHP-III. Program je implementovaný pomocí jazyka C++, tak aby byl spustitelný ve webovém standardu WebAssembly. Součástí práce je porovnání výkonnosti formátů wasm, asm.js a nativního formátu pro desktop (x86_64), kde se zjistilo, že doba načtení aplikace ve webovém prohlížeči je výrazně menší pro wasm formát a provádění aplikace je o 24% rychlejší oproti asm.js a o 50% pomalejší než desktop. Aplikace je vhodná pro studijní účely jako prezentace využití celulárních automatů a poskytuje úvod pro Lattice Boltzmann metodu simulace tekutin.
|
|
|
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.
|
|
|
Generování pseudonáhodných čísel celulárními automaty
Krofingerová, Lada ; Drábek, Vladimír (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá generováním pseudonáhodných čísel celulárními automaty. Byly prozkoumány již používané metody, včetně postupů, které byly při návrzích celulárních automatů použity. Jako navázání na tyto metody byl navržen čtyřstavový celulární automat za účelem zlepšení kvality generovaných čísel. K návrhu tabulky pravidel byl použit genetický algoritmus. Pro porovnání s již používanými metodami bylo využito statistických testů. Ty ukázaly, že ačkoliv je čtyřstavový celulární automat dobrým generátorem pseudonáhodných čísel, ve stavu, ve kterém byl navržen, není lepší než již používané celulární automaty.
|
|
|
Akcelerace algoritmu sledování částic v experimentu CBM
Roth, Michael ; Kolář, Martin (oponent) ; Musil, Petr (vedoucí práce)
Cílem této práce je prostudovat metody detekce a rekonstrukce trajektorií částic v experimentu CBM a problematiku akcelerace těchto metod na hardwarových platformách. V práci byly srovnány výhody a nevýhody rozšířených metod a pro další studium byla vybrána metoda rekonstrukce na bázi celulárních automatů a Kalmanových filtrů. Práce se podrobně zabývá zejména vývojem simulačního modelu, vhodného pro generování testovacích dat pro simulaci vybraného sledovacího algoritmu a vlastní rekonstrukční program, který byl následně paralelizován pomocí technologií distribuovaného počítání. Byly vytvořeny dva odlišné simulátory částic, jeden z nichž byl použit pro výpočet predikčního kroku Rozšířeného Kalmanova Filtru (EKF) a jeden pro generování testovacích dat pro vlastní rekonstrukční algoritmus. Pomocí správného rozdělení úkolů se podařilo distribuovaným algoritmem získat téměř osmisetprocentní zvýšení rychlosti a v některých případech i snížení paměťové náročnosti až o čtyři řády.
|
|
|
Komplexita v celulárních automatech
Hudcová, Barbora ; Mikolov, Tomáš (vedoucí práce)
Naším dlouhodobým cílem je identifikovat komplexní systémy vhodné k mod- elování umělého života. Tento problém je obtížný zčásti kvůli chybějící formální definici komplexního chování. V této práci proto zkoumáme pojem komplexity dynamických systémů známých jako celulární automaty. Představujeme novou klasifikaci jejich dynamiky, kterou využíváme k automatickému rozpoznávání zajímavého chování ve velkých prostorech celulárních automatů. Naše výsledky dále porovnáváme s dříve navrhnutými metodami klasifikace. Ve druhé části práce se zameřujeme na zkoumání dozadné dynamiky celulárních automatů, tedy studujeme vzory daných automatů. V tomto kontextu zavádíme novou metodu reprezentace jednodimenzionálních automatů, pomocí které lze charakterizovat všechny jejich garden of eden konfigurace. Využití této metody demonstrujeme na příkladech. 1
|
host ::
RSS.