|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Procedurální generování města
Hájíček, Lukáš ; Polok, Lukáš (oponent) ; Šolony, Marek (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá procedurálním generováním měst. Jsou v~ní definovány jednotlivé etapy vývoje města a existující metody sloužící k~jejich provedení. Dále jsou popsány postupy vycházející z~uvedených a použité při implementaci systému schopného generovat města. Výsledný generátor je schopen vytvářet města na základě zadaných parametrů jako hustota ulic.
|
|
|
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.
|
|
|
Applying System Dynamics and Agent-based Modelling in Archaeological Simulation
Olševičová, K. ; Danielisová, Alžběta
We apply the social simulation to the cultural milieu of the late Iron Age in Central Europe and its economic strategies, especially on the subsistence and the carrying capacity of the settlement agglomeration in relation to the daily economic needs of its inhabitants. By means of the computational models of the economics of the particular central settlement (Staré Hradisko oppidum) and its hinterland we aim to verify hypotheses about the economic sustainability in case self-supplying is applied. To achieve this, the agent-based modelling, cellular automata approach and system dynamics modelling are used. In the paper we present four alternative scenarios of population dynamics (baseline and three versions of depopulation) and four alternative scenarios of food production and agricultural practices (baseline and three types of external events). The set of models for all scenarios was implemented in NetLogo and Stella. Outputs of the models are subject of interests of archaeologists and according to their feedback the models will be refined and extended.
|
|
|
Nový podezřelý ve vyšetřování příčiny bleskových povodní aneb jak jsme sto let řešili špatnou rovnici
Bíl, M. ; Fürst, T. ; Vodák, R. ; Pražák, Josef ; Šír, Miloslav ; Tesař, Miroslav
Cílem příspěvku je představit nový popis pohybu vody v nenasyceném porézním prostředí. Tento popis je kvalitativně zcela odlišný od standardních modelů (např. Richardsovy rovnice). Vysvětlíme, proč jsou standardní modely do značné míry nepoužitelné, a představíme nové. Nová třída modelů nabízí mnoho zajímavých předpovědí, představíme dvě z nich – režim tzv. finger flow a bleskové povodně. Ukážeme, proč se domníváme, že za jistých podmínek může dojít k tomu, že výtok z porézní matrice značně převýší infiltraci způsobenou deštěm.
|
host ::
RSS.