|
|
Nové techniky návrhu celulárních automatů
Baláž, Martin ; Drábek, Vladimír (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je uvést novou techniku návrhu celulárních automatů, která poskytne lepší možnosti implementace a řešení zadaných problémů v prostředí neuniformních automatů. V rámci této práce byly položeny teoretické základy k problematice celulárních automatů a byly přezkoumány možnosti jejich návrhu pomocí dvou evolučních principů, které se běžně používají - genetický algoritmus a celulární programování. Byly vybrány dva principiálně výrazně odlišné problémy, na kterých byly možnosti a schopnosti těchto technik prověřeny: problém synchronizace a systém implementace logických hradel v prostředí celulárního automatu. Na základě přezkoumání implementačních vlastností a na základě prvních výsledků použití těchto metod byla vytvořena nová metoda návrhu celulárních automatů - celulární evoluce. Celulární evoluce se svojí metodou "predikce budoucího stavu okolních buněk" poskytuje nové možnosti v návrzích automatů, jelikož pracuje se strukturovanými geny, které umožňují, aby byl daný gen aktivní pro více různých celulárních okolí. V závěru práce byly na vybraných dvou problémech porovnané všechny tři metody a jejich schopnosti byly shrnuty v podrobném přehledu.
|
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Nové techniky návrhu celulárních automatů
Baláž, Martin ; Drábek, Vladimír (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je uvést novou techniku návrhu celulárních automatů, která poskytne lepší možnosti implementace a řešení zadaných problémů v prostředí neuniformních automatů. V rámci této práce byly položeny teoretické základy k problematice celulárních automatů a byly přezkoumány možnosti jejich návrhu pomocí dvou evolučních principů, které se běžně používají - genetický algoritmus a celulární programování. Byly vybrány dva principiálně výrazně odlišné problémy, na kterých byly možnosti a schopnosti těchto technik prověřeny: problém synchronizace a systém implementace logických hradel v prostředí celulárního automatu. Na základě přezkoumání implementačních vlastností a na základě prvních výsledků použití těchto metod byla vytvořena nová metoda návrhu celulárních automatů - celulární evoluce. Celulární evoluce se svojí metodou "predikce budoucího stavu okolních buněk" poskytuje nové možnosti v návrzích automatů, jelikož pracuje se strukturovanými geny, které umožňují, aby byl daný gen aktivní pro více různých celulárních okolí. V závěru práce byly na vybraných dvou problémech porovnané všechny tři metody a jejich schopnosti byly shrnuty v podrobném přehledu.
|
|
| |
|
|
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.
|
host ::
RSS.