Синтез цифровых автоматов в нейросетевом базисе

• Автор: Белокрылов, Петр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Акгуальность темы исследований

Цель работы.

Научная новизна.

Теоретическая и практическая ценность работы

Апробация результатов.

1. РОЛЬ ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ В ОРГАНИЗАЦИИ СОВРЕМЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

1.1. Базовые принципы организации современных вычислительных систем и тенденции их развития
1.2. Моделирование в нейросетевом базисе как способ выделения существенного параллелизма задач

1.3. Гибридные вычислительные системы

1.4. Выводы
2. ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ.
2.1. Синтез цифрового автомата на абстрактном уровне описания
2.2. Структурный синтез цифрового автомата.
2.3. Проблемы синтеза схем комбинационной логики.
2.4. Выводы
3. НЕЙРОСЕТЕВОЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ СИНТЕЗА СХЕМ КОМБИНАЦИОННОЙ ЛОГИКИ.1.
3.1. Концепция искусственной нейронной сети
3.2. Представление задач в нейросетевом базисе.
3.3. Задача синтеза логических комбинационных схем в нейросетевом базисе
3.4. Выводы
4. АЛГОРИТМЫ И МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
4.1. Эволюционногенетические алгоритмы
4.2. Метод отжига, базирующийся на статистическом подходе
4.3. Выводы
5. ПРИМЕРЫ СИНТЕЗА НЕКОТОРЫХ СХЕМ КОМБИНАЦИОННОЙ ЛОГИКИ
5.1. Синтез одноразрядного комбинационного сумма гора
5.2. Синтез схемы ускоренного переноса.
5.3. Выводы
6. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
6.1. Объектноориентированное представление нейронной сети.
6.2. Программный комплекс синтеза схем произвольной комбинационной логики в нсйросетевом базисе с использованием эволюционногенетического алгоритма
6.3. Программный комплекс синтеза схем произвольной комбинационной логики в нейросетевом базисе на основе метода отжига.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Так под вычислениями уже подразумеваются любые процедуры, связанные с получением, хранением, обработкой, передачей и использованием информации. Распознать (вычислить) на основании показаний датчиков системы управления технологической линией возникшую нештатную ситуацию, спланировать (вычислить) на основании полученных к текущему момент>г результатов очередной шаг процесса проекгирования сложного изделия, осуществить цифровую обработку принятых непрерывных сигналов, «вычислить» преступника - вот некоторые из примеров процедур, иллюстрирующих широту понятия вычислений. Более широкой трактовки требует и понятие вычислительной системы (ВС). Очевидно, оно должно объединять в себе любые аппаратно-программные системы, манипулирующие с информацией хотя бы в одном из перечисленных выше аспектов. Это могут быть простейшие системы передачи данных или сложнейшие системы в виде взаимосвязанной совокупности одного или многих (очень многих) компьютеров или процессоров (возможно базирующихся на различных принципах организации вычислений), многоуровневой памяти, периферийных устройств и программного обеспечения, управляющего аппаратными средствами и расширяющего их возможности в плане реализации информационно-вычислительных процессов различного характера. Под последними понимаются любые процессы, связанные с приобретением, хранением, обработкой, передачей и использованием информации. Аналоговая ВС, оперируя с непрерывными физическими сигналами, соответствующими переменным реализуемых математических моделей, обладает колоссальным быстродействием в силу существенного параллелизма вычислений (все функциональные блоки аналогового процессора принимают одновременное участие в вычислительном процессе). Однако, ей присущ ряд недостатков. Это и отсутствие универсальности, гибкости в плане переориентации системы на другую задачу (класс задач). Это проблемы обеспечения требуемой точности вычислений, которые могут возникать па определенных классах задач. Это низкая помехоустойчивость системы, функционирующей в условиях существенного влияния внешних факторов (температурных режимов, уровня радиации и т. Последовательный цифровой принцип архитектуры фон Неймана, базирующейся на формальном аппарате алгебры логики, отличается универсальностью. Универсальность цифрового микропроцессора, возможность обеспечения практически любой точности, более высокая помехоустойчивость определяют то предпочтение, которое отдано в современной практике цифровым ВС. Вместе с тем, с точки зрения многих приложений заслуживает внимания успешно развивающийся альтернативный подход к организации вычислений, базирующийся на применении искусственных нейронных сетей (ИНС) как основы существенно параллельных вычислительных систем — нейрокомпьютеров {нейропроцессоров). Последнее позволяет также придать определенную универсальность, гибкость нейрокомпьютеру, хотя и уводит от существенного параллелизма. В настоящее время устойчиво наблюдается развитие цифровых ВС в направлении архитектур параллельного действия. Параллелизм, как способ повышения производительности ВС, вводится на разных уровнях организации вычислений и при рассмотрении концепции распараллеливания вычислительных процессов уместно ввести понятие вычислительной структуры. Под ней будет пониматься совокупность вычислительных процедур конкретного содержания и определенного отношения их следования в вычислительном процессе. Как последовательно, так и параллельно выполняемые процедуры могут быть примитивными (в виде одной или нескольких последовательных команд) или сложными (состоящими из других процедур). Соответственно, возникает понятие уровня детализации параллелизма — от мелкозернистой детализации (в базисе примитивных процедур) до крупнозернистой (в базисе сложных процедур). Различные виды вычислительных структур предъявляют свои требования к архитектуре ВС, используемой для их реализации. Последовательную (линейную) вычислительную структуру вполне устраивает классическая архитектура фон Неймана (архитектура — по классификации Флинна []).