دانلود پایان نامه درباره شبیهسازی و مدل نمودن شبکههای حسگر با شبکههای عصبی ... |
الگوریتم کار شبکه:
۰- تعیین مقادیر اولیه ی پارامتر های R1، R2 ، tmax و
yold=0 ,
۱- سیگنال خارجی را اعمال و مقادیر yold را ذخیره می کنیم
y=x , yiold=xi ,i=1,…,n
۲- تا زمانیکه t<tmax قدم های ۳ الی ۷ را تکرار می کنیم
۳- محاسبه ی خروجی های خطی واحدها:
۴- تابع فعالیت زیر را اعمال می کنیم:
yi=f(Ii)
yi=min(ymax,max(0,Ii))
۵- خروجی ها را در yold ذخیره می کنیم:
,i=1,…,n yiold=yi
۶- افزایش شمارنده
t=t+1
۷- آزمایش شرط خاتمه:
اگر t<tmax ادامه دهیم در غیر این صورت الگوریتم خاتمه می یابد.
شبکه ی همینگ[۱۵۱]
قبل از شروع بحث راجع به شبکه ی همینگ باید با برخی اصطلاحات آشنا شویم. اولین تعریف مربوط به فاصله ی همینگ می شود. فاصله ی همینگ بین دو بردار X و Sj برابر تعداد مولفه های دو بردار است که با هم متفاوت هستند، که با dj نمایش داده می شود. تعریف بعدی مربوط به مفهوم میزان تشابه دو بردار است. میزان تشابه دو بردار عبارتست از تعداد مولفه های برابر دو بردارکه آن را با aj نمایش می دهند. پس با توجه به تعاریف ارائه شده داریم:
aj=n-dj
اکنون اگر فرض کنیم که دو بردار دو قطبی باشند(فقط حاوی مقادیر ۱ و ۱- ) آنگاه می توان روابط زیر را ارائه نمود:
Sj.X=aj-dj=aj+aj-n=2aj-n , aj=0.5*Sj.X+0.5*n=0.5* +۰.۵*n
شکل ۲‑۱۹- مدل ساختاری یک واحد از شبکه ی همینگ ]۱[
بعد از ارائه ی توضیحات اولیه اکنون به بحث پیرامون هدف ارائه ی این شبکه می پردازیم. در شبکه ی همینگ تعدادی از نرون ها شبیه شکل فوق، تعدادی بردار نمونه را ارائه می دهند و شبکه میزان شباهت X ورودی به هر یک را بدست می دهد. بزرگترین خروجی شبیه ترین بردار نمونه به X را مشخص می کند. این بزرگترین خروجی را می توان با بهره گرفتن از یک لایه شبکه ی MaxNet مشخص کرد.
ساختار شبکه: همانگونه که در بخش بالا اشاره شد این شبکه از دو بخش تشکیل یافته است، بخش اول که هر واحد آن معرف یک بردار می باشد که قصد مقایسه ی ورودی با آن را داریم و وزن اتصالات آن نیز بر اساس تعاریف از قبل مشخص و تنظیم می شود، بخش دوم شبکه یک لایه ی شبکه ماکس نت است که جهت تعیین بزرگترین خروجی از بخش اول استفاده می شود و بدین طریق کار تشخیص شبیه ترین بردار به بردار ورودی انجام می گیرد. شکل ذیل ساختار این شبکه را نمایش می دهد ]۱[.
شکل ۲‑۲۰- مدل ساختاری شبکه همینگ
الگوریتم کار شبکه:
فرض اولیه ذیل را در نظر می گیریم :
n : تعداد عناصر بردار ورودی
m : تعداد بردارهای نمونه
Sj ، j=1,…,m : بردار های نمونه
۰- تعیین وزن های شبکه بر اساس رابطه ذیل
,i=1,…,n j=1,…,m wi,j=0.5sij
۱- برای هر بردار X قدم های ۲ الی ۴ را انجام می دهیم.
۲- محاسبه خروجی خطی واحدها:
,j=1,…,m
۳- تعیین مقادیر اولیه شبکه ماکس نت
j=1,…,m yj(0)=yi
۴- الگوریتم ماکس نت انجام می شود
کارهای مرتبط
مقدمه
در این فصل سعی در معرفی کارهای مرتبط با موضوع پایاننامه میباشد که از بین تحقیقات و نوآوریهای انجام گرفته، روشهایی که از لحاظ نوآوری و صحت خروجی در ارائه نتایج به کاربر از سایرین دارای خروجی مطلوبتری بوده انتخاب و بیان شده است.
کارهای مرتبط
ارائه و نمایش اثرهای توزیعشدگی هماهنگسازی برخط، در سیستمهای توزیع شده، برای تشخیص لحظهای خطا در مسایل پیچیده مهم است. متدهای موجود ارائه اثر هماهنگ سازی، قادر به ارائه آدرس دقیق مسئله پیشآمده در لحظه نیست. در [۲۸]یک رویکرد جدید موثر برای بهروزرسانی پارامترهای هماهنگسازی افزایشی، بدون کاهش دقت و صحت نتایج و یا ایجاد تاخیر در محاسبات را ارائه کرده است. الگوریتم جدید ارائه شده یک درخت پوشای کمینه از فاکتورهای هماهنگ سازی سطوح لینکها و محاسبات افزایشی میسازد و از این طریق بهترین زمان برای گره مرجع را ارائه میدهند. این روش در زمان متوسط O(log n) در صورتی که فاکتورهای هماهنگسازی لینک تغییر کند به طول می انجامد. در ارزیابیهای انجام شده نشان داده شده است که روش ارائه شده در شبکههای با اندازه بزرگ و محاسبات زمان طولانی مقیاسپذیری مناسبی دارد.
در [۲۹] انواع مکانیزمهای همزمانی و شکلهای هندسی آنها که برای سیستمهای توزیع شده وجود دارد به همراه زبانهای برنامهنویسی همزمانیشان شرح داده شده است. سیستمهای توزیع شده بدلیل نیاز به افزایش قدرت محاسباتی از طریق تکنیکهای شکستن یک مسئله بزرگ به تعدادی فرایند کوچکتر و اجرای این فرآیندها روی پردازندههای جداگانه و ترکیب نتایج آنها برای ارائه جواب مسئله بزرگ است. مهمترین مسایل، تکنیکهای شکستن، تعامل و بازترکیب فرآیندها میباشد. هر کدام از این مسایل دو جزء اصلی انحصار متقابل و همزمانی بین منابع و فرآیندها را شامل میشوند. در [۲۹] روی شکلهای هندسی همزمانی و تعدادی از زبانهای پیادهسازی ارائه شد این شکلها را توضیح میدهد.
بهرهبرداری از ارتباطات بین سیستمهای سختافزاری ناهمزمان نیاز به دقت زمانی برای سهولت مدلسازی دارد. اگرچه ویژگیهای مدل نقشه سختافزاری سیستم به طور طبیعی ممکن است روی ویژگیهای زمانی اثر نداشته باشد ولی ممکن است منجر به خطاهایی در مدل شود. در [۳۰] یک برنامه اجرا کننده پروتکل سنکرون معرفی شده است که یک چارچوب نظری کلی برای توسعه فرآیندهای مرتبط و ایجاد همزمانی روی فرآیندهای دادهمحور است.
در [۳۱] برای تعامل فعالتر محیط یک تابع کنترل محیط پیشنهاد شده است. برای حل مشکل هماهنگی دادهها و محاسبات در محیط توزیعشده از یک متغیر پیشنگر استفاده میکند. متغیر پیشنگر اجازه بهبود کنترل را با روشهای همگام سازی موجود را میدهد. مشکل کنترل گزاره است، بنابراین، هدف کاربردهایی نظیر اشکالزدایی توزیع شده و بازیابی و برگشت به عقب برای هر محاسبهای است که پیشنگر برای آن اتفاق افتاده است.
در [۳۲] مشکل متعادل کردن بار در هماهنگسازی حلقهها با یا بدون وابستگی در سیستمهای ناهمگن غیر اختصاصی توزیعشده را انجام میدهند. برای بهبود عملکرد از دو مکانیزم مدل اصلی و جانبی استفاده نمودند. ابتدا با مکانیزم هماهنگسازی که برنامهها را قادر میسازد با بهره گرفتن از الگوریتمهای خودزمانبند موجود حلقههای وابسته را مشخص و هماهنگ کند. سپس با مکانیزم وزندهی قابلیت متعادل کردن بار این الگوریتمها را بهبود میدهد. برای آزمایش روش از کاربردهای عملی شامل حلقههایی با وابستگی یکنواخت و همچنین یک آزمون با حلقههای موازی انجام شد. نتایج نشاندهنده دستیابی به سرعت بالاتر برای حلقههای وابسته بوده است.
در [۳۳] مطالعهای برروی توپولوژیهای هماهنگسازی ساعت شناخته شده به انجام رسید. برای حل مسئله الگوریتم Aopt ارائه شده که از تطبیق حد بالا و پایین زمان بین گرههای همسایه و گرههای دلخواه در سیستمتوزیع شده استفاده می کند. با بهره گرفتن از این الگوریتم می توان ساعت و تاخیرها را در قسمتها متفاوت در یک مدل بسیار کلی نگهداری و استفاده نمود و حتی اگر نرخ ساعت منطقی در یک محدوده تعریف شده با حداکثر نرخ اختلاف ساعت و تاخیر است مرزهای قوی میتوان بدست آورد. روش از انعطاف پذیری خوبی برخوردار بوده ولی در مقیاسپذیری دچار مشکل است.
در [۳۴] نشان داده شده است برای رسیدن به مکانیزم هماهنگسازی نیاز به پروتکل Get/Put است و یک برنامه همانگسازی جدید بنام Audit بدین منظور ارائه شده است. این روش برخلاف مکانیزم اطلاع/صبر ARMCI هیچ پیام اضافی برای هماهنگسازی نیاز ندارد و همچنین برخلاف پرچم سمافور UPC و متغیر شمارنده LAPI متغیر هماهنگسازی خود را از کاربران نهایی پنهان میکند. ایده اصلی این روش برگرفته از عملیاتهای Get و Put استفاده شده در هماهنگسازی بخشهای حافظه میباشد و این بدین معنا است که کاربران از مدیریت متغیرهای هماهنگسازی بیخبر هستند. ارزیابی با بهره گرفتن از MG NAS نشان داد که روش ارائه شده از نظر تعداد فرآیندهای همزمان، تعداد داده، و میزان پیامهای رد و بدل شده همیشه بهتر از ARMCI است.
در [۳۵] زمانبند تراکنشها بنام Bimodal ارائه شده است که حداکثر موازی سازی را در تراکنشهای فقط خواندنی بدون آسیبرساندن به تراکنشهای نوشتنی اولیه را برآورده میکند. در اصل این مقاله روی تراکنشهایی که دارای دوره طولانی خواندن هستند و نیاز به نوشتن در انتها تراکنش داشته و راه حل اینکه باید این تراکنشها را مرتب نمود کار کرده است. در این مقاله فرض شده است که زمانبندی محافظهکار است یعنی یکی از تراکنشهای در یک برخورد را بینتیجه میگذارد که این رویکرد را باعث کاهش هزینههای برخورد و وابستگیها میداند و نشان داده شد که این زمانبند توان انجام کارها بهبود داده و هزینه وابستگی را کاهش میدهد.
در [۳۶] یک چارچوب برنامهنویسی ارائه شده است که به برنامهنویس اجازه میدهد ساختارهای کد خود را بطور موثر برروی CPU و GPU بطور موثر اجرا نماید. رویکرد بکار رفته ترکیبی از دستورات سطح بالای استخراج شده از OpenMP و OpenACC بوده که روی هر دو معماری سازگار میباشد. محدودیتهای کامپایلر OpenAcc در تبدیل کد برای اجرا در یک هسته GPU را معرفی و قوانین لازم برای هماهنگسازی و تکنیکهای لازم برای اجرای موازی در GPU برای دستیابی به عملکرد بهتر را وضع نموده است. و در انتها نشان داد که استفاده از این روش به کاهش طول کد خواهد انجامید.
در [۳۷] نتایج حاصل از دو مقاله که در رابطه با سیستمهای تعبیهشده زمان واقعی بوده است را با هم ترکیب کرد. یکی از مقالات ایجاد معماری نرمافزار برای مدیریت ماموریتهای ماهوارهای که توسط آژانس فضایی اروپا انجام شده و دیگری توسعه برنامههای کاربردی ارتباط از راه دور و نرمافزاری برای راهآهن است. معماری ارائه شده براساس چهار جزء مرتبط با هم شامل مدل کامپوننتها، یک مدل محاسباتی، یک مدل برنامهنویسی و یک قالب برای اجرا میباشد. موارد خاص هر کدام بررسی و برای هر یک از اجزاء معماری لازم مطرح شد. و در دو سطح طراحی و پیادهسازی مورد بررسی قرار گرفت.
در [۳۸] یک همگامسازی فیزیکی که به طور مستقیم از طریق رابط لایه فیزیکی و از گرهای به گره مشابه و با توجه به زمانبندی انتقال مورد استفاده ارائه شده است. روش ارائه شده به راحتی قابل اجرا برروی انواع اترنت از جمله ۱۰۰ مگابایت در ثانیه، ۱ گیگابایت در ثانیه و ۱۰ گیگابایت در ثانیه میباشد. رویکرد بکار رفته استفاده از زمانهای بیکاری خطوط ارتباطی است که در این زمانها با ارسال و دریافت کاراکترهایی و انتقال پالسها بهبود و همزمانی ساعت را منجر میشود. برای ارزیابی روش ارسال و دریافت اطلاعات بین گرهها را با روش SONET/SDH مقایسه و بهبود همگامسازی در انتقال اطلاعات را نمایش داده است.
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1400-08-22] [ 03:22:00 ب.ظ ]
|