Detail publikace
Evolutionary Design of Generic Structures Using Instruction-Based Development
Výpočetní development představuje obsáhlou podoblast evolučního návrhu. Obecně je development chápán jako přídavný mechanismus evolučního algoritmu, snažící se překonat problém škálovatelnosti, který tvoří zásadní omezení při evolučním návrhu. Dosud bylo v oblasti developmentu uvedeno mnoho modelů a technik, včetně jejich aplikací v různých oborech. Tato doktorská práce představuje novou třídu modelů pro development, nazvanou development založený na instrukcích. Základním rysem tohoto přístupu je evoluce aplikačně-specifických programů, sestávajících z jednoduchých instrukcí, podobně jako v genetickém programování využívajícím lineární reprezentaci. Koncept programů ve své podstatě umožňuje realizovat univerzální výpočetní model v závislosti na volbě instrukčního souboru, interpretaci a způsobu vykonávání instrucí. Program v podobě posloupnosti instrukcí tedy umožňuje specifikovat libovolný algoritmus, který je v oblasti developmentu chápán jako předpis pro vývoj (konstrukci) cílového objektu. Smyslem této práce je aplikace developmentu založeného na instrukcích v návrhu generických struktur. Jako vhodná oblast pro úspěšnou demonstraci tohoto záměru byly zvoleny kombinační logické obvody. Jsou zavedeny dva odlišné přístupy aplikace developmentu založeného na instrukcích. První přístup, nazvaný jako kontinuální development, umožňuje návrh teoreticky libovolně velkých, "rostoucích" objektů, z určitého triviálního počátečního řešení, které zachovávají požadovanou funkci po celou dobu svého vývoje. Případová studie kontinuálního developmentu demonstruje schopnosti této metody v oblasti evolučního návrhu generických řadicích sítí. Evoluce je v tomto případě schopna nalézt inovativní řešení, které vykazuje lepší vlastnosti v porovnání s konvenčním přístupem. Schopnost nejlepšího nalezeného programu konstruovat skutečně generické řadicí sítě je dokázána formálně. Další experimenty s využitím kontinuálního přístupu jsou prezentovány v oblasti návrhu libovolně velkých polymorfních obvodů. Druhý přístup představuje takzvaný parametrický development. V tomto případě je cílový objekt vyvíjen pokaždé od počáteční instance a požadovaná velikost je specifikována parametrem. V souvislosti s touto metodou je představeno zavedení externí informace do vývojového systému, kterou zde nazýváme prostředí, sloužící k vývoji generických struktur obsahujících nepravidelné části. Aplikace parametrického developmentu jsou prezentovány v oblasti evolučního návrhu generických kombinačních násobiček. Uvedeny jsou dvě varianty tohoto přístupu, z nichž první představuje počáteční experimenty evoluce běžných kombinačních násobiček, zatímco druhá varianta umožňuje vývoj libovolně velkých efektivních násobiček založených na principu uchování přenosu. Celkově tato práce představuje širokou škálu experimentů, demonstrujících schopnosti předložených konceptů kontinuálního a parametrického developmentu založeného na instrukcích, zabývajících se návrhem různých generických struktur včetně ukázky možnosti nalezení inovativních obecných řešení.
@BOOK{FITPUB9459,
author = "Michal Bidlo",
title = "Evolutionary Design of Generic Structures Using Instruction-Based Development",
pages = 124,
year = 2010,
location = "Brno, CZ",
publisher = "Faculty of Information Technology BUT",
ISBN = "978-80-214-4210-8",
language = "english",
url = "https://www.fit.vut.cz/research/publication/9459"
}