Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Вибір та обґрунтування теми наукової роботи
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Звіт
Предмет:
Інші
Група:
ПЗС-13м
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет “ Львівська політехніка ”
Кафедра ПЗ
Звіт
до лабораторної роботи № 2
з дисципліни: Методи та засоби наукових досліджень в інноваційних
комп'ютерних технологіях
на тему: " Вибір та обґрунтування теми наукової роботи"
Львів 2009
Тема роботи: Вибір та обґрунтування теми наукової роботи.
Мета роботи: Вибрати та обґрунтувати тему наукової роботи, ознайомитись з існуючими дослідженнями за обраною темою.
Тема наукового дослідження
Під час дослідження матеріалів по напрямку обраної наукової роботи, тобто дослідженню ефективності різних існуючих методів та алгоритмів розбиття схем, можна сказати що дана галузь є важливою, так як має прямий зв’язок з задачами алгоритмізації і полягає у спрощенні і приведенні схем до частин з якими зручно працювати. На сьогодні ця тема активно розвивається, є багато напрацювань. Проте почавши ознайомлення із існуючими підходами до вирішення цієї проблеми було помічено, що на даний час немає універсальної методики. Також ефективність конкретних методів є спірною, залежить від поставлених задач, складності схеми і наявних обчислювальних ресурсів.
На сьогодні існує вже достатньо багато алгоритмів, та підходів до вирішення різних проблем розбиття схем на частини. Проведено багато досліджень, які дозволяють вирішувати практичні задачі. Головною метою досліджень є створення надійних і ефективних методів вирішення цієї проблеми.
Тому даний напрямок роботи є цікавим і дає багате поле для подальших досліджень
Ця сфера наукового інтересу є достатньо цікавою і передбачає практичне застосування отриманих результатів. Так вже певні здобутки і оптимізацію в даному напрямку можна одразу впроваджувати в практичне застосування, так як у цієї сфери досліджень є наявним прямий практичний інтерес.
Даний напрямок дослідження активно розробляється вченими-теоретиками. Методика розбиття схем є темами багатьох наукових робіт і напрацювань різних науковців.
Отже взявши до уваги все перераховане вище можна сказати, що тема наукового дослідження є актуальною і має практичну цінність. Незавершеність досліджень по даній темі дозволяє розробляти нові актуальні методи і покращувати існуючі результати.
Наукова новизна та актуальність
На даний час існує багато методів вирішення поставленої задачі. Усі вони базуються на різноманітних алгоритмах. Існує велика кількість ідеологій рішення таких задач. На даний час активно розвиваються генетичні алгоритми розв’язку.
В даному дослідженні ставиться за мету особливостей, недоліків і переваг різних методів і підходів та визначення ситуацій в яких доцільно застосовувати той чи інший метод, а також визначенню які методи є найбільш оптимальними, зручними і доцільними для практичної реалізації, та порівняння їх ефективності.
І так як стоїть практична потреба у розбитті схем елементів на частини в зв’язку з постійним збільшенням і ускладненням новостворених схем і досягненні якнайкращих результатів, то ця тема є актуальною у наш час.
Наукова новизна такої роботи полягає в тому, що хоча розроблено і описано багато методів оптимізації розбиття схем, але стоїть питання про ефективність і доцільність практичного використання того чи іншого методу і є наявною потреба у порівнянні створених методів між собою для визначення найоптимальнішого з них для конкретних заданих ситуацій.
Об’єкт та предмет наукового дослідження
Об’єктом наукового дослідження є електрична схема з певним числом елементів схеми та числом виводів схеми
Предметом дослідження є вивчення методик розбиття електричних схем на частини та їх порівняння між собою для визначення їх особливостей, переваг та недоліків.
Існуючі дослідження
Для алгоритмізації та формального розв’язку задачі розбиття схем здійснюється перехід від електричної схеми з’єднань до мультиграфу .
Існує ряд методів переходу від електричних схем до графів. Найбільш відомий метод полягає в тому, що елементам схеми ставляться у відповідність ребра графа, а електричним ланцюгам – вершини. Цей метод широко і успішно використовується для аналізу і синтезу електричних схем. Однак для вирішення задач, пов’язаних з конструюванням електричних схем, даний метод не прийнятний. Для вирішення задач конструювання, як правило використовується метод переходу до графа G=(X,U), при якому елементам схеми відповідають вершини графа xi(X, а електричні ланцюги представляються ребрами uij(U.
Для вирішення задач розбиття отримані графи можуть представлятись різними способами. Найбільш широко використовуються матриці суміжності, список ребер (кодова реалізація матриці суміжності), матриці ланцюгів.
Матриці суміжності зручні при великій насиченості схем зв’язками. Практично матриці суміжності графів схем заповненні на 80-85 % нульовими елементами, тому в деяких випадках більш доцільно використовувати кодову реалізацію матриці суміжності або матрицю ланцюгів для більш економного використання пам’яті комп’ютера, що, в свою чергу, дозволяє збільшувати розмірність задачі, яка вирішується
Послідовні алгоритми
Суть послідовних алгоритмів розбиття графа полягає в наступному. Спочатку за певним правилом вибирають першу вершину або групу вершин, до яких потім приєднюють інші вершини графа для утворення першої частини. Після цього утворена частина відтинається від початкової схеми та процес повторюється до отримання бажаного розбиття.
Паралельні методи
Суть паралельних алгоритмів розбиття графа полягає в декомпозиції задачі на окремі незалежні частини
Послідовно-паралельні методи
Одним таким методом є метод із використанням матриці ланцюгів.
Використане в алгоритмі компонування вузлів за зв’язністю займає центральне місце в групі послідовних алгоритмів компонування. Основу методу складає послідовна процедура виділення з вихідної схеми пов'язаних груп елементів, що здійснюється за допомогою операцій кон’юнкції та диз'юнкції над елементами схеми. Цей метод був використаний для компонування вузлів (комірок і панелей) у системі автоматизації фірми IBM. Згодом з'явились різноманітні модифікації методу, що враховують конкретні обмеження в задачах компонування конструктивних вузлів і модулів логічних схем. Але навіть модифікації цього методу не забезпечують оптимального розбиття. Тому завданням нижче викладеного методу є досягнення оптимальнішого рішення.
Розглянемо загальну схему методу й особливості його конкретної реалізації на комп‘ютері. Процес розбиття включає в себе два основних етапи:
- початкове розбиття схеми;
- перерозбиття пар кусків.
Генетичні та еволюційні алгоритми
Основна тема пошуку ГА - пошук балансу між ефективністю і якістю для "виживання" в різних умовах. Головні відмінності ГА від інших оптимізаційних і пошукових процедур наступні: здійснюють пошук з безлічі крапок, а не з єдиної крапки; використовують цільову функцію, а не її різні прирости; для оцінки отримуваної інформації використовують не детерміновані, а імовірнісні правила; дають не одне рішення, а цілий спектр рішень, з яких можливо вибрати найкраще, з точки зору поставленого завдання. Мабуть, однією з головних властивостей ГА є, то що, вони досить легкий долають локальний оптимум через свою "природу". Гнучкість структури ГА, можливість її налаштування і перенастроювання дають можливість створення структур, що забезпечують. здобуття найкращого результату за прийнятний час. Це, у свою чергу, надає дослідникам щонайширші можливості, для пошуку альтернативних рішень в цьому напрямі.
В зв'язку з цим, тема роботи, пов'язана з розробкою нового алгоритму розбиття схем, при проектуванні СБІС, що використовує методи генетичного пошуку в комбінації з іншими ітераційними методами, дозволяє скоротити час пошуку рішень в завданнях великої розмірності, і в той же час підвищити якість отримуваних рішень за рахунок адаптивної архітектури, є актуальною.
Висновок: при виконанні даної роботи було обрано та обґрунтовано тему наукової роботи та ознайомлення з існуючими дослідженнями по даній темі. Так можна сказати що більш менш адаптованими і зручними для використання є комбіновані паралельно-послідовні методи, так як вони зосереджують у собі переваги як послідовних так і паралельних методів розбиття схем. Проте в наш час починають набирати актуальність адаптивні генетичні методи, і можна впевнено сказати майбутній розвиток даної галузі досліджень саме за генетичними методами.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора