Možnosti akcelerace symbolické regrese pomocí kartézského genetického programování
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Tato práce je zaměřena na hledání postupů, které by akcelerovaly symbolickou regresi v rámci kartézského genetického programování. Práce přibližuje kartézské genetické programování a jeho využití v úloze symbolické regrese. Zabývá se architekturou SIMD a instrukční sadou SSE a AVX. Práce představuje řadu optimalizačních metod, které vedou k výraznému urychlení evoluce v kartézském genetickém programování. Metoda bitově paralelní simulace používající vektory AVX2 umožňuje paralelně pracovat s 256 vstupními kombinacemi logického obvodu. Obdobně lze využít bajtově paralelní simulaci a pracovat se 32 bajty při evoluci obrazového filtru. Metoda akcelerace pomocí generování nativního kódu výrazně urychluje evaluaci kandidátních řešení. Nová metoda dávkové mutace může zrychlit evoluci kombinačních logických obvodů i tisíckrát v závislosti na velikosti problému. Kombinací zmíněných i dalších metod trvala například evoluce násobiček 5 x 5b v průměru 5,8 vteřin na procesoru Intel Core i5-4590.
This thesis is focused on finding procedures that would accelerate symbolic regressions in Cartesian Genetic Programming. It describes Cartesian Genetic Programming and its use in the task of symbolic regression. It deals with the SIMD architecture and the SSE and AVX instruction set. Several optimizations that lead to a significant acceleration of evolution in Cartesian Genetic Programming are presented. A method of a bit-level parallel simulation that uses AVX2 vectors allows to process 256 input combinations of a logic circuit in paralell. Similarly it is possible to use a byte-level parallel simulation and work with 32 bytes when evolving an image filter. A new method of batch mutation can accelerate the evolution of combinational logic circuits thousand times depending on the problem size. For example, using a combination of these and other methods the evolution of 5 x 5b multipliers took 5.8 seconds on average on an Intel Core i5-4590 processor.
This thesis is focused on finding procedures that would accelerate symbolic regressions in Cartesian Genetic Programming. It describes Cartesian Genetic Programming and its use in the task of symbolic regression. It deals with the SIMD architecture and the SSE and AVX instruction set. Several optimizations that lead to a significant acceleration of evolution in Cartesian Genetic Programming are presented. A method of a bit-level parallel simulation that uses AVX2 vectors allows to process 256 input combinations of a logic circuit in paralell. Similarly it is possible to use a byte-level parallel simulation and work with 32 bytes when evolving an image filter. A new method of batch mutation can accelerate the evolution of combinational logic circuits thousand times depending on the problem size. For example, using a combination of these and other methods the evolution of 5 x 5b multipliers took 5.8 seconds on average on an Intel Core i5-4590 processor.
Description
Citation
HODAŇ, D. Možnosti akcelerace symbolické regrese pomocí kartézského genetického programování [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Bioinformatika a biocomputing
Comittee
prof. Ing. Lukáš Sekanina, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ondřej Ryšavý, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Matěj Grégr, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Lukáš Holík, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Martínek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2019-06-20
Defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A. Otázky u obhajoby: Jaké části vaší práce by bylo možné použít v úloze evoluční optimalizace / aproximace existujících obvodů? Jaký je poměr času strávený v evaluaci kandidátních řešení pomocí AVX instrukcí a režie způsobené operacemi dávkové mutace?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení