本文關(guān)鍵詞：基于CUDA并行平臺(tái)的核膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 膜計(jì)算 核膜系統(tǒng)計(jì)算模型 NP難問(wèn)題 CUDA

【摘要】：作為自然計(jì)算的一個(gè)新分支,膜計(jì)算旨在從細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能及細(xì)胞群的協(xié)作方式中抽象出計(jì)算模型。到目前為止,各具特點(diǎn)的膜系統(tǒng)變種已相繼提出,這在豐富膜計(jì)算的同時(shí)也導(dǎo)致其在描述和驗(yàn)證上的困難。為了解決這個(gè)問(wèn)題,2013年英國(guó)謝菲爾德大學(xué)教授Marian Gheorghe提出了核膜系統(tǒng),旨在將各類膜系統(tǒng)特性統(tǒng)一到相同框架下,并為其提供通用的描述形式。由于核膜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的研究剛起步,還沒(méi)有在并行平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)方案；因此,在并行平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)核膜系統(tǒng)求解NP難問(wèn)題就顯得具有特別重要的意義。基于以上原因,本文選題為基于CUDA并行平臺(tái)的核膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),將以核膜系統(tǒng)為基礎(chǔ),給出核膜系統(tǒng)求解NP難問(wèn)題的通用方法,并在CUDA平臺(tái)下仿真實(shí)現(xiàn),旨在為并行實(shí)現(xiàn)核膜系統(tǒng)提供一定技術(shù)支持。 本文主要工作和研究成果可概括如下： 1、根據(jù)核膜系統(tǒng)特點(diǎn),采用空間換時(shí)間的思想,對(duì)核膜系統(tǒng)中字母表、對(duì)象集、規(guī)則集、膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),提出使用核膜系統(tǒng)求解NP難問(wèn)題的方法。 2、針對(duì)使用串行平臺(tái)實(shí)現(xiàn)核膜系統(tǒng)耗時(shí)較長(zhǎng)的不利因素,提出使用CUDA并行平臺(tái)實(shí)現(xiàn)核膜系統(tǒng)的方法。該方法采用規(guī)則執(zhí)行單元對(duì)應(yīng)線程、膜對(duì)應(yīng)線程塊的方式,將核膜系統(tǒng)格局的更新轉(zhuǎn)換為CUDA平臺(tái)中線程事務(wù)的運(yùn)行,充分發(fā)揮圖形處理器高性能優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)對(duì)核膜系統(tǒng)的并行仿真。 3、以子集和問(wèn)題與可滿足性問(wèn)題為實(shí)例,闡述使用核膜系統(tǒng)求解NP難問(wèn)題的基本設(shè)置和運(yùn)行過(guò)程,并通過(guò)CUDA并行平臺(tái)仿真實(shí)現(xiàn)。最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了核膜系統(tǒng)求解NP難問(wèn)題的可行性；且實(shí)驗(yàn)結(jié)果亦表明使用CUDA并行平臺(tái)最高比CPU快26倍。
【關(guān)鍵詞】：膜計(jì)算 核膜系統(tǒng)計(jì)算模型 NP難問(wèn)題 CUDA
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP338.6
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 引言11
• 1.2 課題提出及意義11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文主要工作14
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第2章 核膜系統(tǒng)求解NP難問(wèn)題方法15-23
• 2.1 引言15
• 2.2 核膜系統(tǒng)15-19
• 2.2.1 核膜系統(tǒng)概述15
• 2.2.2 核膜系統(tǒng)語(yǔ)法與語(yǔ)義15-19
• 2.3 NP難問(wèn)題核膜系統(tǒng)求解方法19-22
• 2.3.1 總體思路19
• 2.3.2 語(yǔ)法19-21
• 2.3.3 語(yǔ)義21-22
• 2.4 小結(jié)22-23
• 第3章 核膜系統(tǒng)CUDA并行平臺(tái)實(shí)現(xiàn)方案23-40
• 3.1 引言23
• 3.2 CUDA并行平臺(tái)介紹23-28
• 3.2.1 CUDA硬件基礎(chǔ)23-24
• 3.2.2 CUDA編程模型24-28
• 3.3 核膜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案28-35
• 3.3.1 總體思路28-29
• 3.3.2 核膜系統(tǒng)語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)29-30
• 3.3.3 核膜系統(tǒng)語(yǔ)義實(shí)現(xiàn)30-35
• 3.4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析35-39
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境35-36
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析36-39
• 3.5 小結(jié)39-40
• 第4章 子集和問(wèn)題與可滿足性問(wèn)題實(shí)例40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 子集和問(wèn)題40-45
• 4.2.1 子集和問(wèn)題簡(jiǎn)介40
• 4.2.2 子集和問(wèn)題核膜系統(tǒng)求解40-42
• 4.2.3 子集和問(wèn)題活性膜系統(tǒng)求解42-43
• 4.2.4 對(duì)比分析43-44
• 4.2.5 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析44-45
• 4.3 可滿足性問(wèn)題45-51
• 4.3.1 可滿足性問(wèn)題簡(jiǎn)介45
• 4.3.2 可滿足性問(wèn)題核膜系統(tǒng)求解45-48
• 4.3.3 可滿足性問(wèn)題活性膜系統(tǒng)求解48-49
• 4.3.4 對(duì)比分析49
• 4.3.5 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析49-51
• 4.4 小結(jié)51-52
• 總結(jié)與展望52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果59

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張葛祥;潘林強(qiáng);;自然計(jì)算的新分支——膜計(jì)算[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2010年02期

2 黃晗;金光大;楊彬;鄭曉龍;;基于CUDA并行平臺(tái)實(shí)現(xiàn)核膜系統(tǒng)求解可滿足性問(wèn)題的研究[J];云南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年06期

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本文編號(hào)：591970