基于GPU加速的細(xì)粒度模型并行免疫算法研究
本文關(guān)鍵詞：基于GPU加速的細(xì)粒度模型并行免疫算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《大連理工大學(xué)》 2009年
基于GPU加速的細(xì)粒度模型并行免疫算法研究
張立花
【摘要】： 免疫系統(tǒng)是目前已知的最精妙復(fù)雜的身體抵御外部有害物質(zhì)的系統(tǒng),它猶如一支訓(xùn)練有素的精銳部隊(duì),捍衛(wèi)機(jī)體的健康。免疫細(xì)胞會(huì)對(duì)入侵者產(chǎn)生記憶,當(dāng)下次同樣的抗原入侵時(shí),便以此抗體將其消滅,這正是“疫苗預(yù)防接種”的基本原理。人工免疫系統(tǒng)作為人工智能研究的一個(gè)新領(lǐng)域,期望借鑒生物免疫系統(tǒng)的信息處理機(jī)理和功能,進(jìn)一步豐富人工智能能的研究手段,也可以說,生物免疫學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了人工智能的研究。 免疫系統(tǒng)的特點(diǎn)和作用機(jī)理對(duì)工程應(yīng)用中許多復(fù)雜問題的求解有重要的啟示和借鑒作用,作為一種智能優(yōu)化計(jì)算方法,在實(shí)際工程中表現(xiàn)出巨大的潛力。但是在數(shù)值建模和優(yōu)化計(jì)算等領(lǐng)域中,在處理大量數(shù)據(jù)和求解大規(guī)模復(fù)雜問題時(shí),免疫算法(ImmuneAlgorithm,IA)仍然需要大量的計(jì)算時(shí)間,而并行的IA算法能極大地降低問題求解時(shí)間。 針對(duì)IA在解決大規(guī)模優(yōu)化問題時(shí)需要消耗大量的時(shí)間無法達(dá)到實(shí)時(shí)性的問題,結(jié)合GPU的高速并行性,本文提出了一種基于GPU(Graphics Processing Unit,GPU)加速的細(xì)粒度并行免疫算法。本算法借助CUDA(Compute Unified Device Architecture,CUDA)統(tǒng)一架構(gòu),將實(shí)現(xiàn)過程轉(zhuǎn)化成CUDA線程塊并行計(jì)算過程,使得免疫算法在GPU中加速執(zhí)行,在取得較好的優(yōu)化效果的同時(shí),解決了細(xì)粒度并行的群體規(guī)模限制問題,提高了算法的運(yùn)行速度。本文的重要工作如下: (1)回顧了免疫算法的研究背景,產(chǎn)生與研究現(xiàn)狀以及研究趨勢(shì),同時(shí)闡明了利用GPU來研究免疫算法的意義,闡述了本文的免疫算法研究模型。 (2)回顧GPU的發(fā)展,對(duì)GPU的通用計(jì)算以及應(yīng)用做了一個(gè)大概的闡述,對(duì)NVIDIA GPU的統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)(CUDA)的執(zhí)行模型,存儲(chǔ)模型以及通信模型做了簡(jiǎn)要的概述。 (3)闡述了免疫算法的生物學(xué)機(jī)理,對(duì)生物學(xué)整體上的認(rèn)識(shí)可以有助于我們更好的對(duì)算法模型理解。 (4)針對(duì)傳統(tǒng)算法在優(yōu)化大規(guī)模等問題時(shí)計(jì)算量大和計(jì)算速度慢的問題,提出了基于GPU加速的細(xì)粒度并行免疫算法,通過圖形硬件的并行性,將傳統(tǒng)的遞歸算法轉(zhuǎn)化成并行計(jì)算,大幅度提高了算法的執(zhí)行速度,節(jié)約了計(jì)算時(shí)間。對(duì)算法進(jìn)行程序?qū)崿F(xiàn),對(duì)算法在CPU和GPU中的時(shí)間進(jìn)行比較,給出結(jié)果分析,證明了算法的可行性與實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP18
【目錄】：
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【引證文獻(xiàn)】
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2 沈冠町;徐本柱;劉曉平;;改進(jìn)的免疫算法在作業(yè)車間調(diào)度中的應(yīng)用[A];全國(guó)第21屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議（CACIS·2010）暨全國(guó)第2屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年
3 周德義;左春檉;李靜;苗菲;張舟;;基于免疫算法的齒輪減速器區(qū)間優(yōu)化研究[A];走中國(guó)特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路——中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2008年
4 許殿;史小衛(wèi);;基于免疫算法的微波電路優(yōu)化技術(shù)[A];2003'全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集[C];2003年
5 王瑋;占榮輝;張軍;;基于免疫算法的距離像長(zhǎng)度估計(jì)[A];第十四屆全國(guó)信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)(CCSP-2009)論文集[C];2009年
6 蘇兆品;蔣建國(guó);尹翔;夏娜;李勇;;一種基于免疫的敏捷供應(yīng)鏈形成算法[A];全國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨制造業(yè)自動(dòng)化、信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年
7 孟科;李紹軍;錢鋒;;實(shí)數(shù)編碼免疫算法在溶劑脫水塔軟測(cè)量中的應(yīng)用[A];'2006系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年
8 呂崗;趙鶴鳴;;一種優(yōu)化前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值的免疫算法[A];2003年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2003年
9 余建軍;孫樹棟;;模擬退火免疫混合算法[A];全國(guó)第16屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年
10 任偉建;霍鳳財(cái);王愛軍;;人工免疫系統(tǒng)原理及其應(yīng)用[A];2004中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年
中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 勾軼;基于免疫算法和多傳感器信息融合的電機(jī)故障綜合診斷方法研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2010年
2 葉蓮;基于免疫算法的分類方法及其應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2012年
3 李運(yùn)江;基于免疫算法的音樂廳形體優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2014年
4 呂崗;免疫算法及其應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2003年
5 葉劍鋒;基于免疫優(yōu)化算法的陣列天線綜合的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年
6 葛紅;免疫算法及核聚類人工免疫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2003年
7 王磊;免疫進(jìn)化計(jì)算理論及應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2001年
8 宋曉琳;基于免疫算法的汽車主動(dòng)懸架控制技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2007年
9 劉智超;復(fù)雜信號(hào)解析與建模方法研究[D];南開大學(xué);2009年
10 孫凱;基于免疫算法與分散搜索的鋼鐵生產(chǎn)調(diào)度研究[D];上海交通大學(xué);2009年
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 李子韻;基于免疫算法的配電網(wǎng)電容器優(yōu)化配置[D];河海大學(xué);2003年
2 東方;基于免疫算法的物流配送VRP研究[D];大連海事大學(xué);2006年
3 張志偉;仿生算法在第三代移動(dòng)通信多用戶檢測(cè)中的應(yīng)用[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年
4 原進(jìn)凱;制造車間生產(chǎn)調(diào)度及其算法研究[D];武漢理工大學(xué);2008年
5 賈凡;混合語音信號(hào)盲分離的算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2004年
6 胡德昆;基于人工免疫原理的郵件過濾系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2005年
7 閆旺;基于免疫算法的物流配送車輛優(yōu)化調(diào)度研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2005年
8 胡春霞;免疫微粒群算法的研究[D];太原科技大學(xué);2007年
9 夏潔;基于免疫算法的混合智能系統(tǒng)在異常檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2007年
10 劉明;求解作業(yè)調(diào)度問題優(yōu)化算法的研究[D];吉林大學(xué);2006年
本文關(guān)鍵詞：基于GPU加速的細(xì)粒度模型并行免疫算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào)：231430
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