本文關(guān)鍵詞：人工免疫算法的改進(jìn)與IP核實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在工程實踐中,常常會遇到一些難以建立準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型,難以解決的復(fù)雜的問題,以往都是以經(jīng)驗為基礎(chǔ)來人工解決問題,隨著計算機(jī)的出現(xiàn)和普及,一些智能的方法被應(yīng)用起來。人工免疫就是這些人工智能方法的一個分支。然而,人工免疫等智能方法具有一個致命的弱點,那就是計算消耗非常大,速度非常慢。本課題就是基于解決人工免疫速度慢的問題而設(shè)計的——以硬件來實現(xiàn)人工免疫。 首先,介紹人工免疫的起源,發(fā)展以及研究現(xiàn)況,同時討論了復(fù)雜算法在硬件實現(xiàn)方面的研究進(jìn)展。高性能計算市場的需求和微電子產(chǎn)業(yè)在中國突飛猛進(jìn)的發(fā)展給復(fù)雜算法的硬件實現(xiàn)帶來了機(jī)遇。不管在人工智能領(lǐng)域,還是在信號處理,圖像視頻處理領(lǐng)域,都無處不見算法硬件化的影子。 其次,從人工免疫的源泉生物免疫系統(tǒng)開始,簡單地闡述了生物免疫系統(tǒng)的三道防線,探討了生物免疫信息傳遞,抗體特異性結(jié)構(gòu),以及免疫記憶方面有利于人類開發(fā)的特性,并給出了相關(guān)啟示性看法。從人工免疫模型和人工免疫算法兩個角度介紹了現(xiàn)在流行的人工免疫方面的理論內(nèi)容,包括三層人工免疫系統(tǒng)模型,基于正常模型的免疫系統(tǒng),克隆選擇算法等免疫理論。 再次,提出了一種免疫與遺傳混合的算法。設(shè)計了一種選擇算子的設(shè)計模式,將遺傳算法中的選擇算子應(yīng)用到克隆選擇算法中,提高克隆選擇算法的多樣性。還提出了一種算子變異的思想,并將該思想與三層免疫系統(tǒng)結(jié)合,設(shè)計一種新型的三層免疫系統(tǒng)構(gòu)架。給出了個算子變異的應(yīng)用實例,即在克隆選擇算法中對親和度計算算子進(jìn)行變異操作。對上述兩種算法都進(jìn)行了MATLAB仿真分析。 最后,分別采用串行和并行兩種方式實現(xiàn)克隆選擇算法的IP核。串行實現(xiàn)是以各個模塊之間進(jìn)行通信控制來實現(xiàn),并行方式是采用內(nèi)部流水線的方法來設(shè)計。兩種方式實現(xiàn)的IP核在ModelSim中進(jìn)行仿真驗證,獲得了非常好的時序效果。
【關(guān)鍵詞】：人工免疫系統(tǒng) 克隆選擇 現(xiàn)場可編程門陣列 IP核 算子變異 算法硬件實現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP18;TN47
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 人工免疫理論現(xiàn)狀10-12
• 1.2 復(fù)雜算法的硬件實現(xiàn)12-16
• 1.3 主要貢獻(xiàn)和內(nèi)容16-18
• 第二章 免疫理論18-34
• 2.1 生物免疫系統(tǒng)18-21
• 2.2 人工免疫理論21-33
• 2.3 小結(jié)33-34
• 第三章 克隆選擇算法的改進(jìn)34-43
• 3.1 克隆選擇算法34-35
• 3.2 算子介紹35-36
• 3.3 克隆選擇算法與遺傳算法36-37
• 3.4 克隆選擇改進(jìn)方案研究37-38
• 3.5 選擇算子改進(jìn)方案38-40
• 3.6 選擇算子改進(jìn)的克隆選擇算法仿真40-42
• 3.7 小結(jié)42-43
• 第四章 算子變異43-50
• 4.1 從個體變異到算子變異43-45
• 4.2 三層可視化免疫系統(tǒng)45-46
• 4.3 實例設(shè)計46-49
• 4.4 小結(jié)49-50
• 第五章 克隆選擇算法的硬件實現(xiàn)50-66
• 5.1 IP核與FPGA50-51
• 5.2 實驗平臺與實驗流程51
• 5.3 整體思路與構(gòu)架51-55
• 5.4 串行IP核實現(xiàn)與仿真驗證55-61
• 5.5 并行IP核實現(xiàn)與仿真驗證61-65
• 5.6 IP核的應(yīng)用與比較65
• 5.7 小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-67
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-74
• 碩士攻讀期間發(fā)表的論文74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：人工免疫算法的改進(jìn)與IP核實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：330555