Диссертация (1335837), страница 44

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 44)

Реализацияонейросетевой вычислительнойосредыизобазовых блоков,окоторыеоподдерживаютораспределенный характер вычислений, иоразмещениеонейросетевой вычислительнойосреды в пределахофункционально завершенногооблока дает возможностьоснять проблемуобольшой разрядности внешнихопараллельныхошин для передачи, коммутацииомногоразрядны-280ходанных, которые возникаютоприоувеличения числа локальныхопуловокоманд,организуемыховорегулярныхоструктурах многоблочнойопамятиос произвольнойвыборкой.УменьшениеопотоководанныхомеждуобазовымиблокамионейросетевойреализацииоИСАУ БЦВКопозволяет использоватьопростейшие видыоинтерфейсоводляопередачиопакетов данныхои существенноосократитьонегативное воздействиеомощных ЭМИ наоканалыопередачиоданных иоуправления БЦВК.

Последовательныйохарактер реализацииофункции адаптивногоосумматора позволяетсовместитьооперацииозагрузки пакетоводанных вопулы команд сореализациейфункций формальногоонейрона - накопленияосуммы взвешенных входныхосигналов формальногоонейрона вокомандных ячейкахопула, упрощаетоформат командногоопакета и заменяетобольшое числоооперандных полейокомандного пакетао(по числуовходов формального нейрона) однимополем накопленияосуммывзвешенныховходных сигналов формального нейрона.По мереоповышения функциональнойомощности командныхопакетов следуетозаметить снижениеообъема передачи пакетоводанных иофункциональнаяспециализацияобазовых блоковонейросетевой вычислительнойосреды.

Ионаоборот, снижение функциональнойомощности командныхопакетов приводитокуниверсальностиоиспользуемыхобазовыхоблоков, интенсификацииотрафика передачиосообщений, чтоопредъявляет повышенныеотребования коскоростнымвозможностямокоммуникационных цепейоБЦВК.Наличие современнойотехнологической базы –онеобходимое условиеодлясозданияофункционально мощныхобазовых блоков – делаетоцелесообразнымоиспользование командныхопакетов, соответствующихоуровнюодетализации КПслойоФН, КП-НС.оДля реализациионейросетевойовычислительной средыона базеСБИС с программируемой структуройоследуетоограничиться уровнемосложностиКП-ФН илиоКП-слой ФН, а минимизациюоинформационного потокаообеспечиватьопутеморазмещенияонейроннойосети(пакетнойпрограммы)овпределахБЦВМ с целью замыканияопередачиопромежуточных результатовомежду слоямиоили формальнымионейронами НС ворамках отдельных СБИС.2815.4 Аппаратно-программные средстваоинтеллектуальнойосистемы обеспеченияоустойчивости БЦВК кодеструктивному воздействиюоЭМИБиосистемная аналогияоворазработке информационно-телекоммуникационных системоосновываетсяонаоспецифике внутриклеточныхомеханизмов и,преждеовсего, информационныхосвойствах ДНК.

Высокаяоустойчивость органическойожизниокоразличногоорода деструктивнымовоздействиям обеспечиваетсяоформационной избыточностьюои комплементарностьюопредставления данных,оравномерностью распределенияомасс иоуравновешенностью системыоводородныхосвязейовдольмолекулыоДНК.Информационнаяоизбыточностьиокомплементарностьопредставленияоданныхонаиболее простоореализуются заосчетопарафазного представления информацииовополях передаваемыхосообщений (в первуюоочередь, коммуникационныхополяхопакетов данных).Определеннойомоделью равномерногоораспределения массопо кодуоДНКможно считатьоравное числоо0 и 1 в коде, котороеоприходится наоединицу длиныосообщения, например вобайте, слове, иотак далее. Парафазноеокодированиеполейосообщенияоудовлетворяетоуказанноймоделираспределенияомольныхмасс, такокакокаждомуосимволу xi , i - порядковыйономер символаовосообщениибудетосоответствовать параосимволов xi , xi , в которойосуммарное количествоо0и 1 одинаково.Небольшимоприближением косистеме уравновешенныховодородных связейов молекулеоДНК можноосчитать равное числоочетных ионечетных групподвоичных символов, которыеоиспользуются дляопредставленияозначений вополяхсообщений.оВ последнемослучае можнооиспользовать парафазноеокодированиеданных,окоторое обеспечиваеторавное числоочетных ионечетных групповополяхпакетоводанных.Для продолженияоаналогии сомолекулой ДНК, котораяоодновременно являетсяоиоформой представления, и самойоинформацией, можноорассматриватьсообщения, передаваемыеопо интерфейсуонейросетевой вычислительной средыововидеопакетовокомандоиоданных, в том же двуединствеоформы и содержания.282Каждый двоичныйосимвол xi  0,1 подобногоосообщения будетопредставляться вопарафазномовидеxi , xi , где i - порядковыйономеросимвола восо-общении,ои кодироваться симметричнымиогруппамиодвоичных символов, например,xi  01иxi  10 ,илиxi  00иxi  11 .Подобноекодированиеосоответствуетовсемоотмеченнымоособенностямоустойчивогоопредставления информации в молекулеоДНК,оаоименно: избыточностью иокомплементарностьюопредставления данных, равномерностьюораспределенияомасс иуравновешенностью связей.Двуединствооформыоиосодержания сообщений выражаетсяов том,очто, соодной стороны, информация заключенаов формуопакетаоданных, которыйооднозначно определяет его принадлежность даннойосистемео(«свой» ПД) без введениядополнительныхоидентифицирующихополей,таккакдостаточнооис-следоватьолюбойофрагментокодаопакета наокомплементарность, равномерностьраспределения масс и уравновешенность связей; с другой стороны, используемаясистема кодирования поместила в форму полей ПД конкретное информационноенаполнение, защищенное теми же избыточностью, комплементарностью, равномерностью распределения масс иоуравновешенностью связей.

В частности,оизменениеоконкретногооразряда в каждой отдельной группеоxi, xi (или вовсехогруппах одновременно) достаточноопростооаппаратно выявляетсяои самокорректируетсяовследствиеотого, что нарушается, какоравенство 0ои 1 в соответствующейогруппе, такоиоравенствоочетных и нечетныхопоследовательностейовопределах группы.Согласноорассматриваемому подходуоИСАУ БЦВК реализуетсяов видеединойоиерархическойоадаптивнойосистемыос внутренне присущими функциямиообеспеченияоустойчивости.ПроектированиеоконкретнойоИСАУБЦВКосуществляетсяопрограммнойонастройкойокомандных пулов, вопроцессе которойоформируется заданныйоспецификациейонаопроектирование и взаимосвязанный интерфейсомонаборофункциональных устройств; при эксплуатацииоБЦВКофункции отдельных устройств могутоизменятьсяопутем адаптации; функции283обеспеченияоустойчивостиоэлементовои узлов БЦВК кодеструктивномуовоздействиюоЭМИ распределены по командным пуламоиореализуютсяонаовсех уровнях иерархии системы; обмен информацией между функциональными устройствами организуется через интерфейс в виде закодированных сообщений, а устойчивое функционирование комплекса осуществляется путем проверки передаваемых по интерфейсу сообщений по критерию «свой-чужой» с помощью аппаратнопрограммной реализации ИСАУ на основе адаптивных нейросетевых средств.Адаптивные свойстваоИСАУоБЦВКобазируютсяона механизмах нейронных сетей, а обучающим фактором являются присутствующиеоводанных скрытыезакономерности иоинформационнаяоизбыточность.

Начальная настройка НСпроизводитсяонаонабореоизвестныхоЭМовоздействий, составляющих обучающую выборку входныховекторов.оНейроннаяосетьопроизводит классификациюизвестных ЭМ воздействий, формируя кластеры, соответствующие реальной кластеризации векторов в обучающей выборке через адаптивный подбор числа нейронов-прототипов. Процессоадаптации заключается восравнении очередногоовектораЭМвоздействийосфункциональнымиопараметраминейронов-прототипов, в результатеочегоовходной вектор либообудет отнесен к одномуоизизвестныхоклассов ЭМ воздействийо(по критерию близости к функциональнымопараметрамоодногоизнейронов-прототипов),либообудетпроизведенорасширениеоклассификацииозаосчетодобавления нового нейрона-прототипа сопараметрамиопредъявленногоовектора.Адаптивные нейросетевые средстваомогут бытьораспределеныопо базовымоблокамоИСАУ БЦВК, либо локализованной воодномоизобазовых блоковИСАУ.

В последнемослучаеоИСАУоможно обучить, предъявляяов качестве векторовообучающейовыборки выходные кодыоаппаратныхосхемоконтроля, проверяющихонарушениеокомплементарностипредставленияоданных,оравномернос-тиораспределенияомасс и уравновешенности связей в различных сочетанияхоиосоразличнымиообъемами искажений. В рабочем режиме ИСАУ сформированнаяоприообученииосистема кластеров либо отнесет поступивший соосхемоконтроляовектороошибококоуже известным нарушениям в передаваемыхопооинтерфей-284суосообщенияхо(классифицирует вид и степень искажения сообщенияоиопроведет коррекцию своих функциональныхопараметров), либоосоздаст новый кластер(нейрон-прототип с параметрами новой угрозы).Соточкиозренияотехническойореализации(рисунок5.11)структуракомандныхопуловопретерпеваетоминимальные изменения,освязанныеос необходимостьюоформированиявходноговекторадляоадаптивныхнейросетевыхсредств иовыполненияооперации параллельного сравненияопоступившегоовходного вектораософункциональными параметрами нейронов-прототипов.Поосравнению собазовым блоком, изображенным наорисунке 5.10, модернизируютсяовыходныеоцепи мультиплексора MSозаосчет размещения аппаратныхосхемоконтроля IV (Input Vector), призваннойовыделитьораспределеннуюопополямопакетоводанныхосистемнуюоинформациюоокомплементарно-сти,оравномерностиораспределения массоиоуравновешенностиосистемы связей.Рисунок 5.11 - Адаптивнаяосистема,оразмещеннаяов командном пулеКроме того, в структуре нейропроцессорногооузлаоPNоследует оотключитьофункциональный преобразовательe x , так как при выполнении операции285сравнения поступившего входного вектора с функциональными параметраминейронов-прототипов(первыйосумматороSum)отпадаетнеобходимостьвумноженииовходногоовектораонаовекторовесовых коэффициентов.

В рассматриваемой структуре PNовторойосумматороSum осовместноосоаккумулятором Асиспользуетсяодляонакопленияозначенийонесовпадений входного вектора с функциональнымиопараметрамиокаждогооиз нейронов-прототипов так, что послеопросмотраовсехополейовходного вектора на выходах PNосформируется векторонесовпадений, определяющий степеньоблизости входногоовектора к каждомуоизонейронов-прототипов.Программнаяореализацияорежимов ИСАУ БЦВК при воздействии5.5деструктивных СК ЭМИДля конкретики рассмотрим один из режимов ИСАУ БЦВК при воздействии деструктивных ЭМИ, заключающегося в реализацииопроцедуры разделениятрафика – разнесенииопередачи по несколькимофизическим каналамоотдельныхчастейопередаваемых данных, обеспечиваяомаксимальную сложность разрушения данных (глава 4, п. 4.5).

Характеристики

Список файлов диссертации