Parallele Simulation großer pulscodierter neuronaler Netze:
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| Published: |
Paderborn
Heinz-Nixdorf-Inst., Univ.
2001
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| Series: | HNI-Verlagsschriftenreihe
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| Item Description: | Zugl.: Paderborn, Univ., Diss., 2001 |
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|---|---|
| adam_text | Titel: Parallele Simulation großer pulscodierter neuronaler Netze
Autor: Wolff, Carsten
Jahr: 2001
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
2 Neuronale Netze 5
2.1 Neurophysiologische Grundlagen 6
2.2 Synchronisation im visuellen System 13
2.3 Modellierung neuronaler Netze 15
2.3.1 McCulloch Pitts Neuronen 17
2.3.2 Spike Response und Integrate Fire Modelle 19
2.3.3 Eckhorn Neuronen 20
2.4 PCNN in der Bildverarbeitung 25
2.4.1 Objektseparation nach Weitzel 26
2.4.2 Invarianzleistungen nach Stoecker 28
2.4.3 Gaborverhalten mittels PCNN 30
2.4.4 Besonderheiten von Bildverarbeitungs-PCNN 32
3 Diskrete ereignisgesteuerte Simulation 35
3.1 Methoden zur Simulation künstlicher neuronaler Netze 37
3.2 Simulationsgerechte Umsetzung des Modellneurons 40
3.3 Sequentielles Zeitscheibenverfahren 47
3.4 Methoden zur Simulationsbeschleunigung 49
3.4.1 Spikeliste und senderorientierte Verbindungslisten 50
3.4.2 Abklingliste 52
3.4.3 Wiedervorlageliste und Topologie-Cache 53
3.5 Ergebnisse und Folgerungen 59
4 Methoden der parallelen Simulation 75
4.1 Taxonomie paralleler Simulationssysteme 77
4.2 Kommunikation im parallelen Simulator 84
4.3 Methoden der Netztopologiedarstellung 88
4.4 Partitionierung neuronaler Netze 95
5 Architektur eines parallelen Simulatorsystems 99
5.1 Paralleler Simulator auf Basis von PVM 100
5.2 Netzbeschreibungssprache und Netzcompiler 106
5.3 Simulation von Beispielnetzen 110
5.3.1 MNET-Beschreibungen und Compilerläufe 111
5.3.2 Ergebnisse der Partitionierungen 112
5.3.3 Auswertungen und Folgerungen 119
5.4 Anforderungen an einen Accelerator 120
6 Konzept einer Spezialhardware auf Basis von DSPs 123
6.1 Systemaufbau 124
6.2 Auswahl eines geeigneten Prozessors 127
6.3 Kommunikationssystem 134
6.4 Speichersubsystem 139
6.5 Realisierungsvorschläge 142
7 Einordnung und Evaluierung 145
7.1 DSP-Software-Testumgebung 146
7.2 Evaluierungshardware 148
7.3 Leistungsabschätzung 149
7.4 Vergleichssysteme 153
7.4.7 Alternative Rechenknoten 153
7.4.2 SPIKE128k 154
7.4.3 NESPINN und MASPINN 155
7.4.4 Sonstige Spezialhardware 156
7.4.5 Neurocomputer 156
7.4.6 DSP-Parallelrechner 157
7.4.7 Software-Simulatoren 158
7.5 Effizienzbetrachtung 160
8 Zusammenfassung und Ausblick 165
Literaturverzeichnis 169
Glossar 185
Anhang A - Herleitung der Simulationsgleichungen 189
Anhang B - Simulationsergebnisse 195
|
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Titel: Parallele Simulation großer pulscodierter neuronaler Netze
Autor: Wolff, Carsten
Jahr: 2001
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
2 Neuronale Netze 5
2.1 Neurophysiologische Grundlagen 6
2.2 Synchronisation im visuellen System 13
2.3 Modellierung neuronaler Netze 15
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2.4 PCNN in der Bildverarbeitung 25
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2.4.2 Invarianzleistungen nach Stoecker 28
2.4.3 Gaborverhalten mittels PCNN 30
2.4.4 Besonderheiten von Bildverarbeitungs-PCNN 32
3 Diskrete ereignisgesteuerte Simulation 35
3.1 Methoden zur Simulation künstlicher neuronaler Netze 37
3.2 Simulationsgerechte Umsetzung des Modellneurons 40
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3.4 Methoden zur Simulationsbeschleunigung 49
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3.5 Ergebnisse und Folgerungen 59
4 Methoden der parallelen Simulation 75
4.1 Taxonomie paralleler Simulationssysteme 77
4.2 Kommunikation im parallelen Simulator 84
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4.4 Partitionierung neuronaler Netze 95
5 Architektur eines parallelen Simulatorsystems 99
5.1 Paralleler Simulator auf Basis von PVM 100
5.2 Netzbeschreibungssprache und Netzcompiler 106
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5.3.1 MNET-Beschreibungen und Compilerläufe 111
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5.3.3 Auswertungen und Folgerungen 119
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6 Konzept einer Spezialhardware auf Basis von DSPs 123
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6.5 Realisierungsvorschläge 142
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7.1 DSP-Software-Testumgebung 146
7.2 Evaluierungshardware 148
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7.4 Vergleichssysteme 153
7.4.7 Alternative Rechenknoten 153
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Anhang A - Herleitung der Simulationsgleichungen 189
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