Výpočet je proces prevodu vstupu jedného formulára na iný požadovaný výstupný formulár pomocou určitých kontrolných akcií. Podľa koncepcie výpočtu sa vstup nazýva predchodca a výstup dôsledok. Funkcia mapovania prevádza vstup jednej formy na inú formu požadovaného výstupu pomocou určitých ovládacích akcií. Koncepcia výpočtu je použiteľná hlavne pre počítačové inžinierstvo . Existujú dva typy výpočtov, tvrdé výpočty a mäkké výpočty. Hard computing je proces, pri ktorom programujeme počítač tak, aby riešil určité problémy pomocou matematických algoritmov, ktoré už existujú, a ktorý poskytuje presnú výstupnú hodnotu. Jedným zo základných príkladov hard computingu je numerický problém.

Čo je Soft Computing?

Soft computing je prístup, pri ktorom vypočítavame riešenia existujúcich zložitých problémov, pri ktorých sú výstupné výsledky nepresné alebo nejasné. Jednou z najdôležitejších vlastností mäkkých výpočtov je, že by mali byť adaptívne, aby akákoľvek zmena prostredia neovplyvnila súčasnosť procesu. Nasledujú charakteristiky mäkkých počítačov.

Na vyriešenie daného problému nevyžaduje žiadne matematické modelovanie
Poskytuje rôzne riešenia, keď z času na čas vyriešime problém jedného vstupu
Používa niektoré biologicky inšpirované metodiky, ako je genetika, evolúcia, rojenie častíc, ľudský nervový systém atď.
Adaptívna povaha.

Existujú tri typy techniky mäkkého výpočtu ktoré zahŕňajú nasledujúce.

Umelá neurónová sieť

Jedná sa o spojovacie modelovanie a paralelne distribuovanú sieť. Existujú dva typy ANN (Umelá neurónová sieť) a BNN (Biological Neural Network). Neurónová sieť, ktorá spracúva jeden prvok, sa nazýva jednotka. The komponenty jednotky sú, vstup, váha, prvok spracovania, výstup. Je to podobné ako náš ľudský nervový systém. Hlavnou výhodou je, že problémy riešia paralelne, umelé neurónové siete používajú na komunikáciu elektrické signály. Hlavnou nevýhodou však je, že nie sú odolné voči chybám, to znamená, že ak dôjde k poškodeniu niektorého z umelých neurónov, už nebude fungovať.

Príklad ručne písaného znaku, keď veľa ľudí píše znak v hindčine, môžu napísať rovnaký znak, ale v inej podobe. Ako je uvedené nižšie, nech napíšu akýmkoľvek spôsobom, znaku porozumieme, pretože človek už vie, ako postava vyzerá. Tento koncept sa dá porovnať s našim systémom neurónových sietí.

“princípy a aplikácie elektrických relé ”

soft - výpočtová technika

Fuzzy Logic

Fuzzy logický algoritmus sa používa na riešenie modelov, ktoré sú založené na logických úvahách ako nepresné a vágne. Zaviedol ju Latzi A. Zadeh v roku 1965. Fuzzy logika poskytuje stanovenú hodnotu pravdy s uzavretým intervalom [0,1]. Kde 0 = nesprávna hodnota, 1 = skutočná hodnota.

Príklad robota, ktorý sa chce v krátkom čase presunúť z jedného miesta na druhé, kde je na ceste veľa prekážok. Teraz vyvstáva otázka, ako môže robot vypočítať svoj pohyb do cieľového bodu bez toho, aby narazil do prekážky. Tieto typy problémov majú problém s neistotou, ktorý je možné vyriešiť pomocou fuzzy logiky.

fuzzy - logika

Genetický algoritmus v mäkkých počítačoch

Genetický algoritmus zaviedol profesor John Holland v roku 1965. Používa sa na riešenie problémov založených na princípoch prírodného výberu, ktoré spadajú pod evolučný algoritmus. Spravidla sa používajú na optimalizačné problémy, ako je maximalizácia a minimalizácia objektívnych funkcií, ktoré sú dvoch typov mravčej kolónie a rojovej častice. Sleduje biologické procesy ako genetika a evolúcia.

“variabilné vysokonapäťové napájanie ”

Funkcie genetického algoritmu

Genetický algoritmus dokáže vyriešiť problémy, ktoré sa nedajú vyriešiť v reálnom čase, známe tiež ako NP-Hard problém. Komplikované problémy, ktoré sa nedajú matematicky vyriešiť, je možné ľahko vyriešiť použitím genetického algoritmu. Jedná sa o metódu heuristického vyhľadávania alebo randomizovaného vyhľadávania, ktorá poskytuje počiatočný súbor riešení a efektívne a efektívne generuje riešenie problému.

Jednoduchý spôsob pochopenia tohto algoritmu je zváženie nasledujúceho príkladu osoby, ktorá chce do banky investovať nejaké peniaze, vieme, že sú k dispozícii rôzne banky s rôznymi schémami a politikami. Jeho individuálny záujem o to, koľko sumy má investovať do banky, aby mohol získať maximálny zisk. Pre človeka existujú určité kritériá, to znamená, ako môže investovať a ako môže dosiahnuť zisk investovaním v banke. Tieto kritériá je možné prekonať algoritmom „Evolutional Computing“, ako je napríklad genetický výpočet.

“generátor sínusových vĺn ic 555 ”

genetický - algoritmus

Rozdiel medzi pevným výpočtom a mäkkým výpočtom

Rozdiel medzi tvrdým výpočtom a mäkkým výpočtom je nasledovný

Hard Computing	Mäkké výpočty
Analytický model vyžadovaný tvrdým výpočtom musí byť presne znázornený	Je založená na neistote, čiastočnej pravde tolerantnej k nepresnosti a aproximácii.
Čas výpočtu je viac	Výpočetný čas je kratší
Závisí to od binárnej logiky, numerických systémov, ostrého softvéru.	Založené na aproximácii a dispozičnom.
Postupný výpočet	Paralelný výpočet
Poskytuje presný výstup	Poskytuje vhodný výstup
Príklady: Tradičné metódy výpočtu pomocou nášho osobného počítača.	Príklad: Neurónové siete ako Adaline, Madaline, siete ART atď.

Výhody

Výhody soft computingu sú

Vykoná sa jednoduchý matematický výpočet
Dobrá účinnosť
Použiteľné v reálnom čase
Na základe ľudského uvažovania.

Nevýhody

Nevýhody mäkkých počítačov sú

Poskytuje približnú výstupnú hodnotu
Ak sa vyskytne malá chyba, celý systém prestane fungovať, aby bolo možné prekonať celý jeho systém, musí byť opravené od začiatku, čo je časovo náročný proces.

Aplikácie

Nasledujú aplikácie mäkkých počítačov

Ovláda motory ako indukčný motor , DC servomotor automaticky
Elektrárne je možné ovládať pomocou inteligentného riadiaceho systému
Pri spracovaní obrazu môže mať daný vstup ľubovoľnú formu, a to buď obrázok, alebo video, s ktorými sa dá manipulovať pomocou soft computingu, aby sa získal presný duplikát pôvodného obrázka alebo videa.
V biomedicínskych aplikáciách, kde úzko súvisí s biológiou a medicínou, sa na riešenie biomedicínskych problémov, ako je diagnostika, monitorovanie, liečba a terapia, môžu použiť techniky mäkkého výpočtu.
Inteligentné prístrojové vybavenie je dnes trendy, keď inteligentné zariadenia automaticky komunikujú s inými zariadeniami pomocou určitej množiny komunikačné protokoly vykonávať určité úlohy, problémom však je, že neexistuje vhodný štandardný protokol na komunikáciu. To je možné prekonať použitím mäkkých výpočtových techník, pri ktorých sa inteligentné zariadenia komunikujú prostredníctvom viacerých protokolov s vysokou ochranou súkromia a robustnosťou.

Výpočet je technika používaná na prevod konkrétneho vstupu pomocou ovládacej akcie na požadovaný výstup. Existujú dva typy výpočtových techník, tvrdé a mäkké. Tu v našom článku sa zameriavame hlavne na mäkké výpočty, ich techniky ako fuzzy logika, umelá neurónová sieť, genetický algoritmus, porovnanie tvrdých a mäkkých výpočtov, techniky mäkkých výpočtov, aplikácie a výhody. Tu je otázka „Ako sú mäkké výpočtový je použiteľná v lekárskej oblasti? “