<p>Dagens elektroniske kretser utvikles som regel med en top-ned designstrategi. Siden kretsene blir større og mer komplekse blir designet av kretsene også en større og vanskeligere jobb. For å takle denne økende kompleksiteten har det blitt introdusert nye designmetoder, blant annet inspirert av naturen. Denne type maskinvare kan for eksempel bruke evolusjon, cellestrukturer eller prøve å simulere intelligens. En mye brukt platform for biologisk inspirert maskinvare er FPGA. På grunn av en del begrensninger med denne har datamaskingruppa ved IDI på NTNU introdusert en virtuell FPGA kalt Sblock. Dette er en platform som fjerner en del av begrensningene fra å jobbe direkte på en FPGA og består av en matrise med celler. Hver celle har en funksjonalitet og en development-prosess som forandrer funksjonaliteten til cellen ut fra visse regler. Tidligere har det blitt laget en implementasjon av en Sblock-matrise med development-prosessen i en sentral ko-prosessor. Målet med denne oppgaven er å implementere og teste ut en Sblock-matrise hvor også development-prosessen er lagt parallellt i hver Sblock og finne ut hvor store matriser som er mulige å lage med tilgjengelig maskinvare. Resultatene viser at Sblock-matrisen skalerer godt og at brukt maskinvare øker lineært med antall Sblocker i matrisen. Den nye implementasjonen fungerer korrekt, men noen instruksjoner har blitt fjernet og noen lagt til i forhold til den tidligere implementasjonen.</p>

<p>Det eksisterer mange kjente metoder for å etterligne menneskelig tenkegang eller utøve kunstig intelligens. Et interessant anvendelsesområde for slike metoder er i musikken, siden dette er en kunstform uten klare regler eller absolutte sannheter. Uten regler og sannheter er det heller ikke en korrekt måte å lage musikk på. Arbeidet beskrevet i denne rapporten går ut på å bygge et system for å tolke musikalsk input fra en musikkutøver. Til dette blir det forsøkt benyttet nevrale nettverk. Et nevralt nettverk kan utføre denne oppgaven ved å trenes opp til å gjenkjenne hvilke akkorder som blir spilt. Systemet blir testet ved å koble det sammen med programmet Happysound (Utvliket i prosjektoppgaven høst 05). Dette er et program som benytter fuzzy logikk for å genererer musikalske soloer. Ved å koble et nevralt nettverk til dette fåes et system som tar inn akkompagnement fra en medspiller og spiller av soloer som passer til dette. Resultatene som presenteres viser at nevrale nettverk er en god metode for musikalske formål men at det legges begrensninger av hvor mange forskjellige akkordrepresentasjoner ett enkelt nevralt nettverk klarer å kjenne igjen. Til slutt fremlegges en utvidelse for å overkomme disse begrensningene.</p>

<p>This thesis presents some of the simulators that are available for simulation of computer architectures, with a special emphasis on simulating chip multiprocessor (CMP) architectures. The simulators Rsim, Asim, SimOS, Simics, TFsim, SimFlex, GEMS and M5 are described, in addition to an extension to SimpleScalar written at the department. The simulators have been evaluated according to various criteria, such as availability, extensibility, simulation platform, etc. The simulator M5, which has been selected as a good choice for use in the group for computer architecture research at the department, has been evaluated in more detail. The simulator has favourable characteristics such as good extensibility through modular design and pervasive object orientation, support for both full system simulation and syscall emulation, an active development team and user forum, and a fair amount of available documentation.</p>

<p>Rapporten beskriver hovedoppgaven Utforskning av evolusjon for kunstig utvikling. Cellulære beregningsmaskiner og kunstig utvikling er begge nyere forskningsfelt innen datateknologi med opphav i biologisk inspirasjon og kunstig intelligens. Biologisk inspirerte metoder kan benyttes til å finne nye alternative design. Kunstig evolusjon kombinert med cellulære maskiner kan gi opphav til nye designmetoder og arkitekturer. Samtidig kan cellulære maskiners dynamiske egenskaper gi gode simuleringer av naturens komplekse systemer. Kunstig utvikling ser ut til å kunne redusere skaleringsproblemet ved genotype-fenotype omformingen for evolusjonære systemer. Koblingen av evolusjon og kunstig utvikling byr likevel på nye utfordringer. En cellulær maskin for utvikling kan utforskes for emergent computation med evolusjon. Et slikt komplekst system krever forståelse for hvordan den biologiske utviklingen med genuttrykk og genregulatoriske nettverk påvirkes av evolusjonen og evolusjonsparameterene. Kunnskap om et slikt system forutsetter eksperimentell utforskning og analyse. I oppgaven ble en plattform implementert for å utforske evolusjon for utvikling av emergent strukturer i en cellulær maskin. Plattformen brukes til å designe to multicellulære emergent strukturer, sjakkbrett- og flaggmønster. Analyseresultatene viser at evolusjonen konsekvent utnytter omgivelsene sine for å skape strukturløsninger. Det ble også utført skaleringsforsøk som tyder på at økt informasjonsmengde i systemet kan ha en positiv effekt på det evolusjonære søket. Plattformen gjør det mulig å få en eksperimentell forståelse av hvordan parametere ved utviklings- og evolusjonsprosessene påvirker systemets emergent computation av strukturer.</p>

<p>Rekonfigurerbar maskinvare er en teknologi som kan få potensielt stor innvirkning på mange fagfelt, deriblant bioinformatikk. Ved bruk av FPGA-teknologi, eller andre former for rekonfigurerbar maskinvare, kan man løse store, beregningsintensive oppgaver uten nødvendigvis å ha tilgang til svært kostbare dataanlegg. Men for å få en slik ytelse stilles det krav til algoritmen og implementasjonen. FPGA-teknologien har store fordeler, som for eksempel parallellisering av oppgaver, men også store svakheter, hvor to som kan nevner er båndbredde ut av brikken og at konstruksjon av spesialtilpasset maskinvare kan være svært komplisert. Dette er noe som kommer i fokus i oppgaven. Oppgaven tar for seg utvikling av en modul i et større system. Denne modulen bruker post-prosessering av resultater til å velge ut mer relevant data for presentasjon. I tillegg søkes også en ytelsesøkning gjennom å forhindre overdreven bruk av begrenset båndbredde og problemer forbundet med kommunikasjon mellom FPGA og CPU. Utviklingen av denne modulen, i to varianter, skal implementeres som en fungerende modul i et system for søk i DNA. En ytelsesøkning vil bli tydelig, og bakgrunnen for denne blir forklart. Oppgaven ser på muligheten for å utnytte parallellisering ved en flerkjerne-variant av systemet, og eventuelle forbedringer som kan gjøres i enkjerne-implementasjonen for best å utnytte tilgjengelige ressurser på FPGA-brikken, da utredningen tar utgangspunkt i at flerkjerne-implementasjonen blir tuftet på enkjernevarianten. En eksisterende modul blir implementert på nytt for å øke arealeffektiviteten til systemet, og en rekke forslag til forbedringer av andre moduler vil også bli gitt. Tilslutt vil en diskusjon rundt oppbygningen av en slik flerkjerne-variant bli gitt, og også en diskusjon rundt arealeffektivitet og ytelse. Fordeler og ulemper ved denne fremgangsmåten i forhold til en implementasjon som parallelliserer over flere noder vil også bli gitt. Oppgaven dokumenterer også videreutviklingen av rammeverket rundt systemet for å gjøre dette klart for bruk. I dette inngår overføring av data til og fra systemet og tilpasning til eventuelle problemer forbundet med dette. Utfordringer er å takle store datamengder, konvertere data til systemets format og håndtere utdata fra systemet. Hensikten er å gjøre systemet fullt fungerende. Begrensninger i rammeverket som påvirker ytelse vil bli tydelige, og disse blir forklart. I tillegg vil resultater fra kjøringer med DNA-strenger og vektingsmatriser vises og tendenser i disse vil bli forklart.</p>

<p>Oppgaven består i å studere metodene som brukes for å detektere kollisjoner ved animasjon av tekstiler og klær og hvordan det gies respons når kollisjon er fastslått.</p>

<p>Elektroniske kretser er meget sårbare for feil. Tradisjonelle løsninger for kjøretids feiltoleranse, innebærer normalt en reprodusering av funksjonelle enheter etter kjente metoder. Ved bruk av evolusjon (for eksempel genetiske algoritmer) er det mulig å oppnå uvanlige arkitekturer, hvorav noen kan ha fordeler innen feiltoleranse. Denne rapporten ser på evolusjon av kretser, der det til en hver tid eksisterer en inverteringsfeil. Kretser som resulterer etter evolusjonen blir så testet grundig, både med og uten feil. Gjennom et omfattende sett av eksperimenter som er utført, vil resultatene granskes og presenteres her. Resultatene vil vise at i de fleste tilfellene, vil evolusjonen, selv med feil, finne fram til en krets som vil fungere etter spesifikasjonen, når feilen ikke er til stede. Den største faktoren her er antall tilgjengelige porter under evolusjon. Er den for liten, vil ikke evolusjonen oppnå en fungerende krets, er den for stor, vil det oppstå grupper av porter som ikke har en funksjon i kretsen.</p>

<p>Eksplosjoner er en viktig del av mange spill. Men eksplosjoner er hurtige og veldig turbulente fenomener som vanskelig lar seg simulere bra, spesielt for sanntidsapplikasjoner. Vi presenterer en metode for animering av eksplosjoner som utføres på GPU i sin helhet. Simuleringen takler vilkårlige obstruksjoner, og er satt sammen av en forbrenningsmodell, en stabil fluidløser som tar hensyn til utvidende gasser, samt turbulensmodeller. Simuleringsresultatene blir visualisert ved hjelp av partikler som rendres animerte. Resultatet er fysisk baserte, ikke-repeterende og dynamiske eksplosjoner i sanntid med høy visuell kvalitet.</p>

<p>Masteroppgaven presenterer en litteraturstudie på sammenligning mellom globale og lokale inverterte filer, samt alternative metoder som samlebåndsbaserte prosessering av globale inverterte filer og hybride inverterte filer. Arbeidet ble videreført med en simuleringsmodel som ble brukt til å utføre en rekke eksperimenter for metodene beskrevet i oppgaven. En virkelig dokumentsamling og en virkelig lastsamling ble brukt under eksperimenter. Resultater fra simuleringsmodellen ble diskutert mot de mest sentrale resultatene som presentert i litteraturstudiet.</p>

<p>This paper is a master thesis for the Department of Computer and Information Science at the Norwegian University of Science and Technology, spring 2008. It is a study of hole filling in three dimensional surface models obtained from scanned real world objects. The goal of this project is to find solutions that are capable of filling an incomplete model in a plausible and visually pleasing manner. To reach this goal both theoretical studies and practical testing were performed. This paper presents a theoretical foundation, needed to gain a greater understanding of the problem, and the results from the testing phase. This knowledge and experience is then used to present a possible solution to the hole filling problem. The conclusions of this project is that automatic procedures, that are thoroughly documented in the literature, fails to perform in a satisfactory manner when the data set becomes too complicated. The Nidaros Cathedral is such a difficult data set, and will require a customized and user guided solution to met the goals of this project.</p>