Муравей программа по информатике: Исполнитель «Муравей» — S.o.t.A.U.

6. Домашнее задание

(Слайд 17) §2.1.2, стр.55 №17. 

(Слайд 18) Спасибо за внимание!

Стэнфордский биолог и ученый-компьютерщик открывают «Антернет»

Начало основного содержания

Стэнфордский биолог-муравейник и ученый-компьютерщик обнаружили, что поведение муравьев-жнецов во время поиска пищи отражает протоколы, контролирующие трафик в Интернете.

На первый взгляд, у муравьев и Интернета не так уж много общего. Но два исследователя из Стэнфорда обнаружили, что муравьи-жнецы определяют, сколько собирателей нужно отправить из гнезда, почти так же, как интернет-протоколы определяют, какая полоса пропускания доступна для передачи данных. Исследователи называют это «антенет».

Дебора Гордон, профессор биологии Стэнфордского университета, занимается изучением муравьев более 20 лет. Когда она выяснила, как колонии муравьев-жнецов, за которыми она наблюдала в Аризоне, решали, когда отправить больше муравьев за едой, она позвонила через кампус Баладжи Прабхакару, профессору компьютерных наук в Стэнфорде и эксперту по передаче файлов на компьютер. компьютерная сеть. Сначала он не видел никакого совпадения между своей работой и работой Гордона, но вскоре пришло вдохновение.

«На следующий день мне пришло в голову: «О, подождите, это почти то же самое, как [интернет] протоколы определяют, какая полоса пропускания доступна для передачи файла!» — сказал Прабхакар. «Алгоритм, который муравьи использовали, чтобы узнать, сколько еды доступно, по сути такой же, как и в протоколе управления передачей».

Протокол управления передачей, или TCP, представляет собой алгоритм, который управляет перегрузкой данных в Интернете, и поэтому он был неотъемлемой частью того, что ранняя сеть могла масштабироваться с нескольких десятков узлов до миллиардов, используемых сегодня. Вот как это работает: как источник, A, передает файл получателю, B, файл разбивается на пронумерованные пакеты. Когда B получает каждый пакет, он отправляет A подтверждение о том, что пакет прибыл.

Эта петля обратной связи позволяет TCP избегать перегрузки: если подтверждения возвращаются медленнее, чем данные были отправлены, это указывает на то, что пропускная способность ограничена, и источник соответственно ограничивает передачу данных. Если подтверждения возвращаются быстро, источник увеличивает скорость передачи. Процесс определяет доступную полосу пропускания и соответствующим образом ограничивает передачу данных.

Оказывается, муравьи-жнецы (Pogonomyrmex barbatus) ведут себя примерно так же при поиске пищи. Гордон обнаружил, что скорость, с которой муравьи-жнецы, которые по отдельности добывают семена, покидают гнездо в поисках пищи, соответствует доступности пищи.

Собиратель не вернется в гнездо, пока не найдет пищу. Если семян много, собиратели возвращаются быстрее, и больше муравьев покидает гнездо в поисках корма. Однако если муравьи начинают возвращаться с пустыми руками, поиск замедляется и, возможно, прекращается.

Прабхакар написал алгоритм муравья для прогнозирования поведения при поиске пищи в зависимости от количества доступной пищи, то есть пропускной способности. Эксперименты Гордона влияют на скорость возвращения собирателей. Работая со студенткой из Стэнфорда Кэти Дектар, они обнаружили, что алгоритм, основанный на TCP, почти точно соответствует поведению муравья, обнаруженному в экспериментах Гордона.

«Муравьи открыли хорошо известный нам алгоритм, и они делали это миллионы лет, — сказал Прабхакар.

Они также обнаружили, что муравьи следовали двум другим фазам TCP. Одна фаза известна как медленный старт, который описывает, как источник отправляет большую волну пакетов в начале передачи для измерения пропускной способности; Точно так же, когда муравьи-сборщики начинают добывать пищу, они посылают собирателей, чтобы определить наличие пищи, прежде чем увеличивать или уменьшать количество уходящих собирателей.

Другой протокол, называемый тайм-аутом, возникает, когда канал передачи данных обрывается или нарушается, и источник прекращает отправку пакетов. Точно так же, когда собирателям не позволяют вернуться в гнездо более 20 минут, собиратели больше не покидают гнездо.

Прабхакар сказал, что если бы это открытие было сделано в 1970-х годах, до того, как был написан TCP, муравьи-жнецы вполне могли бы повлиять на дизайн Интернета.

Гордон считает, что ученые только что коснулись поверхности того, как поведение муравьиной колонии может помочь нам в разработке сетевых систем.

Существует 11 000 видов муравьев, живущих в любой среде обитания и решающих все виды экологических проблем, сказал Гордон. «Муравьи развили способы делать то, что мы не придумали, но могли бы применить в компьютерных системах. Вычислительно говоря, каждый муравей имеет ограниченные возможности, но коллектив может выполнять сложные задачи.

«Поэтому муравьиные алгоритмы должны быть простыми, распределенными и масштабируемыми — именно те качества, которые нам нужны в больших спроектированных распределенных системах», — сказала она. «Я думаю, что когда мы начнем лучше понимать, как виды муравьев регулируют свое поведение, мы найдем еще много полезных приложений для сетевых алгоритмов».

Статья «Регулирование кормовой деятельности муравьиной колонии без пространственной информации» опубликована в выпуске PLoS Computational Biology от 23 августа.

Степень в области информатики | University of North Texas

Бакалавр наук (B. S.)

Тип программы:

Major

Формат:

On Campus

Est. время выполнения:

4 года

кредит часов:

120

Погрузитесь в новейшие технологии и исследуйте новые горизонты в одном из самых востребованных карьеры со степенью компьютерных наук ЕНТ.

Если вы хорошо справляетесь с многозадачностью, хорошо владеете компьютером и знакомы с новейшее компьютерное программное и аппаратное обеспечение, вам следует подумать о получении степени бакалавра наук в области компьютерных наук. Компьютерщики получают одни из самых высоких зарплат любой инженерной профессии, и вы можете использовать свои навыки для поиска решений, используя новейшие технологии.

ТребованияОткройте для себя ЕНТ во ФрискоОбучение и помощьКак подать заявку

Хотите узнать больше?

Мы очень рады, что вы заинтересовались ЕНТ! Дайте нам знать, если вам нужна дополнительная информация и мы обеспечим вас всем необходимым.

Запросить дополнительную информацию

Бакалавр компьютерных наук — это профессиональная степень, предназначенная для подготовки студент для дальнейшего изучения технологии и применения компьютеров.

Департамент компьютерных наук и инженерии предоставляет вам высококачественную образование, уравновешивая теоретические и экспериментальные аспекты аппаратного и программного обеспечения проблемы. Наши программы отличаются:

• Сложный учебный план
• Коллегиальная атмосфера
• Захватывающие возможности для исследований
• Междисциплинарный подход к обучению
• Возможности обучения за пределами классной комнаты

com/XSL/Variables»> Небольшие классы и лаборатории позволяют получить личное внимание преподавателей членов и тесно общаться со своими сверстниками. Вы узнаете от преподавателей, которые был признан Национальным научным фондом, Ассоциацией вычислительной техники Машиностроение и Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике.

Наша степень бакалавра наук со специализацией в области компьютерных наук аккредитована Комиссия по вычислительной аккредитации (CAC) ABET.

Коммерческие навыки

• Анализ сложности алгоритма
• Использование структур данных в разработке программного обеспечения
• Алгоритм сравнения достоинств
• Работа в команде
• Выучить язык программирования

Выдающиеся достижения в области компьютерных наук

В дополнение к учебным помещениям с передовым оборудованием, поддерживает многочисленные центры и исследовательские лаборатории, которые предлагают неограниченные возможности для учебы и исследований.

Другие исследовательские центры, расположенные в отделе, — это Центр информации и Центр компьютерной безопасности и сетецентрического программного обеспечения и систем.

Центр программного обеспечения и систем Net-Centric был выбран Титаном технологий 2012 г. Будущее на университетском уровне от Делового совета Metroplex Technology. Награда присуждается высшим учебным заведениям в регионе Северного Техаса, которые поощряют и поддерживать студентов в выборе инженерных и технологических дисциплин в качестве предпочтительный путь.

Наше сообщество Living Learning объединяет студентов-инженеров, проживающих в кампусе. для расширения академического и социального опыта.

Наши студенты готовятся к профессиям в области компьютерных наук и инженеров, которые решают социальные проблемы, развивать технологии и улучшать качество жизни людей во всем мире.

Занятия и исследования проводятся в парке Дискавери, исследовательском центре площадью 300 акров. расположен в пяти милях к северу от главного кампуса и обслуживается бесплатным шаттлом. Это исследование объект объединяет академические лаборатории, офисы и классы, чтобы максимизировать потенциал за творчество, сотрудничество и технологические инновации.

Что вы можете делать со степенью в области компьютерных наук?

Возможные области карьеры:

• Компьютерное программирование и разработка приложений
• Цифровая обработка информации
• Программирование игр
• Разработка аппаратного и программного обеспечения
• Управление информационными системами

com/XSL/Variables»> Ожидается, что выпускники с практическим опытом будут иметь благоприятные перспективы трудоустройства. Это результат быстрого роста проектирования компьютерных систем и сопутствующих услуг. ограниченный набор квалифицированных специалистов.

Компьютерщики и инженеры также получают одни из самых высоких стартовых зарплат. любой инженерной специальности.

Курсы компьютерных наук, которые вы можете пройти

Концептуальные и формальные модели, эффективность и уровни абстракции, используемые в область вычислительной техники, нотация большого О, комбинаторика и условная вероятность, основы операции над множествами, функции, отношения, деревья и графы, регулярные выражения, детерминированные конечные автоматы и недетерминированные конечные автоматы для описания шаблонов в строках.

Временная сложность алгоритмов; сортировка слиянием и сортировка кучи; структуры данных для деревьев и графики; элементарные графовые алгоритмы; поиск в ширину; поиск в глубину; топологическая сортировка; Алгоритм Прима и алгоритм Крускала.

Модульное проектирование и внедрение программных систем. Темы включают требования и разработка спецификаций, документирование проекта с использованием современных средств проектирования таких как UML, тестирование реализации программного обеспечения и системная и пользовательская документация.

Знакомит учащихся с формальной теорией языка, лежащей в основе современной информатики. Темы включают различные формы представления для обычных языков, контекстно-свободные грамматики, автоматы выталкивания, леммы накачки для обычных и контекстно-свободных языков, и иерархия Хомского.

Концепции анализа и проектирования операционных систем. Общие темы процесса, ресурса и управление файлами представлены и проанализированы в контексте различных систем. Архитектура и ограничения производительности.

Введение в информатику и технику, методы решения задач, алгоритмические процессов, проектирования и разработки программного обеспечения.

Узнайте больше о ЕНТ

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о том, что делает ЕНТ замечательным!

Связанные программы

Степень в области информационных технологий

Магистр вычислительной техники