• 제목/요약/키워드: Branch Prediction Accuracy

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Development of an integrated machine learning model for rheological behaviours and compressive strength prediction of self-compacting concrete incorporating environmental-friendly materials

  • Pouryan Hadi;KhodaBandehLou Ashkan;Hamidi Peyman;Ashrafzadeh Fedra
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제86권2호
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    • pp.181-195
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    • 2023
  • To predict the rheological behaviours along with the compressive strength of self-compacting concrete that incorporates environmentally friendly ingredients as cement substitutes, a comparative evaluation of machine learning methods is conducted. To model four parameters, slump flow diameter, L-box ratio, V-funnel time, as well as compressive strength at 28 days-a complete mix design dataset from available pieces of literature is gathered and used to construct the suggested machine learning standards, SVM, MARS, and Mp5-MT. Six input variables-the amount of binder, the percentage of SCMs, the proportion of water to the binder, the amount of fine and coarse aggregates, and the amount of superplasticizer are grouped in a particular pattern. For optimizing the hyper-parameters of the MARS model with the lowest possible prediction error, a gravitational search algorithm (GSA) is required. In terms of the correlation coefficient for modelling slump flow diameter, L-box ratio, V-funnel duration, and compressive strength, the prediction results showed that MARS combined with GSA could improve the accuracy of the solo MARS model with 1.35%, 11.1%, 2.3%, as well as 1.07%. By contrast, Mp5-MT often demonstrates greater identification capability and more accurate prediction in comparison to MARS-GSA, and it may be regarded as an efficient approach to forecasting the rheological behaviors and compressive strength of SCC in infrastructure practice.

신경망의 분석을 통한 방향 정보를 내포하는 분기 예측 기법 (Direction-Embedded Branch Prediction based on the Analysis of Neural Network)

  • 곽종욱;김주환;전주식
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제42권1호
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    • pp.9-26
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    • 2005
  • 파이프라인과 슈퍼스칼라 방식 그리고 동적 스케줄링 기법이 일반화된 시스템 구조 하에서, 분기 명령어에 대한 분기 예측 정확도는 프로세서 입장에서 뿐만 아니라 시스템 전체적인 성능에 있어서 큰 영향을 미친다. 이는 분기 예측이 실패했을 경우 잘못된 분기 예측으로 인한 페널티가 발생하기 때문이며, 이러한 페널티는 파이프라인의 길이가 깊어지고 더욱 많은 수의 명령어가 동시에 실행되는 환경일수록 더 큰 값을 가진다. 본 논문에서는 분기 예측의 정확도를 높이기 위해서, 분기 예측과 관련된 신경망을 구축하여 이론 통해 분기 예측에 필요한 각 요소별 가중치의 경향을 분석한다. 그 결과, 높은 가중치를 가지는 구성 요소를 기존의 분기 예측 기법에 추가시킨 새로운 형태의 분기 예측 기법을 제안한다. 제안된 새로운 기법은 실행 구동방식의 시뮬레이터인 Simple Scalar를 통하여 모의실험 되었으며, 실험 결과 본 논문에서 제시한 "분기 명령어의 방향 정보를 내포하는 새로운 기법(direction-gshare)"이 기존의 gshare 기법과 비교하여 동일한 하드웨어 복잡도를 가지면서도 일반적인 Bimodal 기법이나 이단계 적응형 분기 예측 기법 혹은 그의 변형인 gshare 기법에 비하여 분기 예측의 정확도가 최대 4.1%, 평균 1.5% 더 우수한 결과를 보였으며, 최적의 방향 정보 내포량에 대해서는 최대 11.8%, 평균 3.7%의 성능 향상을 보였다.

Evaluation of mathematical models for prediction of slump, compressive strength and durability of concrete with limestone powder

  • Bazrafkan, Aryan;Habibi, Alireza;Sayari, Arash
    • Advances in concrete construction
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    • 제10권6호
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    • pp.463-478
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    • 2020
  • Multiple mathematical modeling for prediction of slump, compressive strength and depth of water penetration at 28 days were performed using statistical analysis for the concrete containing waste limestone powder as partial replacement of sand obtained from experimental program reported in this research. To extract experimental data, 180 concrete cubic samples with 20 different mix designs were investigated. The twenty non-linear regression models were used to predict each of the concrete properties including slump, compressive strength and water depth penetration of concrete with waste limestone powder. Evaluation of the models using numerical methods showed that the majority of models give acceptable prediction with a high accuracy and trivial error rates. The 15-term regression models for predicting the slump, compressive strength and water depth were found to have the best agreement with the tested concrete specimens.

고성능 프로세서를 위한 분기 명령어의 동적 History 길이 조절 기법 (Dynamic Per-Branch History Length Fitting for High-Performance Processor)

  • 곽종욱;장성태;전주식
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제44권2호
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    • pp.1-10
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    • 2007
  • 분기 명령어에 대한 분기 예측 정확도는 시스템 전체의 성능 향상에 중대한 영향을 미친다. 본 논문에서는 분기 예측의 정확도를 높이기 위한 방법의 하나로, 각 분기 명령어 별로 사용되는 History 길이를 동적으로 조절할 수 있는 "각 분기별 동적 History 길이 조절 기법"을 소개한다. 제안된 기법은, 분기 예측에 있어서 관련된 레지스터들 사이의 데이터 종속성을 추적하여, 최종적으로 관련이 있는 레지스터를 포함하도록 유도하는 분기를 파악한 후, 관련 분기의 History만을 사용하게 해 주는 방식이다. 이를 위해 본 논문에서는, 데이터 종속성을 추적할 수 있는 알고리즘과 관련 하드웨어 모듈을 소개하였다. 실험 결과 제안된 기법은, 기존의 고정 길이 History를 사용하는 방식에 비하여 최대 5.96% 분기 예측 정확도의 향상을 가져 왔으며, 프로파일링을 통해 확인된 각 응용 프로그램 별 Optimal History 길이와 비교해서도 성능 향상을 보였다.

효율적인 데이터 종속 기반의 간접 분기 예측기 (Efficient Indirect Branch Predictor Based on Data Dependence)

  • 백경호;김은성
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제43권4호
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    • pp.1-14
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    • 2006
  • 간접 분기 명령은 현대적인 고성능 프로세서의 ILP를 제한하는 가장 심각한 장애 요인 중 하나이다. 다른 분기 명령들과는 다르게 간접 분기는 그 타켓 주소가 동적으로 다형태로 변하기 때문에 이를 예측하기 매우 어려우며, 투기적 실행 방식을 사용하는 대부분의 현대적인 고성능 프로세서에서는 예측이 잘못되는 경우에 많은 수행 사이클 지연이 일어나게 되어 프로세서의 성능이 크게 떨어지게 된다. 우리는 예측 정확도가 아주 뛰어난 새로운 개념의 간접 분기 예측 방식 즉, 간접 분기 명령과 이와 데이터 종속 관계를 가진 이 명령어 보다 훨씬 앞서 수행되는 명령어의 레지스터 내용을 결합시켜 간접 분기의 타켓을 예측해내는 방식을 제안하였다. 1K의 예측기를 사용하는 경우에 98.92%의 예측 정확도를 보이고, 8K의 크기를 사용하면 거의 완벽한 99.95%의 정확도를 보인다. 그러나 지금까지 제안된 모든 예측기가 그러하듯이 예상 타켓 주소와 함께 앨리어싱 문제를 완화시키기 위한 태그를 저장하기 위한 하드웨어 오버헤드가 크다는 단점을 안고 있다. 그러므로 본 논문에서는 예측 정확 도의 손실없이도 예측기의 하드웨어 오버헤드를 최소한으로 줄이는 방법을 제안한다. 실험 결과로써 태그 저장에 따른 하드웨어를 성능 손실 없이 약 60%를 줄일 수 있으며, 0.1%의 손실을 감수하면 약 80%까지 줄일 수 있다. 또한 부분 타켓 저장으로 인한 성능 손실 없이 타켓 주소 저장에 따른 하드웨어를 약 35% 절약할 수 있으며, 1.11%의 손실을 감수하면 약 45%까지 절약할 수 있다.

A TSK fuzzy model optimization with meta-heuristic algorithms for seismic response prediction of nonlinear steel moment-resisting frames

  • Ebrahim Asadi;Reza Goli Ejlali;Seyyed Arash Mousavi Ghasemi;Siamak Talatahari
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제90권2호
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    • pp.189-208
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    • 2024
  • Artificial intelligence is one of the efficient methods that can be developed to simulate nonlinear behavior and predict the response of building structures. In this regard, an adaptive method based on optimization algorithms is used to train the TSK model of the fuzzy inference system to estimate the seismic behavior of building structures based on analytical data. The optimization algorithm is implemented to determine the parameters of the TSK model based on the minimization of prediction error for the training data set. The adaptive training is designed on the feedback of the results of previous time steps, in which three training cases of 2, 5, and 10 previous time steps were used. The training data is collected from the results of nonlinear time history analysis under 100 ground motion records with different seismic properties. Also, 10 records were used to test the inference system. The performance of the proposed inference system is evaluated on two 3 and 20-story models of nonlinear steel moment frame. The results show that the inference system of the TSK model by combining the optimization method is an efficient computational method for predicting the response of nonlinear structures. Meanwhile, the multi-vers optimization (MVO) algorithm is more accurate in determining the optimal parameters of the TSK model. Also, the accuracy of the results increases significantly with increasing the number of previous steps.

Comparative analysis of multiple mathematical models for prediction of consistency and compressive strength of ultra-high performance concrete

  • Alireza Habibi;Meysam Mollazadeh;Aryan Bazrafkan;Naida Ademovic
    • Coupled systems mechanics
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    • 제12권6호
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    • pp.539-555
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    • 2023
  • Although some prediction models have successfully developed for ultra-high performance concrete (UHPC), they do not provide insights and explicit relations between all constituents and its consistency, and compressive strength. In the present study, based on the experimental results, several mathematical models have been evaluated to predict the consistency and the 28-day compressive strength of UHPC. The models used were Linear, Logarithmic, Inverse, Power, Compound, Quadratic, Cubic, Mixed, Sinusoidal and Cosine equations. The applicability and accuracy of these models were investigated using experimental data, which were collected from literature. The comparisons between the models and the experimental results confirm that the majority of models give acceptable prediction with a high accuracy and trivial error rates, except Linear, Mixed, Sinusoidal and Cosine equations. The assessment of the models using numerical methods revealed that the Quadratic and Inverse equations based models provide the highest predictability of the compressive strength at 28 days and consistency, respectively. Hence, they can be used as a reliable tool in mixture design of the UHPC.

RAS 오염 방지를 통한 함수 복귀 예측 정확도 향상 (Prediction Accuracy Enhancement of Function Return Address via RAS Pollution Prevention)

  • 김주환;곽종욱;장성태;전주식
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제48권3호
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    • pp.54-68
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    • 2011
  • 조건 분기 명령어의 예측 정확도가 매우 높아짐에 따라 상대적으로 무조건 분기 명령어의 예측이 중요해지고 있다. 그 중 RAS(Return Address Stack)를 사용하는 함수 복귀 예측은 이론적으로 오버플로가 발생하지 않는 한도 내에서 100%의 정확도를 보여야 한다. 하지만 투기적 실행을 지원하는 현대 마이크로프로세서 환경 하에서는 잘못된 실행 경로로의 수행 결과를 무효화 할 때 RAS의 오염이 발생하며, 이는 함수 복귀 주소의 예측 실패로 이어진다. 본 논문에서는 이러한 RAS의 오염을 방지하기 위하여 RAS 재명명 기법을 제안한다. RAS 재명명 기법은 RAS의 스택을 소프트 스택과 하드 스택으로 나누어 투기적 실행에 의한 데이터의 변경을 복구할 수 있는 소프트 스택에서 투기적 실행에 의한 데이터를 관리하고, 소프트 스택의 크기 제한으로 겹쳐쓰기가 일어나는 데이터 중 이후에 사용될 데이터를 하드 스택으로 옮기는 구조로 구성된다. 또한 이러한 구조의 문제점을 파악하여, 본 논문에서는 RAS 재명명 기법의 추가적 개선법을 소개한다. 제안된 기법을 모의실험 한 결과, RAS 오염 방지 기법이 적용되지 않은 시스템과 비교하여 함수 복귀 예측 실패를 약 1/90로 감소시켰으며, 최대 6.95%의 IPC 향상을 가져왔다. 또한 기존의 RAS 오염 방지 기법이 적용된 시스템과 비교하여 함수 복귀 예측 실패를 약 1/9로 감소 시켰다.

Data Mining Approach Using Practical Swarm Optimization (PSO) to Predicting Going Concern: Evidence from Iranian Companies

  • Salehi, Mahdi;Fard, Fezeh Zahedi
    • 유통과학연구
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    • 제11권3호
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    • pp.5-11
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    • 2013
  • Purpose - Going concern is one of fundamental concepts in accounting and auditing and sometimes the assessment of a company's going concern status that is a tough process. Various going concern prediction models' based on statistical and data mining methods help auditors and stakeholders suggested in the previous literature. Research design - This paper employs a data mining approach to prediction of going concern status of Iranian firms listed in Tehran Stock Exchange using Particle Swarm Optimization. To reach this goal, at the first step, we used the stepwise discriminant analysis it is selected the final variables from among of 42 variables and in the second stage; we applied a grid-search technique using 10-fold cross-validation to find out the optimal model. Results - The empirical tests show that the particle swarm optimization (PSO) model reached 99.92% and 99.28% accuracy rates for training and holdout data. Conclusions - The authors conclude that PSO model is applicable for prediction going concern of Iranian listed companies.

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인공신경망 기반 호텔 부도예측모형 개발 (A Development of Hotel Bankruptcy Prediction Model on Artificial Neural Network)

  • 최성주;이상원
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.125-133
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    • 2014
  • 본 논문에서는 호텔경영을 위한 인공신경망 기반의 부도예측 모형을 개발한다. 부도예측 모형은 호텔에서 관리하는 사업장의 사업성과 이터를 바탕으로 부도 가능성을 평가하여 호텔 전체사업의 부도를 예측하는 특징을 가진다. 부도예측을 위한 전통적인 통계기법은 다변량 판별분석이나 로짓분석 등이 있는데, 본연구는 이들보다 우수한 예측정확성을 갖는 인공신경망 기법을 이용해서 연구를 진행하였다. 이를 위해 우선 우수기업 100개와 도산기업 100개를 선정하여 전체 실험데이터를 구성하고, 뉴로쉘이라는 인공신경망 도구를 이용하여 부도예측모형을 구성하였다. 본 모형 설계와 실험은 서비스드 레지던스 호텔에서 관리하는 각 브랜치의 부도예측과 재무건전성을 판단하기에 효율성이 높아 호텔 경영의 의사결정에 많은 도움이 될 것이다.