Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Master's Thesis
Author of thesis: Ing. Natália Ivanisková
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: prof. Ing. Lukáš Sekanina, Ph.D.
Reviewer: doc. Ing. Zdeněk Vašíček, Ph.D.
The aim of this work is the analysis and prediction of hardware properties and characteristic behavior of approximative arithmetic circuits within the EvoApproxLib library. The thesis first focuses on the trade-offs among accuracy, power, and delay in approximate 8-bit multipliers, establishing the need for thorough structural knowledge during automated hardware development. Following this, a methodology utilizing diagnostic scripts is introduced to analyze circuit architectures through gate distribution and computed features extracted from the circuit representation. The subsequent part of the thesis involves the development of a collection of fast indicators designed to predict hardware attributes such as delay, power, and area, as well as error metrics such as Mean Absolute Error (MAE) and Worst Case Error (WCE). In conclusion, the thesis demonstrates how these indicators can help in designing surrogate models for metrics expensively computed by professional circuit design tools, enabling feasible and efficient diagnostics during evolutionary development processes consisting of thousands of iterations.
approximate computing, arithmetic circuits, evolutionary development, cartesian genetic programming, machine learning methods, surrogate models
Date of defence
22.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
B
Process of defence
Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B.
Topics for thesis defence
Language of thesis
English
Faculty
Fakulta informačních technologií
Department
Department of Computer Systems
Study programme
Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)
Specialization
Machine Learning (NMAL)
Composition of Committee
prof. Dr. Ing. Jan Černocký (předseda) prof. Ing. Martin Čadík, Ph.D. (místopředseda) doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (člen) doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D. (člen) doc. Ing. František Zbořil, Ph.D. (člen) Ing. Petr Veigend, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportprof. Ing. Lukáš Sekanina, Ph.D.
Diplomantka prozkoumala zadanou knihovnu a vytvořila sadu modelů strojového učení, které umožňují lépe pochopit vlastnosti aproximativních násobiček, jejich vztahy dle různých návrhových kritérií a následně případně i vylepšit stávající evoluční algoritmy používané pro automatizovaný návrh aproximativních obvodů. Vzhledem k množství odvedené práce, solidně zpracované technické zprávě a dosaženým výsledkům hodnotím tuto práci stupněm velmi dobře.
Jedná se o zadání výzkumného charakteru, které navazuje na výzkumnou činnost realizovanou v oblasti evolučního návrhu aproximativních obvodů výzkumnou skupinou EvoAIHW na UPSY. Diplomantka provedla analýzu vlastností aproximativních násobiček zařazených do knihovny EvoApproxLib a připravila různé modely strojového učení usnadňující predikci vlastností aproximativních násobiček. Dosažené výsledky jsou zajímavé a potenciálně použitelné. Zadání bylo splněno.
Práce byla dokončena na poslední chvíli; diplomantka do ní chtěla zapracovat své nejnovější výsledky. Předfinální text práce byl konzultován, mé připomínky byly zapracovány.
Není mi známo. Pokud by byly výsledky vhodně doplněny, bylo by možné uvažovat o jejich publikaci na vědecké konferenci.
Diplomantka samostatně vyhledávala odbornou literaturu a využívala ji.
Diplomantka konzultovala dle potřeby, v posledních měsících intenzivně. Na konzultace byla výborně připravena a samostatně navrhovala vhodná pokračování řešení projektu.
Grade proposed by supervisor: B
Reviewer’s reportdoc. Ing. Zdeněk Vašíček, Ph.D.
Celkově hodnotím diplomovou práci jako velmi kvalitní a pečlivě zpracovanou. S ohledem na výše uvedené nedostatky však hodnotím stupněm B.
Evaluation level: zadání splněno
Evaluation level: je v obvyklém rozmezí
Technická zpráva má logickou strukturu a jednotlivé kapitoly na sebe navazují. Práce je psána srozumitelným jazykem a pro čtenáře pochopitelná. Výjimku tvoří sekce 3.1.3, kde jsou v úvodu definovány symboly, které jsou použité dále v textu. Že se jedná o definice není při prvním čtení z formulace "auxiliary data" zřejmé a dochází zde k nejasnostem. Definice nejsou zcela jednoznačné a chybí např. obor hodnot proměnných, apod. Rozsah jednotlivých částí je dostačující. Výhrady mám k sekci 2.3, která není z pohledu zaměření práce relevantní a působí jako výplň. Experimentální výsledky jsou prezentovány a analyzovány na kvalitní úrovni.
Technická zpráva je psána v anglickém jazyce. Z typografického hlediska působí čistě. V textu se nachází několik překlepů.
Volba studijních pramenů odpovídá řešené problematice. Převzaté prvky jsou řádně odlišeny.
Výstupem je programové řešení ve formě Python skriptů, které slouží k výpočtu metrik/indikátorů použitých pro klasifikátor, a dále Python notebooků, které obsahují kód pro vyhodnocení zkoumaných aspektů aproximovaných obvodů, kód pro vizualizaci získaných výstupů formou grafů a dále samotné grafické výstupy. Každý notebook obsahuje textový popis tak, aby se v obsahu uživatel vyznal.
V práci jsou prezentovány původní výsledky, které přinášejí nový pohled na problematiku odhadu původu aproximovaných obvodů a také na odhad elektrických parametrů bez nutnosti syntézy obvodu. Práce otevířá řadu otázek a může sloužit jako základ pro další vědeckou činnost.
Evaluation level: průměrně obtížné zadání
Grade proposed by reviewer: B
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová