【源码】基于C语言的大脑模拟系统

项目简介

本项目是一个基于C语言开发的开源项目，专注于模拟人类大脑神经元节点间的能量转移。通过模拟运行神经网络或类似结构，研究神经元节点能量转移的规律。项目接收一系列参数，如节点网格大小、观测节点、输入频率等，以此模拟能量在节点间的转移，并输出各观测节点的能量时间序列。

项目的主要特性和功能

1. 可模拟大脑神经元节点间的能量转移，运行神经网络或类似结构。
2. 高度可配置，能通过命令行参数精准控制模拟的各个方面，如节点网格大小、观测节点、输入频率等。
3. 可将每个观测节点的能量时间序列输出到CSV文件。
4. 功能丰富，包含节点状态更新、输入信号处理、观察节点数据提取等功能。

安装使用步骤

编译

Linux

1. 复制项目仓库。
2. 在工作目录根目录下运行$ make。
3. （可选）使用make install进行安装。

Windows

1. 复制项目仓库。
2. 在Visual Studio中打开 win32\win32.sln。
3. 使用Visual Studio进行编译。

自定义编译

可通过传递预处理器选项来定制编译，使用make时，将选项传递给 DFLAGS 变量，使用GCC的常规 -D 开关。 示例：设置 THREADFACTOR 指令为 0.5，$ make DFLAGS="-DTHREADFACTOR=0.5"。 可用开关及默认值： - THREADFACTOR：默认值为 1。 - MULTITHREADING：默认值为 1。

可用函数修改器及默认值： - D_NEIGHBORFACTOR：默认值为 1。 - ID_NEIGHBORFACTOR：默认值为 1。 - ENERGY_FACTOR：默认值为 1。 - ENERGY_WEIGHT：默认值为 1。 - DELTA_FACTOR：默认值为 1。 - SLOPE_FACTOR：默认值为 1。 - SLOPE_WEIGHT：默认值为 1。

运行

1. 在执行模拟程序的目录下创建 ./testoutput 目录，结果将写入该目录。
2. （可选）配置输入位图图像文件。
3. 以以下方式执行模拟：
   • Linux，从构建目录运行：$ ./brainsimulation -x X_NODES -y Y_NODES --ticks SIMULATION_TICKS [OPTIONAL PARAMETERS]
   • Linux，使用 make install 编译后：$ brainsimulation -x X_NODES -y Y_NODES --ticks SIMULATION_TICKS [OPTIONAL PARAMETERS]
   • Windows：> .\brainsimulation -x X_NODES -y Y_NODES --ticks SIMULATION_TICKS [OPTIONAL PARAMETERS]

命令行参数

• 必需参数：
  • -x X_NODES：模拟节点网格在X轴上的大小。
  • -y Y_NODES：模拟节点网格在Y轴上的大小。
  • --ticks SIMULATION_TICKS：模拟的时间步数。
• 推荐参数：
  • --xobs OBS_X_INDICES：观测节点的X索引。
  • --yobs OBS_Y_INDICES：观测节点的Y索引，数量需与 --xobs 相同。
• 可选参数：
  • --allobs：观察所有节点，忽略 --xobs 和 --yobs。
  • --startlevels STARTING_ENERGY_LEVELS：具有初始能量的节点的初始能量水平。
  • --startx STARTING_ENERGY_X_INDICES：具有初始能量的节点的X索引，数量需与 --startlevels 相同。
  • --starty STARTING_ENERGY_Y_INDICES：具有初始能量的节点的Y索引，数量需与 --startlevels 相同。
  • --freqs FREQUENCIES：使用正弦频率生成能量的节点的频率，不能与 --freqbitmaps 及其相关标志一起使用。
  • --freqx FREQUENCY_NODES_X_INDICES：使用频率生成能量的节点的X索引，数量需与 --freqs 相同。
  • --freqy STARTING_ENERGY_Y_INDICES：使用频率生成能量的节点的Y索引，数量需与 --freqs 相同。
  • --freqbitmaps FILENAMES：用于指定正弦频率的位图图像的文件路径，不能与 --freqs 及其相关标志一起使用。
  • --minbitmapfreq MIN_FREQUENCY：生成的最小频率。
  • --maxbitmapfreq MAX_FREQUENCY：生成的最大频率。
  • --bitmapduration DURATION_TICKS：位图信号的生成持续时间。

查看结果

模拟结果将输出到CSV文件，可使用其他工具进行分析。

下载地址

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