|
Synchronous Formal Systems Based on Grammars and Transducers
Horáček, Petr ; Janoušek, Jan (oponent) ; Yamamura,, Akihito (oponent) ; Meduna, Alexandr (vedoucí práce)
This doctoral thesis studies synchronous formal systems based on grammars and transducers, investigating both theoretical properties and practical application perspectives. It introduces new concepts and definitions building upon the well-known principles of regulated rewriting and synchronization. An alternate approach to synchronization of context-free grammars is proposed, based on linked rules. This principle is extended to regulated grammars such as scattered context grammars and matrix grammars. Moreover, based on a similar principle, a new type of transducer called the rule-restricted transducer is introduced as a system consisting of a finite automaton and context-free grammar. New theoretical results regarding the generative and accepting power are presented. The last part of the thesis studies linguistically-oriented application perspectives, focusing on natural language translation. The main advantages of the new models are discussed and compared, using select case studies from Czech, English, and Japanese to illustrate.
|
|
Sharing Local Information for Faster Scanning-Window Object Detection
Hradiš, Michal ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Matas, Jiří (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
This thesis aims to improve existing scanning-window object detectors by exploiting information shared among neighboring image windows. This goal is realized by two novel methods which are build on the ideas of Wald's Sequential Probability Ratio Test and WaldBoost. Early non-Maxima Suppression moves non-maxima suppression decisions from a post-processing step to an early classification phase in order to make the decisions as soon as possible and thus avoid normally wasted computations. Neighborhood suppression enhances existing detectors with an ability to suppress evaluation at overlapping positions. The proposed methods are applicable to a wide range of detectors. Experiments show that both methods provide significantly better speed-precision trade-off compared to state-of-the-art WaldBoost detectors which process image windows independently. Additionally, the thesis presents results of extensive experiments which evaluate commonly used image features in several detection tasks and scenarios.
|
|
Semi - analytické výpočty a spojitá simulace
Kopřiva, Jan ; Kubátová, Hana (oponent) ; Novitzká,, Valerie (oponent) ; Kunovský, Jiří (vedoucí práce)
Práce se zabývá urychlením a zpřesněním numerických výpočtů, především pak úloh z oblasti diferenciálního počtu. Zmíněné vlastnosti jsou charakteristické pro skupinu výpočtů nazývaných semi-analytické. Jednou z možností urychlení výpočtu obyčejných diferenciálních rovnic je paralelizace. Předkládaná paralelizace je založena na transformaci numerického řešení do aritmetiky zbytkových tříd, která je rozšířena o výpočty s pohyblivou čárkou. Součástí práce je i nový algoritmus pro součin celých čísel a jeho následnou redukci zvoleným modulem. Vzhledem k aplikacím v diferenciálním počtu jsou v práci popsány upravené integrační metody - Eulerova, Runge - Kutta a Taylorova s využitím aritmetiky zbytkových tříd. V závěru jsou také nástíněny další možnosti rozšíření a urychlení popsané aritmetiky.
|
|
OPTIMIZATION OF ALGORITHMS AND DATA STRUCTURES FOR REGULAR EXPRESSION MATCHING USING FPGA TECHNOLOGY
Kaštil, Jan ; Plíva, Zdeněk (oponent) ; Vlček, Karel (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
This thesis deals with fast regular expression matching using FPGA. Regular expression matching in high speed computer networks is computationally intensive operation used mostly in the field of the computer network security and in the field of monitoring of the network traffic. Current solutions do not achieve throughput required by modern networks with respect to all requirements placed on the matching unit. Innovative hardware architectures implemented in FPGA or ASIC have the highest throughput. This thesis describes two new architectures suitable for the FPGA and ASIC implementation. The basic idea of these architectures is to use perfect hash function to implement transitional function of deterministic finite automaton. Also, architecture that allows the user to introduce small probability of errors into the matching process in order to reduce memory requirement of the matching unit was introduced. The thesis contains analysis of the effect of these errors to overall reliability of the system and compares it to the reliability of currently used approach. The measurement of properties of regular expressions used in analysis of the traffic in modern computer networks was performed in the thesis. The analysis implies that most of the used regular expressions are suitable for the implementation by proposed architectures. To guarantee high throughput of the matching unit new algorithms for alphabet transformation is proposed. The algorithm allows to transform the automaton to accept several input characters per one transition. The main advantage of the proposed algorithm over currently used solutions is that it does not have any limitation over the number of characters that are accepted at once. Implemented architectures were compared with the current state of the art algorithm and 200MB memory reduction was achieve
|
|
Metodologie pro návrh číslicových obvodů se zvýšenou spolehlivostí
Straka, Martin ; Gramatová, Elena (oponent) ; Racek, Stanislav (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce představuje alternativní metodiku k již existujícím technikám pro návrh číslicových systémů se zvýšenou spolehlivostí implementovaných do obvodů FPGA a doplňuje některé nové vlastnosti při realizaci a testování těchto systémů. Práce se opírá o využití částečné dynamické rekonfigurace obvodu FPGA při návrhu systémů odolných proti poruchám, kde může být částečná rekonfigurace využita jako mechanizmus pro opravu a zotavení systému po výskytu poruchy. Práce nejprve představuje obecné principy diagnostiky, testování a spolehlivosti číslicových systémů včetně stručného popisu programovatelných obvodů FPGA a jejich architektury. Dále pokračuje přehledem současných metod a technik při návrhu a implementaci systémů odolných proti poruchám do obvodů FPGA, kde jsou popsány zejména techniky z oblasti detekce a lokalizace poruch, opravy a posuzování kvality návrhu. Nejdůležitější částí práce je popis metodiky pro návrh, implementaci a testování systémů odolných proti poruchám, která byla vytvořena pro obvody FPGA, jejichž konfigurační paměť je založena na pamětech typu SRAM. Nejprve je prezentována technika pro vytváření a automatizované generování hlídacích obvodů pro číslicové systémy a komunikační protokoly v FPGA, následně je prezentovaná referenční architektura spolehlivého systému implementovaného do FPGA včetně několika odolných architektur využívajících principu částečné dynamické rekonfigurace jako mechanizmu opravy a zotavení po výskytu poruchy. Dále je popsán způsob řízení rekonfiguračního procesu a testovací platforma pro snadné testovaní a ověření kvality systémů odolných proti poruchám implementovaných dle navržené metodiky. V závěru jsou diskutovány experimentální výsledky a přínos práce.
|
|
Metodologie pro návrh číslicových obvodů se zvýšenou spolehlivostí
Straka, Martin ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce představuje alternativní metodiku k již existujícím technikám pro návrh číslicových systémů se zvýšenou spolehlivostí implementovaných do obvodů FPGA a doplňuje některé nové vlastnosti při realizaci a testování těchto systémů. Práce se opírá o využití částečné dynamické rekonfigurace obvodu FPGA při návrhu systémů odolných proti poruchám, kde může být částečná rekonfigurace využita jako mechanizmus pro opravu a zotavení systému po výskytu poruchy. Práce nejprve představuje obecné principy diagnostiky, testování a spolehlivosti číslicových systémů včetně stručného popisu programovatelných obvodů FPGA a jejich architektury. Dále pokračuje přehledem současných metod a technik při návrhu a implementaci systémů odolných proti poruchám do obvodů FPGA, kde jsou popsány zejména techniky z oblasti detekce a lokalizace poruch, opravy a posuzování kvality návrhu. Nejdůležitější částí práce je popis metodiky pro návrh, implementaci a testování systémů odolných proti poruchám, která byla vytvořena pro obvody FPGA, jejichž konfigurační paměť je založena na pamětech typu SRAM. Nejprve je prezentována technika pro vytváření a automatizované generování hlídacích obvodů pro číslicové systémy a komunikační protokoly v FPGA, následně je prezentovaná referenční architektura spolehlivého systému implementovaného do FPGA včetně několika odolných architektur využívajících principu částečné dynamické rekonfigurace jako mechanizmu opravy a zotavení po výskytu poruchy. Dále je popsán způsob řízení rekonfiguračního procesu a testovací platforma pro snadné testovaní a ověření kvality systémů odolných proti poruchám implementovaných dle navržené metodiky. V závěru jsou diskutovány experimentální výsledky a přínos práce.
|
|
Optimalizace sledování síťových toků
Žádník, Martin ; Lhotka,, Ladislav (oponent) ; Matoušek, Radomil (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá optimalizací sledování síťových toků. Sledování síťových toků spočívá ve sledování jejich stavu a je klíčovou úlohou pro řadu síťových aplikací. S každým příchodem paketu je nutné aktualizovat hodnoty stavu, což zahrnuje přístupy do paměti. Vzhledem k vysoké propustnosti linek a obrovskému množství souběžných toků hraje přístup do paměti kritickou roli ve výkonnosti stavového zpracování síťového provozu. Tento problém se řeší různými technikami. Tyto techniky ale ve výsledku vždy požadují, aby nejblíže zpracování provozu byla nasazena paměť s nízkou odezvou, cache toků, schopná vyřídit všechny přístupy. Cache toků má proto omezenou kapacitu a její efektivní správa má zásadní vliv na výkonnost a výsledky zpracování síťového provozu. Vzhledem ke specifikům síťového provozu nemusí být stávající správy vhodné pro správu cache toků. Disertační práce se proto zabývá automatizovaným vývojem správy cache na základě reálného provozu dané sítě. Automatizace vývoje správy cache toků je realizována pomocí genetického algoritmu. Genetický algoritmus vyvíjí nová řešení a hodnotí je simulací nad vzorkem provozu z různých sítí. Navržený postup je ověřen na vývoji správ pro dva problémy. Prvním problémem je vývoj správy, která bude vykazovat celkově nízký počet výpadků stavů z cache toků. Druhým problémem je vývoj správy, která bude vykazovat velmi nízký počet výpadků u velkých toků. Optimalizace zakódování správy a experimenty s parametry genetického algoritmu ukázují, že je možné nalézt správy cache toků, které jsou optimalizované pro specifika daného nasazení. Nově vyvinuté správy poskytují lepší výsledky než ostatní testované správy. Z hlediska snížení celkového počtu výpadků je vyvinuta správa, která snižuje počet výpadků na konkrétní datové sadě až o deset procent vůči nejlepší porovnávané správě. Z pohledu snížení počtu výpadků u velkých toků je dosaženo vyvinutou správou až dvojnásobného snížení výpadků. Většina velkých toků (více než 90%) nezaznamenala při použití vyvinuté správy dokonce ani jeden výpadek. Rovněž během záplav nových toků, které se v síťovém provozu vyskytují v souvislosti se skenováním sítí a útoky, se ukazují velmi dobré vlastnosti vyvinuté správy. V rámci práce je rovněž navrženo rozšíření správy o využití doplňkové informace ze záhlaví příchozích paketů. Výsledky ukazují, že kombinací této informace lze počet výpadků u správ dále snižovat.
|
|
Povrchové úpravy skleněných vláken pro polymerní kompozity
Knob, Antonín ; Marek,, Aleš (oponent) ; Burša, Jiří (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřena na přípravu polymerních kompozitů vyztužených skleněnými vlákny s řízenou mezifází tvořenou plazmově polymerovanými mezivrstvami na bázi tetravinylsilanu a směsí tetravinylsilanu s kyslíkem. Tenké polymerní vrstvy se specifickými fyzikálně-chemickými vlastnostmi a tloušťkou byly deponovány se záměrem zlepšení adheze na kompozitním rozhraní skleněné vlákno/polyesterová matrice. Povrchová modifikace skleněných vláken byla provedena s využitím plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD) využívající nízkoteplotního RF plazmatu. Proces byl kontrolován pomocí efektivního výkonu a depozičního času a výsledky vyhodnoceny ve vztahu k tloušťce mezivrstvy a různým depozičním podmínkám. Připravené mezivrstvy byly analyzovány z hlediska chemického složení fyzikálně-chemických vlastností za použití metod XPS, RBS, ERDA, FTIR a spektroskopické elipsometrie. Vybrané mechanické vlastnosti byly charakterizovány pomocí AFM. Mechanická odezva plazmových mezivrstev byla vyhodnocena pomocí testu krátkých trámečků a přímé metody testování smykové pevnosti na rozhraní využívající mikroindentaci. Smykové selhání mezifáze bylo kontrolováno dle experimentálních a modelových dat pomocí smykové pevnosti na rozhraní mezivrstva/vlákno.
|
| |
|
Strategie oplozování u ryb s vnějším oplozením
SIDDIQUE, Mohammad Abdul Momin
Morfologické vlastnosti, druhově specifické rozdíly, vývoj a funkce obalů jikry hrají významnou roli v porozumění oplozovacím strategiím u ryb stejně jako jejich umělé reprodukci. Zhodnotili jsme morfologii a vývojová stádia obalů jiker, mechanismus blokování polyspermie a také úlohu mikropyle a kortikálních granulí při eliminaci polyspermie jeseterovitých ryb. Struktury obalů jiker jsou u této čeledi velmi podobné. Skládají se z vnějšího obalu (thekální buňky, bazální lamina, folikulární epitel), pětivrstevného obalu oocytu (adhesivní vrstva, alveolární vrstva, epitelární vrstva a zona radiata externa a interna) a vrstvy matrixu oocytu a kortikálních granulí. Vývoj obalů jiker jeseterovitých ryb uvnitř ovárií se skládá z pěti fází s dalšími změnami následovanými po oplození. Navíc jsme standardizovali terminologii používanou pro popis membrán jiker, což může minimalizovat zmatky a být nápomocné pro budoucí práce zaměřené na jikry jeseterovitých ryb stejně jako další rybí druhy. Dále se tato práce zabývá poměrem množství spermií vůči jikře (vyžadovaným k oplodnění jikry) a vlivem před inkubace jiker u sladkovodních druhů před jejich oplozením, což poslouží u jesetera malého (Acipenser ruthenus) k standardizaci reprodukčních protokolů. Před inkubační doba neměla žádný vliv na úspěch při oplození ve vztahu k poměru spermie vůči vajíčku u hodnot 430 000:1 a 43 000:1 (počet spermií : na jikru). Na druhou stranu tato doba před inkubace byla důležitá (signifikantní) v případě použití nízkého počtu spermií 4300:1 a 430:1. Použitím experimentálního sub optimálního poměru spermie-jikra jsme odhalili pozitivní vliv před inkubační doby a to u poměru 430:1 s tím, že 0,5 minuty před inkubace zvýšilo míru oplození, oproti před inkubace v délce 10 min. Transmisní elektronová mikroskopie odhalila, že před inkubace jiker ve vodě po dobu méně než 10 min nespouští kortikální reakci. Což logicky naznačuje, že při nízkém poměru spermie-jikra s před inkubací v rozmezí 0,5 - 1 min ve sladké vodě před oplozením může zvýšit fertilizační úspěch u jesetera malého (minimálně oplozenost nesníží). Vliv před inkubace v mořské vodě a délka trvání vnímavosti k oplození (receptivity) jiker byla určována pro čerstvě vytřené i přezrálé jikry u morčáka evropského. Naše výsledky odhalily signifikantní vliv před inkubační doby u čerstvě vytřených (P < 0,01) i přezrálých jiker (P < 0.01). Čerstvá jikra měla vyšší oplozenost než přezrálá jikra. Oplozenost signifikantně klesala v obou příkladech po 3 min před inkubace. Což ukazuje, že jikry morčáka evropského si zachovávají schopnost oplodnění spermatem do 3 minut po jejich uvolnění do mořské vody. Dále byl určován vliv před inkubace jiker a aktivačních medií na procento embryí v očním embryonálním stádiu vývoje u jelce jesena (Leuciscus idus). U embryí v očním stádiu vývoje, před inkubační doba měla signifikantní vliv na procento embryí při užití sladkovodního aktivačního media (P < 0.001). Procento embryí v tomto stádiu vývoje postupně klesalo s prodlužováním před inkubační doby. Druh aktivačního media měl signifikantní vliv na procento embryí v očním stádiu vývoje pro každou před inkubační dobu (P < 0,05). Přesněji řečeno, sladká voda produkovala nižší procento embryí v očním stádiu vývoje pro každou před inkubační dobou, zatímco slaná voda a Woynarovichův roztok produkovaly vyšší procento embryí v očním stádiu vývoje v čase 0 s a 30 s před inkubací. Analýza parametrů spermií pomocí CASA softwaru, neukázal vliv aktivačního media na jejich parametry. Naše výsledky ukazují, že slaná voda a Woynarovichův roztok zlepšují míru oplození u jelce během oplozování. Závěrem, tato dizertační práce poskytuje základní znalosti biologie gamet, role periody receptivity jiker, vliv před inkubace jiker a různých aktivačních médií, které mohou být užitečné pro pochopení oplozovací strategií u několika druhů ryb s vnějším oplozením, stejně tak jako pro standardizaci jejich oplodňovacích protokolů při umělé reprodukci.
|
host ::
