|
Packet Classification Algorithms
Puš, Viktor ; Lhotka,, Ladislav (oponent) ; Dvořák, Václav (vedoucí práce)
This thesis deals with packet classification in computer networks. Classification is the key task in many networking devices, most notably packet filters - firewalls. This thesis therefore concerns the area of computer security. The thesis is focused on high-speed networks with the bandwidth of 100 Gb/s and beyond. General-purpose processors can not be used in such cases, because their performance is not sufficient. Therefore, specialized hardware is used, mainly ASICs and FPGAs. Many packet classification algorithms designed for hardware implementation were presented, yet these approaches are not ready for very high-speed networks. This thesis addresses the design of new high-speed packet classification algorithms, targeted for the implementation in dedicated hardware. The algorithm that decomposes the problem into several easier sub-problems is proposed. The first subproblem is the longest prefix match (LPM) operation, which is used also in IP packet routing. As the LPM algorithms with sufficient speed have already been published, they can be used in out context. The following subproblem is mapping the prefixes to the rule numbers. This is where the thesis brings innovation by using a specifically constructed hash function. This hash function allows the mapping to be done in constant time and requires only one memory with narrow data bus. The algorithm throughput can be determined analytically and is independent on the number of rules or the network traffic characteristics. With the use of available parts the throughput of 266 million packets per second can be achieved. Additional three algorithms (PFCA, PCCA, MSPCCA) that follow in this thesis are designed to lower the memory requirements of the first one without compromising the speed. The second algorithm lowers the memory size by 11 % to 96 %, depending on the rule set. The disadvantage of low stability is removed by the third algorithm, which reduces the memory requirements by 31 % to 84 %, compared to the first one. The fourth algorithm combines the third one with the older approach and thanks to the use of several techniques lowers the memory requirements by 73 % to 99 %.
|
|
Acceleration of Object Detection Using Classifiers
Juránek, Roman ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
Detection of objects in computer vision is a complex task. One of most popular and well explored approaches is the use of statistical classifiers and scanning windows. In this approach, classifiers learned by AdaBoost algorithm (or some modification) are often used as they achieve low error rates, high detection rates and they are suitable for detection in real-time applications. Object detection run-time which uses such classifiers can be implemented by various methods and properties of underlying architecture can be used for speed-up of the detection. For the purpose of acceleration, graphics hardware, multi-core architectures, SIMD or other means can be used. The detection is often implemented on programmable hardware. The contribution of this thesis is to introduce an optimization technique which enhances object detection performance with respect to an user defined cost function. The optimization balances computations of previously learned classifiers between two or more run-time implementations in order to minimize the cost function. The optimization method is verified on a basic example -- division of a classifier to a pre-processing unit implemented in FPGA, and a post-processing unit in standard PC.
|
|
STATISTICAL LANGUAGE MODELS BASED ON NEURAL NETWORKS
Mikolov, Tomáš ; Zweig, Geoffrey (oponent) ; Hajič,, Jan (oponent) ; Černocký, Jan (vedoucí práce)
Statistical language models are crucial part of many successful applications, such as automatic speech recognition and statistical machine translation (for example well-known Google Translate). Traditional techniques for estimating these models are based on Ngram counts. Despite known weaknesses of N-grams and huge efforts of research communities across many fields (speech recognition, machine translation, neuroscience, artificial intelligence, natural language processing, data compression, psychology etc.), N-grams remained basically the state-of-the-art. The goal of this thesis is to present various architectures of language models that are based on artificial neural networks. Although these models are computationally more expensive than N-gram models, with the presented techniques it is possible to apply them to state-of-the-art systems efficiently. Achieved reductions of word error rate of speech recognition systems are up to 20%, against stateof-the-art N-gram model. The presented recurrent neural network based model achieves the best published performance on well-known Penn Treebank setup.
|
|
Obrazová analýza v tribotechnické diagnostice
Machalík, Stanislav ; Stodola,, Jiří (oponent) ; Tillová,, Eva (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
Obrazová analýza částic opotřebení je v práci využita ke klasifikaci jejich obrazů do tříd odpovídajících stanoveným typům opotřebení. Dává možnost získat informace nejen o základních parametrech otěrových částic, ale také údaje, které by při klasickém způsobu hodnocení bylo možné získat jen velmi obtížně. Na základě analýzy morfologických či obrazových charakteristik částic lze sledovat průběh opotřebení strojních součástí, a tím zabránit případné havárii motoru, případně stanovit optimální lhůty pro výměnu oleje. Cílem této práce je prozkoumat možnosti využití obrazové analýzy v kombinaci s metodou analytické ferrografie a na základě teoretických poznatků navrhnout nástroj pro automatickou klasifikaci částic. Současné metody analýzy částic opotřebení jsou založeny na vyhodnocení, které nedává přesnou představu o procesech probíhajících mezi třecími povrchy v motorové soustavě. Práce vychází z metody analytické ferrografie, která umožňuje zhodnotit stav sledovaného stroje z hlediska opotřebení. Přínosem klasifikátorů vytvořených v této práci je možnost automatického vyhodnocení výstupů analytické ferrografie; jejich použití odstraňuje zásadní nevýhodu ferrografické analýzy, kterou je její závislost na subjektivním hodnocení expertem provádějícím analýzu. Vytvořené klasifikátory jsou založeny na využití metod strojového učení. Na základě rozsáhlé databáze částic, která byla vytvořena v první fázi práce, byly klasifikátory natrénovány umožňují tak hodnotit ferrograficky separované otěrové částice, které pocházejí z olejů odebraných z mazaných soustav. Následně byly provedeny experimenty, z jejichž výsledků vyplynuly optimální nastavení klasifikátorů.
|
|
Síťová architektura a propojování vestavěných systémů
Trchalík, Roman ; Drábek, Vladimír (oponent) ; Srovnal, Vilém (oponent) ; Švéda, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje architektuře vestavěných systémů. Shrnuje současný stav přijatých standardů z rodiny IEEE 1451, které se zabývají vytvářením prostředí pro senzory a jejich zapojení do různých komunikačních sítí. Tyto standardy popisují otevřenou a síťově nezávislou komunikační architekturu pro systém založený na senzorech. Těžištěm práce jsou architektury uvedené jako případové studie, které mohou být využity jako návrhové vzory vestavěných aplikací demonstrované na bezdrátové technologii ZigBee vhodné pro malá zařízení s velmi nízkou spotřebou elektrické energie. Na základě těchto studií jen navržena univerzální brána, která umožňuje aplikační propojení koncových uzlů z různých bezdrátových architektur určených pro senzorové sítě. Práce se dále zabývá modifikováním směrovacího protokolu v síti ZigBee s cílem snížit spotřebu elektrické energie na přenos jednoho datového paketu.
|
|
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.
|
|
Efektivní využití potenciálu bilingvního prostředí
HOVORKOVÁ, Eva
Disertační práce s názvem "Efektivní využití potenciálu bilingvního prostředí" je zaměřena na zmapování jak správných, tak špatných postupů při bilingvní výchově. Téma bilingvismu je v současné době velmi aktuální. V souvislosti s rostoucí globalizací společnosti je kladen stále větší důraz na výuku cizích jazyků. Lidé žijící ve smíšeném manželství však často nemají představu, jak své děti vychovávat a dopouštějí se mnohých chybných kroků, které později není možné napravit. Teoretická část podává přehled o bilingvismu, jeho rozdělení, typech a způsobech nabytí. Empirická část teorii prakticky demonstruje na různých příkladech. V rámci kvalitativního výzkumu bylo zpracováno 42 případových studií, které zachycují typické i netypické bilingvní respondenty. Výsledky výzkumu jsou porovnány s fakty uvedenými v odborné literatuře. Cílem disertační práce je podat přehled úspěšných i neúspěšných postupů a upozornit na ty, při kterých je potenciálu bilingvního prostředí využito co nejlépe. Současně také ukazuje, čemu se při bilingvní výchově vyhnout.
|
|
Nadváha a obezita adolescentů
JINDROVÁ, Kateřina
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou nadváhy a obezity adolescentů. Problematika u dospívajících je podrobně popsána a následně rozdělena. Hlavním stanoveným cílem mé bakalářské práce bylo zmapovat problematiku nadváhy a obezity v období dospívání v rozmezí 15 - 18 let a to především jejich stravovací zvyklosti a pohybovou aktivitu. Teoretická část se zaměřuje na výskyt nadváhy a obezity v České Republice a ve světě, příčiny vzniku, rizikové faktory, klasifikaci a diagnostiku, typy, léčbu a prevenci. Zabývá se zde racionální stravou, popisuji zásady správného stravování a vhodné či nevhodné potraviny. Snažím se klást důraz na prevenci nadváhy a obezity a to především na stravování a pohybovou aktivitu. Metodická část byla zpracována pomocí kvantitativního výzkumu. Technikou sběru dat jsou dotazníky určené pro dospívající středních škol v rozmezí 1. - 3. ročník. Výzkumný soubor bude zahrnovat 150 respondentů z různých škol v Českých Budějovicích a okolí. Výsledky budou zaznamenány v podobě grafů, které budou okomentovány a doplněny tabulkami. V souladu s cílem a použitím kvantitativního výzkumu byly stanoveny hypotéza. Hypotéza 1 zněla: Nadváha a obezita se bude vyskytovat více u dospívajících se špatnými stravovacími návyky. Hypotéze 2 zněla: Nadváha a obezita se bude vyskytovat více u dospívajících s nízkou pohybovou aktivitou. Pro vypracování výzkumné části byl použit kvantitativní výzkum, který byl prováděn formou dotazníků, které byly rozdány studentům v období dospívání v rozmezí 15 - 18 let. Získaná data jsem zpracovala pomocí programu "Microsoft Excel", ve kterém jsem používala jednotlivé početní relace a funkce. Odpovědi od jednotlivých respondentů jsem zaznamenávala do databáze a za pomoci daných funkcí v Excelu jsem vyhodnocovala jednotlivé určené kategorie. Nejvíce jsem se zaměřila na kategorie týkající se pohybu a stravování. Zpracovaná data jsou interpretována jednoduchými grafy, které jsou vždy okomentovány, popřípadě doplněny tabulkami a následně statisticky zhodnoceny. Z výsledku vyplývají 2 hlavní rozdíly mezi dospívajícími s normální váhou a trpícími nadváhou a obezitou. Jedním z nich je nepravidelnost ve stravování a celkově špatné stravovací zvyklosti, velký rozdíl se též objevuje u pohybové aktivity. U obézních adolescentů se často objevuje nerovnoměrný a nepravidelný příjem potravy, nadměrný příjem kalorických nápojů typu coca cola, fanta, sprite apod., nedostatečný příjem ovoce, zeleniny, luštěnin, ryb, či žádná nebo velmi nízká pohybová aktivita. Pouze několik obézních dospívajících se od těchto kritérií odlišuje, ti však toto onemocnění mají dané geneticky. U zkoumaných respondentů s normální váhou je stravování pravidelné, vyskytují se však výjimky, které se stravují obdobně jako obézní, avšak společnou vlastností, všech dětí s normální váhou, je pravidelná fyzická aktivita. Hypotéza 1 i hypotéza 2 byly potvrzeny. Výsledky ukazují, že na vzniku obezity se podílejí velmi často genetické faktory, které lze aspoň z části pozitivně ovlivnit pravidelnou pohybovou aktivitou a vhodnými stravovacími návyky. Závěrem práce bych chtěla říci, že je nepostradatelné zaměřit se na vhodné stravovací návyky a pravidelnou pohybovou aktivity již od útlého věku, kdy si dítě osvojuje většinu návyků a zvyklostí a to včetně rodičů, kteří jsou mnohdy vzorem pro své děti. Je důležité rozvíjet znalosti o jednotlivých formách prevence, které jsou mnohdy zásadní v zabránění vzniku nadváhy a obezity.
|
|
Praktická aplikace modelů hromadné obsluhy
VÁŇOVÁ, Eliška
Cílem teorie hromadné obsluhy bývá popis fungování daného systému hromadné obsluhy a nalezení takového počtu obsluhujících linek, při jejichž zapojení by nedocházelo k vytváření front nebo dokonce opouštění systému (odchod zákazníka). Teorie hromadné obsluhy jsou velmi užitečné z hlediska nalezení efektivního způsobu řízení systému hromadné obsluhy. Příliš velké množství obsluhových zařízení by vedlo nadměrným nákladům a naopak příliš malé množství zařízení zase k nespokojenosti zákazníků. A právě na aplikaci teorie hromadné obsluhy je zaměřena tato diplomová práce. Cílem je na základě údajů získaných od společnosti provozující sítě hypermarketů, supermarketů a obchodních domů, optimalizovat počet pokladen na prodejně a zefektivnit tak řízení systému hromadné obsluhy prodejny.
|
|
Řízení projektů ve vybraném podniku
POKORNÝ, Radek
Tato práce se zabývá projektovým řízením ve vybrané společnosti. Má dvě části. První část je teoretická, která je zaměřena na teoretické zpracování tématu. To vysvětluje, co je projekt, řízení projektů, organizace projektů, procesů projektového managementu, jaký je cíl projektu, komunikace, řízení, změny a rizika a další. V praktické části jsem se zaměřil na konkrétní společnost a jejich projektový management a následně jsem analyzoval konkrétní projekt. Název zmíněné společnosti je OHL ŽS, a.s. Je to Španělská, která působí po celém světě. V České republice má ředitelsví v Brně. Tato společnost má několik divizí a každý z nich je zaměřen na jiný typ stavebnictví. Vybral jsem si divizi pozemního stavitelství. Tato divize se zaměřuje na všechny druhy staveb. Mohla by to být výstavba nových budov nebo rekonstrukce. Při analýze vybraného projektu jsem použil různé obchodní dokumenty, smlouvy s investorem, nebo dodavateli, náklady na projekt, časový harmonogram. Také jsem využil své zkušenosti s tímto projektem, protože jsem se podílel na realizaci tohoto projektu po větší části jeho provádění. Název tohoto projektu je rekonstrukce obvodového pláště včetně výměny oken a zateplení. Při analýze projektu jsem našel pár zásadních nedostatků. Pokud by se nám podařilo vyhnout se těmto nedostatkům, mohli bychom zvýšit zisk. Tyto nedostatky jsou zejména chyby při řízení. Na začátku byli jmenováni dva dočasní stavbyvedoucí. Pracovníci na této pozici v podstatě nemají zájem na výsledku projektu, protože jejich vedoucí nemá žádné prostředky na ovlivnění výkonosti tohoto pracovníka. Chybí zde motivační systém. Nezáleží na výkonu, ale pracovník dostane vždy stejnou mzdu. Pro odstranění těchto nedostatků jsem navrhl několik návrhů na zlepšení. První návrh je modifikace a rozšíření motivačního systému. Nový motivační systém obsahuje osobní ohodnocení. Toto hodnocení je závislá na výkonu zaměstnance. Druhá část je odměna z nadzisku. Dalším návrhem je vytvoření nové pracovní pozice. Tato pozice se bude starat o kontrolu a projektové dokumentace. V průběhu stavebního projektu, a to zejména na konci je stavbyvedoucí velmi zaneprázdněn. To záleží na rozhodnutí stavbyvedoucího, jakým činnostem dá přednost. Zda se bude věnovat dokumentaci, nebo prováděným pracím a technologii. Navrhovaná pozice by se starala o faktury, skutečně provedené práce, projektovou dokumentaci a předávání skutečně odvedené práce. Třetím návrhem je nákup malého strojního zařízení, jako jsou bourací kladiva a vrtačky. V této době se pronajímají všechna zařízení. Nájemné je vyšší než kupní cena. Poslední návrh je použít leasing na obnovu vozového parku. V této době mají zastaralý vozový park, protože současný vozový park byl pořízen za hotovost. To není výhodné.
|
host ::
