|
|
Compression of biological sequences
Šurín, Tomáš ; Mráz, František (vedoucí práce) ; Dvořák, Tomáš (oponent)
Objem dát získavaných sekvenovacími technológiami novej generácie rastie podstatne rýchlejšie ako kapacity úložných médií. Výstupy sekvenátorov okrem samotných prečítaných krátkych úsekov DNA obsahujú ďalšie informácie napr. o spoľahlivosti/kvalite čítania každého symbolu DNA. Takéto dáta je treba ďalej uchovávať aj po zostavení sekvencie kompletného genómu. Štandardným formátom pre ukladanie dát v tejto oblasti je formát SAM (Sequence Alignment/Mapping Format) a jeho binárna komprimovaná verzia BAM, ktorá umožňuje náhodný prístup k svojmu obsahu. V tejto práci popíšeme konštrukciu lepšej kompresnej schémy pre bezstratovú kompresiu súborov vo formáte SAM/BAM. Táto kompresná schéma dosahuje podstatne menšiu veľkosť komprimovaného súboru ako pri formáte BAM. Navyše však zostáva zachovaná možnosť náhodného prístupu k dátam v komprimovanom súbore. Implementácia tejto kompresnej schémy je platformovo nezávislá a umožňuje jednoduchú konfiguráciu použitých kompresných metód. Navrhovali sme ju tak, aby bola v budúcnosti možná jej jednoduchá rozšíriteľnosť - vďaka tomu bude možné reagovať na zmeny v sekvenovacích platformách, ako aj na zmeny vo formáte SAM.
|
|
|
Searching for similar secondary structures in RNA
Vojtek, Daniel ; Mráz, František (vedoucí práce) ; Hoffmann, Petr (oponent)
Reťazce RNA na rozdiel od DNA môžu vytvárať zložité sekundárne štruktúry, ktoré významne ovplyvňujú ich vlastnosti. Cieľom tejto práce bolo vytvorenie aplikácie, ktorá umožňuje do detailov navrhnúť vzor sekundárnej štruktúry RNA a následne v danej množine sekvencií RNA vyhľadať reťazce s podobnými sekundárnymi štruktúrami. Aplikácia má aj priamy prístup do databázy GenBank, z ktorej sa na základe užívateľom zadaného dotazu sťahujú sekvencie RNA. Sekvenciám bez sekundárnej štruktúry sa táto dopočíta pomocou funkcií prevzatých z Vienna RNA Package. Súčasťou aplikácie je grafické rozhranie, v ktorom je možné vzor pohodlne navrhnúť, ako aj prehliadať nájdené podobné sekundárne štruktúry. Práca obsahuje úvod do problematiky hľadania sekundárnych štruktúr RNA a jeho možné využitie pri tvorbe fylogenetických stromov. Súčasťou práce je aj popis všetkých najdôležitejších postupov, ktoré boli použité.
|
|
|
Strojové učenie formálnych jazykov
Klonfar, Matěj ; Mráz, František (vedoucí práce) ; Bednárek, David (oponent)
V předložené práci studuji úlohu strojového učení formálních jazyků. Úlohou práce je navrhnout a implementovat program umožňující studovat průběh a výsledky jednotlivých algoritmů na učení jazyků. Program podporuje učení z příkladů zadaných vstupní množinou pozitivních a negativních příkladů nebo učitelem, znajícím cílový jazyk. Program poskytuje nástroj na testování naučených jazyků. Hlavním cílem práce je navrhnout program s ohledem na snadné rozšiřování o další implementace algoritmů bez omezení na použité reprezentace naučených jazyků či složitosti těchto jazyků.
|
|
|
Rozpoznávání obrázkových jazyků
Barták, Jakub ; Mráz, František (vedoucí práce) ; Plátek, Martin (oponent)
Předkládáme zde transformaci jednodimenzionálního zkracujícího restartovacího automatu do dvou dimenzí. Výsledný automat (zvaný dvoudimenzionální restartovací automat - 2RA) má jak zajímavé uzávěrové vlastnosti, tak blízkou vazbu na třídu jazyků REC (Recognizable languages), čímž se třída jazyků které je schopen rozpoznat ukazuje být zajímavým přínosem pro hierarchii dvou-dimenzionálních jazyků.
|
|
|
Strojové učenie formálnych jazykov
Klonfar, Matěj ; Mráz, František (vedoucí práce) ; Plátek, Martin (oponent)
V předložené práci studuji úlohu strojového učení formálních jazyků. Úlohou práce je navrhnout a implementovat program umožňující studovat průběh a výsledky jednotlivých algoritmů na učení jazyků. Program podporuje učení z příkladů zadaných vstupní množinou pozitivních a negativních příkladů nebo učitelem, znajícím cílový jazyk. Program poskytuje nástroj na testování naučených jazyků. Hlavním cílem práce je navrhnout program s ohledem na snadné rozšiřování o další implementace algoritmů bez omezení na použité reprezentace naučených jazyků či složitosti těchto jazyků.
|
|
|
Grammatical evolution
Nohejl, Adam ; Mráz, František (vedoucí práce) ; Iša, Jiří (oponent)
Gramatická evoluce (GE) je nový přístup ke genetickému programování s užitím gramatiky, který umožňuje vývoj řešení v libovolném programovacím jazyce. Její existující implementace nemají dostatečnou dokumentaci a neposkytují reprodukovatelné výsledky vhodné pro další analýzu. Tato práce shrnuje metody GE a standardní metody užívané v evolučních algoritmech, a zkoumá existující implementace, především jedinou aktivně vyvíjenou, software GEVA. Na základě toho je navrženo a implementováno nové komplexní prostředí pro GE. Je modulární, dobře dokumentované, přenositelné, a poskytuje reprodukovatelné výsledky. Bylo testováno ve dvou standardních testovacích úlohách, v nichž dosáhlo srovnatelných výsledků a 10krát až 29krát lepšího výkonu než GEVA. Dále je předvedeno, jak ještě zlepšit výsledky a výkon pomocí technik nepodporovaných v GEVA, mimo jiné nových úprav již publikovaných metod bitové mutace a "citlivé" inicializace ( "sensible" initialisation). Tato práce a software tvoří dobrý základ pro další výzkum.
|
|
|
Databáze sekundárních struktur RNA
Tattermusch, Jan ; Mráz, František (vedoucí práce) ; Hoffmann, Petr (oponent)
V předložené práci studujeme primární a sekundární struktury RNA a stanovujeme vhodné modely pro jejich počítačové vyjádření. Dále stanovujeme kritéria pro výběr metod na porovnávání primárních a sekundárních struktur a na jejich základě jsme vybrali metodu tree alignmentu jakožto vhodný prostředek pro implementaci strukturálního vyhledávání s tím, že zmiňujeme některá speci fika problému strukturálního vyhledávání a navrhujeme některé možné modifi kace zrychlující vyhledávání. Součástí práce je webová aplikace "Databáze sekundárních struktur RNA", která implementuje strukturální a sekvenčně strukturální vyhledávání.
|
|
|
Parallel evolutionary algorithms for multiobjective optimization
Pilát, Martin ; Neruda, Roman (vedoucí práce) ; Mráz, František (oponent)
V předložené práci studujeme možnosti paralelizace evolučních algoritmů pro vícekriteriální optimalizaci (MOGA). Uvádíme přehled existujících sekvenčních a paralelních MOGA a navrhujeme tři další metody: FCMOGA - MOGA s fuzzy omezujícími podmínkami, HIMOGA - MOGA používající heterogenní ostrovní model a MOGASOLS - MOGA používající jednokriteriální evoluční algoritmus jako prostředek lokálního prohledávání. Tyto algoritmy vyhodnocujeme na sadě testovacích problémů a porovnáváme je s existujícími MOGA.
|
|
|
L-systems online
Fišer, Marek ; Pelikán, Josef (vedoucí práce) ; Mráz, František (oponent)
L-systém je v nejjednodušší podobě varianta bezkontextové gramatiky. Byl vyvinut a používá se hlavně pro modelování růstu rostlin, ale s jeho pomocí se také dají vytvářet obecné fraktály, modely měst nebo dokonce hudba. Pokud někoho L-systémy zaujmou a chce s nimi experimentovat, je těžké najít aplikaci, která by mu to umožňovala. Cílem této práce bylo vytvořit online systém pro práci a experimentování s L-systémy pro široké spektrum uživatelů. Výsledné řešení se skládá ze dvou částí. První část je univerzální, snadno rozšiřitelná knihovna pro zpracování L-sys- témů. Svou rozšiřitelnost dosahuje modularitou, vstup zpracovává prostřednic- tvím systému propojených komponent, které jsou specializované na konkrétní činnost. To také přispívá k přehlednosti a spolehlivosti celku. Navíc je knihovna zcela nezávislá a multiplatformní, lze ji tedy použít i v jiných aplikacích. Druhá část je moderní webové rozhraní, které bylo navrženo tak, aby bylo srozumitelné pro nováčky a zároveň aby nabízelo pokročilé funkce pro náročnější uživatele. Součástí webu je i galerie L-systémů, do které může každý uživatel přispívat a tvořit tak komunitu. Webové rozhraní plně využívá schopnosti navr- žené knihovny a slouží tak i jako ukázka jejího použití.
|
|
|
Evoluce řídícího algoritmu
Kohout, Jan ; Holan, Tomáš (vedoucí práce) ; Mráz, František (oponent)
Cílem práce je vytvořit aplikaci, která umožní experimentovat s vývojem populací organismů řízených jednoduššími algoritmy, které jsou zapsané pomocí předem definovaných instrukcí a využívají paměťové buňky jednotlivých organismů (reprezentujících jednotlivé proměnné). Pro každý organismus představuje řídící algoritmus jeho genom, křížením organismů a mutací dochízí k postupně evoluci řídíciho algoritmu. Druhou částí práce je s pomocí aplikace provésst několik testů a jejich výsledky popsat.
|
host ::
