|
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
|
|
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.
|
|
Porovnání metod HPLC a GC-MS pro stanovení pesticidu v půdě
Chalbia Václavíková, Alena ; Kočárek, Martin (vedoucí práce) ; Havlík, Jaroslav (oponent)
Fyzikální a chemické vlastnosti pesticidů se mohou výrazně lišit. Pesticidy mohou být kyselé, neutrální nebo zásadité. Některé sloučeniny obsahují fosfor, jiné síru, dusík nebo halogeny. Tyto atomy mohou mít význam pro detekci pesticidů. Některé sloučeniny jsou těkavé, jiné se naopak vůbec neodpařují, což je také jedna z důležitých vlastností pro chromatografii. Rozmanitost pesticidů vlastně nedovoluje vytvořit jednu univerzální metodu, což je velmi nepraktické s ohledem na kvalitu a dobu stanovení. Protože právě pesticidy jsou jednou z nejsledovanějších chemikálií ve většině zemí. V potravinářství a v pitné vodě jsou stanoveny limity pesticidů, aby bylo zabráněno negativnímu dopadu na veřejné zdraví. Pro zbytky v půdě nebo v povrchových vodách limity stanoveny nejsou. (Lutz et al., 2006)
Předmětem diplomové práce je zhodnotit možnosti použití dvou typů chromatografů s různými typy detektorů při analýze pesticidu. Pendimethalin, který jsme pro tuto práci zvolili, bude analyzován na kapalinovém chromatografu s UV detektorem a dále na plynovém chromatografu s hmotnostním detektorem. Budou porovnány dva možné typy metod extrakcí jako třepání a Soxhletova extrakce a v poslední řadě budou porovnány možnosti použití dvou extrakčních činidel a to methanolu a acetonitrilu.
Dalším bodem práce je ověření hypotézy, že pro stanovení pendimethalinu v půdě je metoda plynové chromatografie s použitím hmotnostního spektrometru v porovnání s metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie časově a finančně náročnější, ale že bude dosahovat vyšší výtěžnost a nižší detekční limit pesticidu.
|
|
Využití (nano)oxidů pro stabilizaci kovů a metaloidů v kontaminovaných půdách
Michálková, Zuzana ; Komárek, Michael (vedoucí práce) ; Luke, Luke (oponent)
Hlavním cílem předkládané dizertační práce bylo zhodnocení potenciálu vybraných (nano)oxidů Fe a Mn pro stabilizaci kovů a polokovů v kontaminovaných půdách. Výzkum byl zaměřen především na tři materiály - komerční nanomaghemit (Fe III) a nanomagnetit (Fe II,III) a nově syntetizovaný amorfní oxid Mn (AMO). Hlavním cílem práce bylo poskytnout komplexní pohled na vybraná stabilizační činidla, přičemž důraz nebyl kladen pouze na jejich přímý vliv na mobilitu kontaminantů, ale též na jejich stabilitu a transformace v půdním prostředí, spolu s vlivem na půdní mikroorganismy a vyšší rostliny. Nejprve byly u testovaných materiálů zjištěny jejich adsorpční vlastnosti. V tomto případě se jako nejúčinnější ukázal AMO, který za daných experimentálních podmínek vykazoval o 1 až 2 řády vyšší adsorpční kapacity než Fe III a Fe II,III. Míra adsorpce As(V) na AMO se zvyšovala se zvyšujícím pH, což je v případě AMO způsobeno jeho vysokým pHzpc (8,1) a vyšší rozpustností při nižších hodnotách pH. Dále byl sledován vliv aplikace (nano)oxidů na mobilitu kovů a polokovů v půdě a další fyzikálně-chemické vlastnosti. Zde se AMO opět prokázal jako nejúčinnější činidlo pro snížení mobilní frakce Cd, Cu, Pb, Zn a As. Aplikace činidel Fe III a Fe II,III měla naproti tomu jen minimální či žádný efekt. Aplikace AMO dále vedla ke zvýšení půdního pH spojeného s rozpouštěním samotného materiálu a nežádoucí degradací půdní organické hmoty. Při studiu transformací (nano)oxidů v půdním prostředí byl na povrchu AMO identifikován nově vzniklý MnCO3, zatímco na povrchu Fe III a Fe II,III nebyly pozorovány žádné významné změny. Vzhledem k tomu, že pozorovaná formace MnCO3 byla spojená se vzrůstem stability AMO, byly uměle připraveny částice AMO pokryté vrstvou MnCO3 (SM-AMO). Přestože SM-AMO prokázal v půdě menší hmotnostní ztrátu než AMO, stabilizační účinnost byla u obou materiálů téměř stejná. Rozdíly ve složení povrchů u obou materiálů v čase klesaly, neboť na povrchu AMO docházelo k precipitaci MnCO3, zatímco povlak na SM-AMO se postupně rozpouštěl. Při zjišťování vlivu na půdní organismy AMO účinně podpořil půdní mikrobiální aktivitu, zatímco v případě Fe III a Fe II,III nebyly pozorovány žádné významné změny. AMO byl též schopen snížit koncentrace Cd, Pb a Zn přijaté slunečnicí (Helianthus annuus L.), eliminovat symptomy fytotoxicity Zn a zvýšit výnos biomasy. Na druhou stranu byly ve tkáních slunečnice zaznamenány toxické koncentrace Mn uvolněného z aplikovaného AMO. V závislosti na výsledcích této práce tedy doporučujeme aplikace AMO do kontaminovaných neutrálních až alkalických půd. Dále byly před nedávnem připraveny různé typy kompozitních sorbentů na bázi AMO a biocharu a v současné době je v přípravě polní experiment zaměřený na stabilizaci Cd, Pb, Zn a As v kontaminované půdě pomocí studovaných stabilizačních činidel. Výsledky této práce vyzdvihují důležitost použití komplexního experimentálního přístupu zahrnujícího všechny složky půdního systému při studiu nových stabilizačních činidel.
|
|
Hodnocení vybraných vlastností desky na bázi minerálních vláken včetně návrhu vhodných způsobů aplikace
Sýkora, Radim ; Böhm, Martin (vedoucí práce) ; Múčka, Martin (oponent)
Diplomová práce hodnotí vlastnosti desky na bázi minerálních vláken. V první části práce je proveden rozbor literatury, kde jsou popsány materiály na bázi čedičových vláken. Je zde vysvětlena výroba čedičového vlákna a možnosti jeho využití v praxi. Dále jsou zkoumány sendvičové materiály a materiály s vysokou požární odolností na bázi dřeva. V neposlední řadě jsou popsány možnosti aplikace materiálů s vysokou požární odolností a mechanické a fyzikální vlastnosti materiálů na bázi dřeva. V druhé části práce je uveden metodický postup jednotlivých prováděných mechanických a fyzikálních zkoušek jako i charakteristika zkoumaného materiálu. Poslední část se zabývá výsledky zkoušek, porovnáváním výsledků s vybranými materiály, diskusí výsledků a návrhem možných aplikací zkoumané čedičové desky. Na základě zjištěných dat byla posouzena vhodnost použití zkoumaného materiálu v konstrukci sendvičového panelu.
|
| |
|
Hodnocení variability půdních vlastností na základě měření elektrické vodivosti půdy.
Votavová, Eliška ; Kroulík, Milan (vedoucí práce) ; Novák, Petr (oponent)
Cílem této diplomové práce bylo ověření nových možností mapování variability půdy pomocí měřících platforem osazených na strojích pro zpracování půdy. V kapitole Půda jsou popsány typy půd v České republice, příčiny variability půdy a metody prostorových interpolací. Kapitola Mapování prostorové variability pozemků se věnuje způsobu určování variability půdních vlastností pomocí přímých a nepřímých metod, výběru míst pro odběr půdních vzorků, způsoby měření elektrické vodivosti půdy a přehledu možností mapování, především pomocí On-the-go senzorů. Poslední část literární rešerše je nazvaná Geografický informační systém, kde jsem popsala účel a využití tohoto systému v precizním zemědělství. Následuje praktická část diplomové práce, která se zabývá hodnocením úrovně variability zemědělských pozemků na základě měření vodivosti půdy pomocí galvanicky kontaktní metody měření a její následné srovnání při použití sondy půdní vodivosti EM 38 MK2. V závěru je následné shrnutí práce a hodnocení úrovně shody mezi získanými soubory dat.
|
|
Analýza užitkovosti ovcí v ekologických a konvenčních chovech v ČR
Linhartová, Iveta ; Ptáček, Martin (vedoucí práce) ; Jan, Jan (oponent)
Cílem této diplomové práce bylo provést analýzu chovu ovcí plemene Suffolk z hlediska základních reprodukčních ukazatelů a z hlediska masných užitkových vlastností. Údaje potřebné k hodnocení těchto hledisek byly čerpány ze dvou farem, přičemž jedna prováděla chov ovcí konvenčním způsobem (ZVOZD Horácko, družstvo) a ta druhá způsobem ekologickým (Ekofarma Kosařův mlýn, s.r.o. ).
Mezi sledované reprodukční ukazatele patří oplodnění, plodnost, intenzita a odchov, kde všechny hodnoty těchto ukazatelů jsou vyjádřeny v procentech. Ohledně hodnocení masných užitkových vlastností jsou v této práci porovnány vlivy roku bahnění, způsobu chovu, měsíce narození, pohlaví, četnosti vrhu a věku matek. Všechny tyto vlivy byly hodnoceny podle hmotnosti při narození (kg), hmotnosti ve sto dnech (kg), dále podle průměrného přírůstku od narození do sta dní věku (g), hloubky nejdelšího zádového svalu (mm) a podle vrstvy podkožního tuku (mm). Reprodukční i masná užitkovost byla sledována v období pěti let, konkrétně v letech 2011, 2012, 2013, 2014 a 2015.
Z hlediska reprodukčních ukazatelů až na několik výjimek platilo, že nejlepších hodnot dosahovalo ZVOZD Horácko, družstvo, a to v naprosté většině případů lepších než je celorepublikový průměr. Například z hlediska hodnot intenzity v roce 2012 mělo ZVOZD Horácko, družstvo o 35,9% lepší výsledky než je celorepublikový průměr. V tomtéž roce tato farma dokonce dosáhla o 48,1% vyšších hodnot procenta odchovu opět v porovnání s celorepublikovým průměrem. Horší výsledky vykazovala Ekofarma Kosařův mlýn, s.r.o., ale stále dosahovala z větší části lepších výsledků než je celorepublikový průměr. V roce 2011 z hlediska procenta intenzity však měla Ekofarma Kosařův mlýn, s.r.o. srovnatelné výsledky jako ZVOZD Horácko, družstvo.
Masné užitkové vlastnosti byly podloženy statistickými výpočty a byly všechny průkazné alespoň na hladině významnosti P < 0,05 ve všech případech kromě vlivu měsíce narození na porodní hmotnost. Nejlepší výsledky masné užitkovosti z hlediska vlivu roku bahnění měl rok 2012, kdy porodní hmotnost byla jedna z nejvyšších a ostatní ukazatele (hmotnost ve sto dnech, průměrný přírůstek od narození do sta dní věku, hloubka nejdelšího zádového svalu, vrstva podkožního tuku) byly jednoznačně nejvyšší ve srovnávaném období (2011-2015). Dále jsme zjistili, že ekologický způsob chovu (v našem případě Ekofarma Kosařův mlýn, s.r.o.) vykazuje lepší výsledky než konvenční způsob (ZVOZD Horácko,
družstvo). Vliv měsíce narození má významný vliv na ukazatele masné užitkovosti a nejlepší výsledky měla jehňata narozená v dubnu. Z hlediska pohlaví jsou na tom lépe beránci. Četnost vrhu má na masnou užitkovost velmi významný vliv, a to takový, že čím se zvyšuje počet mláďat na jednu matku, tím jsou v období do odstavení nižší porodní hmotnosti, hmotnosti ve 100 dnech a přírůstky, což je ovlivněno mléčností dané matky. Ostatně vliv věku matek je neméně důležitý. V našem zkoumání měly nejvyšší porodní hmotnost mláďata od jednoletých matek a všechny ostatní ukazatele měly nejvyšší až tříleté matky.
|
|
Konzervanty přírodního původu jako alternativy siřičitanům v potravinách
Kmeťová, Martina ; Leuner, Olga (vedoucí práce) ; Melnikovová, Ingrid (oponent)
V současné době se čerstvé krájené (tzv. "fresh cut") potraviny, sušené ovoce a zpracovaná zelenina nejčastěji ošetřuje proti kažení a hnědnutí siřičitany, které ovšem u jisté části populace způsobují nežádoucí zdravotní rizika. Kromě toho si zákazníci žádají potraviny bez přidání chemických látek. Bakalářská práce má za cíl formou literární rešerše zmapovat látky s vlastnostmi podobnými jako siřičitany - tj. schopností inhibovat hnědnutí a nežádoucí mikroorganismy a působit jako antioxidanty; látky rostlinného původu bez zdravotních rizik neměnící organoleptické vlastnosti potravin, zároveň dostupných na trhu za cenu, za kterou by se vyplatilo testovat je pro případné použití v testech na potravních modelech. Výsledkem této práce je seznam šestnácti látek, které vykazují velmi podobné vlastnosti jako siřičitany a které by se díky těmto vlastnostem daly teoreticky použít pro další testování.
|
host ::
