|
Arctic tundra dendrochronology
Lehejček, Jiří ; Svoboda, Miroslav (advisor) ; Monika, Monika (referee)
Historically unprecedented environmental change in the Arctic ecosystems is often given into the context of its past and possible future development. In the region where instrumental meteorological observations are scarce archives need to be investigated in order to address this issues. The comprehensive synthesis one of the archives: long-live circumpolar evergreen Juniperus communis L. shrub is presented here. 20 individuals from southwest Greenland were investigated at the cell anatomy level to understand the ecology of the species and unhide its potential for environmental and climate reconstructions. The findings are as follows:
i) Stop of exponential cross-sectional conduit-lumen widening with increasing age is in contrast with conduit-lumen nature of trees. This indicates that shrubs do not need to saturate their water and nutrient demands via traits of classical hydraulic conductivity law but rather developed different mechanisms. Extreme weather conditions result in prostrate growth form. However, different weather factors probably influence shrub growth differently: While snow and wind act mechanically (a), temperature influences the form of growth physiologically (b). a) So long as the young shrub stem has high resilience to bend back to an upright position after snow melt and so long as it can withstand the wind during the vegetation season it most likely grows upright and the conduit-lumens widen. b) Temperature, resp. freeze-thaw events are responsible for the shrubs preference of safety (finite size of conduit-lumens) over hydraulic efficiency, thus not allowing for more primary growth. All of these (and other) factors are apparently working together and the transition of vertical to more horizontal growth is gradual. As a consequence, the conduit-lumen sizes may not have to be further increased (due to ecophysiological restrictions possibly also must not) because water is no longer transported against gravity.
ii) Observed age/growth trend has to be taken into consideration for further employment of the wood anatomical parameter in paleoenvironmental studies. That is, shrub cell parameters can only be used for this purposes if correctly detrended. This allows for more accurate as well as longer reconstructions because youth trend was often neglected in reconstructions based on shrub annual-rings.
iii) The south-western Greenland Ice-Sheet (GrIS) melt rates reconstruction is presented for the whole 20th century. This part of GrIS is considered as the most active. According to the presented reconstruction current GrIS melt rates are not uncommon for the last century being comparable to first decades of 20th century. This finding is particularly important contribution to the debate on Atlantic meridional overturning circulation (AMOC). Too high fresh water inputs into the Northern Atlantic from GrIS melting may slow down or even stop the AMOC which would result in more continental climate in Europe. Presented results indicate that this threshold lies higher than observed current melt rates of GrIS.
Fascinating Juniperus comunnis species has shown to be able to address many ecological as well as environmental open questions and due to its longevity and abundant distribution has a great potential to become an important player in the Arctic research.
|
|
Antioxidant, anti-proliferative and immunomodulatory effect of fruits, vegetables and mushrooms in vitro
Doskočil, Ivo ; Havlík, Jaroslav (advisor) ; Orsák, Matyáš (referee)
Recently there has been an increasing interest in discovering of new species of plants and mushrooms which have antioxidant or anti proliferative activity. The interest is caused by the fact that these species have medicinal and food utilization. These properties of plants and mushrooms can be used when dealing with many diseases which may be connected with oxidative stress (inflammatory bowel disease, cardiovascular disease, hypertension, and tumour disease, etc.).
The thesis propounds characteristics of in vitro antioxidant and anti proliferative activity of 19 types of juices and 28 methanol extracts of fruits and vegetables, which are common parts of a diet. In the thesis there are also characteristics of 13 ethanol extracts of edible mushrooms of the order of Polypore (Popyporales). Antioxidant activity was quantifie by 2, 2 diphenyl 1 picrylhydrazyl (DPPH), oxygen radical absorbance capacity (ORAC), and inhibition of nitric oxide (NO) production. Cytotoxicity was measured by MTT (3 (4,5 dimethylthiazol 2 yl) 2,5 diphenyltetrazolium bromide. Immunomodulatory activity was determined by an assay of phagocytic activity of human neutrophil granulocytes. Further a total phenolic content (TPC) and total beta glucan content were investigated; these are considered to be the potentially active constituents participating in mentioned activities.
From the obtained results it is evident that juices (TPC = 1603.2 mg GAE/L; ORAC = 438.5 umol TE/g)
and a bilberry (Vaccinium myrtillus) fruit extract (ORAC 836.6 umol TE/g; DPPH = 404.6 umol TE/g) showed
the highest antioxidant activity of all tested samples of fruits and vegetables. Capsicum (Capsicum L.)
juices (TPC = 642.1 mg GAE/L; ORAC = 127.9 umol TE/g) and a radish (Raphanus sativus L.) extract
(ORAC 724.5 umol TE/g; DPPH = 52.2 umol TE/g) also proved to have the high values of antioxidant activity. From the tested fruits and vegetables the following inhibited to produce a nitric oxide: onion (Allium cepa L) juices (lowered the NO production by 57%), tangerine juices (Citrus reticulata Blanco)(by 52%), broccoli (Brassica oleracea var. botrytis italic) extract (by 21%), and orange (Citrus sinensis Pers.) extract (by 10%). Concerning edible
mushrooms, Lentinus tigrinus (Bull.) Fr. (TPC = 216.2 umol GAE/g of extract), Ganoderma lucidum (Curtis) P. Kras (TPC = 257.9 umol GAE/g of extract), and Royoporus badius (Pers.) A.B. De (TPC = 257.8 umol GAE/g of extract) presented the highest phenolic content. Sparassis crispa (Wulfen) Fr. (117.4 mg/g of extract) had the highest content of beta glucan. Substantial effect on phagocytic activity of granulocytes was noticed in connection with Neolentinus lepideus (Fr.) Redhead & Ginns, Polyporus squamosus (Huds.) Fr., and S. crispa. In connection with the latter of mentioned mushrooms, a moderate inhibitory effect towards HT 29 human colorectal adenocarcinoma cell line
(IC50 = 107 ug/ml of extract) was noticed.
The results indicate that the tested plants and mushrooms can be beneficial when reducing the negative effects of oxidative stress. The oxidative stress has been recognized as a contributing factor to a whole range of diseases and the reduction of the oxidative stress may lead to the decrease in the possibility of the diseases´ progression. The results show the possible favourable effects on the human health. When evaluating the results, the following fact should be taken into consideration; the in vitro tests and screenings are considered to be the first phase of systematic research of the effects and serve for the choice of respondents for further detailed studies.
|
|
The use of biomass ash
Ochecová, Pavla ; Tlustoš, Pavel (advisor) ; Radim, Radim (referee)
One of the most frequently used sources of renewable energy is biomass, mainly wood biomass. Incineration is the most common technology utilizing the energy from biomass to produce heat. A byproduct of these technologies is ash, whose composition depends on the feedstock composition and the incineration technologies. Due to the high content of valuable nutrients in ash, one of the suitable option for ash utilization seems to be application into agricultural or forestry land. Therefore, it is necessary to test response of soils and plants and look for the most suitable combination of soil additive (biomass ash), and plants. Experimental part of PhD thesis was divided into the incubation experiment and the vegetation pot experiments. The incubation experiment: The efficiency of ash addition at two application rates was tested for nutrients enrichment in different soils within period of 56 days. The vegetation pot experiments: The two plants Triticum aestivum L: (three-year experiment) and Lolium perenne L. (one-year experiment) were planted in the 5L pots. Soils were treated with ash or ash combinated by superphoshate and flue gas desulfurization gypsum. For both plants, we evaluated the plant growth, biomass production and content of macro, micro and toxic elements in the biomass and in the soils.
|
|
Comparison of the Views and Attitudes of Pupils at Secondary Vocational Schools in the Field of Substance Abuse
Mazánková, Michaela ; Jirsáková, Jitka (advisor) ; Miroslava, Miroslava (referee)
Bachelor thesis entitled Comparison of the views and attitudes of pupils at secondary vocational schools in the field of substance abuse deals with a comparison of opinions and attitudes of pupils at secondary schools and vocational schools Obchodní akademie a Hotelová škola Havlíčkův Brod. The first part is devoted to general characteristics of risky behavior, causes of its origin, different types and prevention of risk behaviors . Analytical part is devoted to evaluation of the questionnaire and the results are compared opinions and attitudes of students of graduation schools and vocational schools, and point to the simultaneous occurrence of risk behavior studied in high school. Based on data evaluation are at the end of the work proposed specific preventive measures specifically for students of graduation schools and vocational schools.
|
|
Predicting asp and pikeperch recruitment in a riverine redervoir.
BLABOLIL, Petr
Recruitment of two species, asp (Leuciscus aspius) and pikeperch (Sander lucioperca), in a riverine reservoir was studied using a novel statistical approach. Both species are piscivorous and are stocked into reservoirs for biomanipulative purposes to reduce planktivore species. Long-term data series were used, but the number of potential predictors was high. Therefore, a novel informative statistical approach based on dimension reduction methods was applied. Quality of outputs was driven by sampling methods. Main factors affecting asp recruitment were zooplankton abundance, predator density and temperature. In terms of pikeperch fry measured with seine and trawls, the number of predators was the only important factor. Gillnets underestimate small fish and the data were unsuitable for statistical modelling.
|
|
Radio frequency resonator for feeding ion trap
Jedlička, Petr ; Pham, Minh Tuan ; Čížek, Martin ; Pavelka, Jan ; Lešundák, Adam ; Hucl, Václav ; Hrabina, Jan ; Řeřucha, Šimon ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Two versions of resonators were designed and manufactured - asymmetric and symmetric.\nThe resonator consists of a coil and capacity of ion trap which makes parallel resonant circuit.\nEnergy is supplied to the resonator through the coupling inductance. Resonator assembly was equipped with outputs for monitoring high-frequency voltage. Both versions have been tuned and tested.\n\n
|
|
Noise, Transport and Structural Properties of High Energy Radiation Detectors Based on CdTe
Šik, Ondřej ; Lazar, Josef (referee) ; Navrátil, Vladislav (referee) ; Grmela, Lubomír (advisor)
Poptávka ze strany vesmírného výzkumu, zdravotnictví a bezpečnostního průmyslu způsobila v posledních letech zvýšený zájem o vývoj materiálů pro detekci a zobrazování vysokoenergetického záření. CdTe a jeho slitina CdZnTe. jsou polovodiče umožnují detekci záření o energiích v rozsahu 10 keV až 500 keV. Šířka zakázaného pásma u CdTe / CdZnTe je 1.46 -1.6 eV, což umožňuje produkci krystalů o vysoké rezistivitě (10^10-10^11 cm), která je dostačující pro použití CdTe / CdZnTe při pokojové teplotě. V mé práci byly zkoumány detektory CdTe/CdZnTe v různých stádiích jejich poruchovosti. Byly použity velmi kvalitní spektroskopické detektory, materiál s nižší rezistivitou a výraznou polarizací, detektory s asymetrií elektrických parametrů kontaktů a teplotně degenerované vzorky. Z výsledků analýzy nízkofrekvenčního šumu je patrný obecný závěr, že zvýšená koncentrace defektů způsobí změnu povahy původně monotónního spektra typu 1/f na spektrum s výrazným vlivem generačně-rekombinačních procesů. Další výrazná vlastnost degenerovaných detektorů a detektorů nižší kvality je nárůst spektrální hustoty šumu typu 1/f se vzrůstajícím napájecím napětí se směrnicí výrazně vyšší než 2. Strukturální a chemické analýzy poukázaly, že teplotní generace detektorů způsobuje difuzi kovu použitého při kontaktování a stopových prvků hlouběji do objemu krystalu. Část mé práce je věnována modifikaci povrchu svazkem argonových iontů a jejímu vlivu na chemické složení a morfologii povrchu.
|
|
New Methods for Increasing Efficiency and Speed of Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Dohnal, Jan (referee) ; Steininger, Andreas (referee) ; Kotásek, Zdeněk (advisor)
Při vývoji současných číslicových systémů, např. vestavěných systému a počítačového hardware, je nutné hledat postupy, jak zvýšit jejich spolehlivost. Jednou z možností je zvyšování efektivity a rychlosti verifikačních procesů, které se provádějí v raných fázích návrhu. V této dizertační práci se pozornost věnuje verifikačnímu přístupu s názvem funkční verifikace. Je identifikováno několik výzev a problému týkajících se efektivity a rychlosti funkční verifikace a ty jsou následně řešeny v cílech dizertační práce. První cíl se zaměřuje na redukci simulačního času v průběhu verifikace komplexních systémů. Důvodem je, že simulace inherentně paralelního hardwarového systému trvá velmi dlouho v porovnání s během v skutečném hardware. Je proto navrhnuta optimalizační technika, která umisťuje verifikovaný systém do FPGA akcelerátoru, zatím co část verifikačního prostředí stále běží v simulaci. Tímto přemístěním je možné výrazně zredukovat simulační režii. Druhý cíl se zabývá ručně připravovanými verifikačními prostředími, která představují výrazné omezení ve verifikační produktivitě. Tato režie však není nutná, protože většina verifikačních prostředí má velice podobnou strukturu, jelikož využívají komponenty standardních verifikačních metodik. Tyto komponenty se jen upravují s ohledem na verifikovaný systém. Proto druhá optimalizační technika analyzuje popis systému na vyšší úrovni abstrakce a automatizuje tvorbu verifikačních prostředí tím, že je automaticky generuje z tohoto vysoko-úrovňového popisu. Třetí cíl zkoumá, jak je možné docílit úplnost verifikace pomocí inteligentní automatizace. Úplnost verifikace se typicky měří pomocí různých metrik pokrytí a verifikace je ukončena, když je dosažena právě vysoká úroveň pokrytí. Proto je navržena třetí optimalizační technika, která řídí generování vstupů pro verifikovaný systém tak, aby tyto vstupy aktivovali současně co nejvíc bodů pokrytí a aby byla rychlost konvergence k maximálnímu pokrytí co nejvyšší. Jako hlavní optimalizační prostředek se používá genetický algoritmus, který je přizpůsoben pro funkční verifikaci a jeho parametry jsou vyladěny pro tuto doménu. Běží na pozadí verifikačního procesu, analyzuje dosažené pokrytí a na základě toho dynamicky upravuje omezující podmínky pro generátor vstupů. Tyto podmínky jsou reprezentovány pravděpodobnostmi, které určují výběr vhodných hodnot ze vstupní domény. Čtvrtý cíl diskutuje, zda je možné znovu použít vstupy z funkční verifikace pro účely regresního testování a optimalizovat je tak, aby byla rychlost testování co nejvyšší. Ve funkční verifikaci je totiž běžné, že vstupy jsou značně redundantní, jelikož jsou produkovány generátorem. Pro regresní testy ale tato redundance není potřebná a proto může být eliminována. Zároveň je ale nutné dbát na to, aby úroveň pokrytí dosáhnutá optimalizovanou sadou byla stejná, jako u té původní. Čtvrtá optimalizační technika toto reflektuje a opět používá genetický algoritmus jako optimalizační prostředek. Tentokrát ale není integrován do procesu verifikace, ale je použit až po její ukončení. Velmi rychle odstraňuje redundanci z původní sady vstupů a výsledná doba simulace je tak značně optimalizována.
|
|
Exploitation of GPU in graphics and image processing algorithms
Jošth, Radovan ; Svoboda, David (referee) ; Trajtel,, Ľudovít (referee) ; Herout, Adam (advisor)
Táto práca popisuje niekoľko vybraných algoritmov, ktoré boli primárne vyvinuté pre CPU procesory, avšak vzhľadom k vysokému dopytu po ich vylepšeniach sme sa rozhodli ich využiť v prospech GPGPU (procesorov grafického adaptéra). Modifikácia týchto algoritmov bola zároveň cieľom nášho výskumu, ktorý bol prevedený pomocou CUDA rozhrania. Práca je členená podľa troch skupín algoritmov, ktorým sme sa venovali: detekcia objektov v reálnom čase, spektrálna analýza obrazu a detekcia čiar v reálnom čase. Pre výskum detekcie objektov v reálnom čase sme zvolili použitie LRD a LRP funkcií. Výskum spektrálnej analýzy obrazu bol prevedný pomocou PCA a NTF algoritmov. Pre potreby skúmania detekcie čiar v reálnom čase sme používali dva rôzne spôsoby modifikovanej akumulačnej schémy Houghovej transformácie. Pred samotnou časťou práce venujúcej sa konkrétnym algoritmom a predmetu skúmania, je v úvodných kapitolách, hneď po kapitole ozrejmujúcej dôvody skúmania vybranej problematiky, stručný prehľad architektúry GPU a GPGPU. Záverečné kapitoly sú zamerané na konkretizovanie vlastného prínosu autora, jeho zameranie, dosiahnuté výsledky a zvolený prístup k ich dosiahnutiu. Súčasťou výsledkov je niekoľko vyvinutých produktov.
|
|
Packet Classification Algorithms
Puš, Viktor ; Lhotka,, Ladislav (referee) ; Dvořák, Václav (advisor)
Tato práce se zabývá klasifikací paketů v počítačových sítích. Klasifikace paketů je klíčovou úlohou mnoha síťových zařízení, především paketových filtrů - firewallů. Práce se tedy týká oblasti počítačové bezpečnosti. Práce je zaměřena na vysokorychlostní sítě s přenosovou rychlostí 100 Gb/s a více. V těchto případech nelze použít pro klasifikaci obecné procesory, které svým výkonem zdaleka nevyhovují požadavkům na rychlost. Proto se využívají specializované technické prostředky, především obvody ASIC a FPGA. Neméně důležitý je také samotný algoritmus klasifikace. Existuje mnoho algoritmů klasifikace paketů předpokládajících hardwarovou implementaci, přesto však tyto přístupy nejsou připraveny pro velmi rychlé sítě. Dizertační práce se proto zabývá návrhem nových algoritmů klasifikace paketů se zaměřením na vysokorychlostní implementaci ve specializovaném hardware. Je navržen algoritmus, který dělí problém klasifikace na jednodušší podproblémy. Prvním krokem je operace vyhledání nejdelšího shodného prefixu, používaná také při směrování paketů v IP sítích. Tato práce předpokládá využití některého existujícího přístupu, neboť již byly prezentovány algoritmy s dostatečnou rychlostí. Následujícím krokem je mapování nalezených prefixů na číslo pravidla. V této části práce přináší vylepšení využitím na míru vytvořené hashovací funkce. Díky použití hashovací funkce lze mapování provést v konstantním čase a využít při tom pouze jednu paměť s úzkým datovým rozhraním. Rychlost tohoto algoritmu lze určit analyticky a nezávisí na počtu pravidel ani na charakteru síťového provozu. S využitím dostupných součástek lze dosáhnout propustnosti 266 milionů paketů za sekundu. Následující tři algoritmy uvedené v této práci snižují paměťové nároky prvního algoritmu, aniž by ovlivňovaly rychlost. Druhý algoritmus snižuje velikost paměti o 11 % až 96 % v závislosti na sadě pravidel. Nevýhodu nízké stability odstraňuje třetí algoritmus, který v porovnání s prvním zmenšuje paměťové nároky o 31 % až 84 %. Čtvrtý algoritmus kombinuje třetí algoritmus se starším přístupem a díky využití několika technik zmenšuje paměťové nároky o 73 % až 99 %.
|
guest ::
