|
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 %.
|
|
Subspace Modeling of Prosodic Features for Speaker Verification
Kockmann, Marcel ; Kenny, Patrick (referee) ; Nöth, Elmar (referee) ; Černocký, Jan (advisor)
Předložená disertační práce se zabývá ověřováním mluvčího pomocí prozodických příznaků zahrnujících hodnoty základního tónu, energie a délek řečových úseků. Studovali jsme dvě rozdílné techniky pro parametrizaci: první vede k dobře definované sadě menšího počtu příznaků, druhá k vysoko-dimenzionální sadě heterogenních prozodických příznaků. První část práce se věnuje vývoji příznaků reprezentujících prozodické kontury, zde jsme vyvinuli a ověřili několik modelovacích technik, s důrazem na modelování v reprezentativních podprostorech. Druhá část práce se zaměřuje na nové pod-prostorové modelovací techniky pro heterogenní prozodické parametry s velkou dimenzionalitou. Model je teoreticky odvozen a experimentálně ověřen na oficiálních datech z NIST evaluací ověřování mluvčího (NIST Speaker Recognition Evaluation). Ve srovnání s ostatními současnými prozodickými jsme dosáhli podstatně lepších výsledků. Na konci práce presentujeme také novou techniku pro elegantní kombinaci dvou prozodických systémů. Tato technika může být použita rovněž pro fúzi prozodického systému se standardním přesným cepstrálním systémem, což vede k dalšímu podstatnému zvýšení úspěšnosti verifikace.
|
|
Acceleration of Object Detection Using Classifiers
Juránek, Roman ; Kälviäinen, Heikki (referee) ; Sojka, Eduard (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Detekce objektů v počítačovém vidění je složítá úloha. Velmi populární a rozšířená metoda pro detekci je využití statistických klasifikátorů a skenovacích oken. Pro učení kalsifikátorů se často používá algoritmus AdaBoost (nebo jeho modifikace), protože dosahuje vysoké úspěšnosti detekce, nízkého počtu chybných detekcí a je vhodný pro detekci v reálném čase. Implementaci detekce objektů je možné provést různými způsoby a lze využít vlastnosti konkrétní architektury, pro urychlení detekce. Pro akceleraci je možné využít grafické procesory, vícejádrové architektury, SIMD instrukce, nebo programovatelný hardware. Tato práce představuje metodu optimalizace, která vylepšuje výkon detekce objektů s ohledem na cenovou funkci zadanou uživatelem. Metoda rozděluje předem natrénovaný klasifikátor do několika různých implementací, tak aby celková cena klasifikace byla minimalizována. Metoda je verifikována na základním experimentu, kdy je klasifikátor rozdělen do předzpracovací jednotku v FPGA a do jednotky ve standardním PC.
|
|
Stiff Systems Analysis
Šátek, Václav ; Dalík, Josef (referee) ; Horová, Ivana (referee) ; Kunovský, Jiří (advisor)
The solving of stiff systems is still a contemporary sophisticated problem. The basic problem is the absence of precise definition of stiff systems. A question is also how to detect the stiffness in a given system of differential equations. Implicit numerical methods are commonly used for solving stiff systems. The stability domains of these methods are relatively large but the order of them is low. The thesis deals with numerical solution of ordinary differential equations, especially numerical calculations using Taylor series methods. The source of stiffness is analyzed and the possibility how to reduce stiffness in systems of ordinary differential equations (ODEs) is introduced. The possibility of detection stiff systems using explicit Taylor series terms is analyzed. The stability domains of explicit and implicit Taylor series are presented. The solutions of stiff systems using implicit Taylor series method are presented in many examples. The multiple arithmetic must be used in many cases. The new suitable parallel algorithm based on implicit Taylor series method with recurrent calculation of Taylor series terms and Newton iteration method (ITMRN) is proposed.
|
|
Network Architecture and Interconnection of Embedded Systems
Trchalík, Roman ; Drábek, Vladimír (referee) ; Srovnal, Vilém (referee) ; Švéda, Miroslav (advisor)
The thesis focuses on the architecture of embedded systems. It summarizes the current state of accepted standards from IEEE 1451 family, which deals with creating an environment for the sensors and their involvement in various networks. These standards describe the open, network-independent communication architecture for a sensor-based system. One of the main outcomes of this work is the architectures presented as case studies, which can be used as design patters for embedded applications. They are demonstrated on ZigBee technology suitable mainly for small devices with very low power consumption. Based on these studies the new design of universal gateway was proposed. Its major advantage is that it allows interconnection of the endpoints based on different sensor network technologies. Additionally, the thesis deals with modifying the routing protocol of ZigBee network in order to reduce power consumption required to transmit one data packet.
|
|
Optimization of network flow monitoring
Žádník, Martin ; Lhotka,, Ladislav (referee) ; Matoušek, Radomil (referee) ; Sekanina, Lukáš (advisor)
The thesis deals with optimization of network flow monitoring. Flow-based network traffic processing, that is, processing packets based on some state information associated to the flows which the packets belong to, is a key enabler for a variety of network services and applications. The number of simultaneous flows increases with the growing number of new services and applications. It has become a challenge to keep a state per each flow in a network device processing high speed traffic. A flow table, a structure with flow states, must be stored in a memory hierarchy. The memory closest to the processing is known as a flow cache. Flow cache management plays an important role in terms of its effective utilization, which affects the performance of the whole system. This thesis focuses on an automated design of cache replacement policy optimized to a deployment on particular networks. A genetic algorithm is proposed to automate this process. The genetic algorithm generates and evaluates evolved replacement policies by a simulation on obtained traffic traces. The proposed algorithm is evaluated by designing replacement policies for two variations of the cache management problem. The first variation is an evolution of the replacement policy with an overall low number of state evictions from the flow cache. The second variation represents an evolution of the replacement policy with a low number of evictions belonging to large flows only. Optimized replacement policies for both variations are found while experimenting with various encoding of the replacement policy and genetic operators. The newly evolved replacement policies achieve better results than other tested policies. The evolved replacement policy lowers the overall amount of evictions by ten percent in comparison with the best compared policy. The evolved replacement policy focusing on large flows lowers the amount of their evictions two times. Moreover, no eviction occurs for most of the large flows (over 90%). The evolved replacement policy offers better resilience against flooding the flow cache with large amount of short flows which are typical side effects of scanning or distributed denial of service activities. An extension of the replacement policy is also proposed. The extension complements the replacement policy with an additional information extracted from packet headers. The results show further decrease in the number of evictions when the extension is used.
|
| |
|
Relationship between petrographic parameters and technological properties of clastic sedimentary rocks used for crushed stone
Čermák, Martin ; Přikryl, Richard (advisor) ; Krutilová, Kateřina (referee)
This diploma thesis is focused on the finding and describing of the relationships between petrological parameters and technological properties of rocks used for the production of aggregates (crushed stone). Rock specimens were selected from a geological area of Culm (Lower Carboniferous age) in the area of Nízký Jeseník Mts. and Drahanská vrchovina uplands in the Czech Republic. Studied localities were selected on the basis of the current quarrying operations and also to represent the different strata. The six studied localities encompass Kobylí, Chabičov, and Bělkovice where Horní Benešov formation of Nízký Jeseník is exposed. Locality Valšov represents Andělské Hory formation and locality Nová Ves and Loštice represent Protivanov formation of Drahanská vrchovina uplands. Two specimens were taken from the locality Loštice (one from the second cut because there are produced low-grade aggregates and the third cut where high quality crushed stone is produced). A detailed mineralogical-petrographic examination of the samples was the first step, in an attempt to obtain their mineralogical composition and to identify the major rock-forming clasts. Thin sections were examined by standard polarizing microscopy. The auxiliary UV lamp and thin sections saturated by fluorescent substance were used for the...
|
|
Doped DLC coatings for biomedical applications
Písařík, Petr
Nowadays there are materials having excellent properties for use in medicine (Diamond-like carbon, Hydroxyapatite, …). Diamond-like carbon (DLC) is a metastable form of amorphous carbon containing bonded carbon atoms of sp2 and sp3 hybridized orbital. DLC layers are semiconductors with high mechanical hardness, chemical inertness, low coefficient of friction, high thermal conductivity, good electrical and optical properties, biocompatibility and no cytotoxicity. All properties of the films are not always ideal, so it is necessary to modify the layer. One example of how to modify the properties of thin layers are dopations. The incorporation of dopants in films may lead to greater multifunctionality and much improved properties. Most modifications were made to modify contact angle and surface energy, to reduce internal stresses, to decrease surface roughness, coefficient of friction or wear....
|
|
Expression of selected proteins in sperm in men with normal and pathological spermiograms using monoclonal antibodies
Pěknicová, Jana ; Čapková, Jana ; Dorosh, Andriy ; Margaryan, Hasmik ; Kubátová, Alena ; Děd, Lukáš
Recent studies show that infertility in human populations it affects an estimated 15% of couples of reproductive age. Male infertility is the primary cause for 60% of these cases. For these reasons, we analyzed the acrosomal and sperm surface proteins in men with normal and pathological spermiograms. We found that intra-acrosome proteins: TERA (Transitional endoplasmic reticulum ATPase), GAPDHS (Sperm Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase), and PRKAR2A (C-AMP-dependent protein kinase II, PRKAR2A), which can be identified using our monoclonal antibodies, are different express in healthy men and men with astenozoospermia (with reduced sperm motility), and with a significantly reduced expression in the astenozoospermia. These proteins are involved in energy metabolism and apoptosis of the cells, and some of them in the sperm-egg interaction; therefore, they have an important role in reproduction. On the other hand, there were no statistically significant differences in the expression of surface proteins (Appolipoprotein J (Clusterin) and Semenogelin). Our findings show that astenozoospermia as a complex disorder of the semen is often combined with other pathological conditions that are not diagnosed by the semen analysis. Therefore monoclonal antibodies are so suitable instrument for the detection of proteins associated with the pathology of the sperm in the semen with low sperm motility. In general, monoclonal antibodies against the sperm proteins are an appropriate tool to detect sperm quality in reproductive medicine.
|
guest ::
