|
|
DNA výpočty a jejich aplikace
Fiala, Jan ; Petrlík, Jiří (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a implementací aplikace pro simulaci DNA výpočtů pro řešení vybraných problémů. DNA výpočty patří mezi nekonvenční výpočetní paradigmata, které se zásadně liší od konceptu elektronických počítačů. Hlavní myšlenkou DNA počítání je požití DNA jako média, kde může poměrně efektivně probíhat výpočet. I přesto, že DNA reakce jsou mnohem pomalejší než výpočetní takty dnešních křemíkových počítačů, má DNA počítání velmi slibnou budoucnost. DNA operace jsou založeny na dvou důležitých aspektech: masivní paralelismus DNA operací a princip komplementarity bází. Existuje mnoho důležitých problémů, pro které na konvenčních počítačích neexistuje algoritmus řešení v polynomiálním čase. Takto obtížné problémy se musí řešit prohledáváním celého stavového prostoru všech jejich řešení. Zde se ukazuje být masivní paralelismus DNA operací velmi důležitý, aby se snížila složitost hledání řešení.
|
|
|
Watson-Crick Models for Formal Language Processing
Hammer, Jan ; Tomko, Martin (oponent) ; Křivka, Zbyněk (vedoucí práce)
This work focuses on Watson-Crick languages inspired by DNA computing, their models and algorithms of deciding the language membership. It analyzes a recently introduced algorithm called WK-CYK and introduces a state space search algorithm which is based on regular Breath-first search but uses a number of optimizations and heuristics to be efficient in practical use and able to analyze inputs of greater lengths. The key parts are the heuristics for pruning the state space (detecting dead ends) and heuristics for choosing the most promising branches to continue the search. These two algorithms have been tested with 20 different Watson-Crick grammars (40 including their Chomsky normal form versions). While WK-CYK is able to decide the language membership in a reasonable time for inputs of length of roughly 30-50 symbols and its performance is very consistent for all kinds of grammars and inputs, the state space search is usually (89-98 % of cases) more efficient and able to do the computation for inputs with lengths of hundreds or even thousands of symbols. Thus, the state space search has a potential to be a good tool for practical Watson-Crick membership testing and is a good basis to further build on and further improve the efficiency of the algorithm.
|
|
|
Watson-Crick Models for Formal Language Processing
Hammer, Jan ; Tomko, Martin (oponent) ; Křivka, Zbyněk (vedoucí práce)
This work focuses on Watson-Crick languages inspired by DNA computing, their models and algorithms of deciding the language membership. It analyzes a recently introduced algorithm called WK-CYK and introduces a state space search algorithm which is based on regular Breath-first search but uses a number of optimizations and heuristics to be efficient in practical use and able to analyze inputs of greater lengths. The key parts are the heuristics for pruning the state space (detecting dead ends) and heuristics for choosing the most promising branches to continue the search. These two algorithms have been tested with 20 different Watson-Crick grammars (40 including their Chomsky normal form versions). While WK-CYK is able to decide the language membership in a reasonable time for inputs of length of roughly 30-50 symbols and its performance is very consistent for all kinds of grammars and inputs, the state space search is usually (89-98 % of cases) more efficient and able to do the computation for inputs with lengths of hundreds or even thousands of symbols. Thus, the state space search has a potential to be a good tool for practical Watson-Crick membership testing and is a good basis to further build on and further improve the efficiency of the algorithm.
|
|
|
DNA výpočty a jejich aplikace
Fiala, Jan ; Petrlík, Jiří (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a implementací aplikace pro simulaci DNA výpočtů pro řešení vybraných problémů. DNA výpočty patří mezi nekonvenční výpočetní paradigmata, které se zásadně liší od konceptu elektronických počítačů. Hlavní myšlenkou DNA počítání je požití DNA jako média, kde může poměrně efektivně probíhat výpočet. I přesto, že DNA reakce jsou mnohem pomalejší než výpočetní takty dnešních křemíkových počítačů, má DNA počítání velmi slibnou budoucnost. DNA operace jsou založeny na dvou důležitých aspektech: masivní paralelismus DNA operací a princip komplementarity bází. Existuje mnoho důležitých problémů, pro které na konvenčních počítačích neexistuje algoritmus řešení v polynomiálním čase. Takto obtížné problémy se musí řešit prohledáváním celého stavového prostoru všech jejich řešení. Zde se ukazuje být masivní paralelismus DNA operací velmi důležitý, aby se snížila složitost hledání řešení.
|
host ::
RSS.