Akcelerace algoritmů pro hledání palindromu a opakujících se struktur
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Veškerá genetická informace živých organismů je uložena v DNA. Zkoumání její struktury a funkce představuje důležitou oblast výzkumu moderní biologie. Jednou ze zajímavých struktur, vyskytujících se v sekvencích DNA, jsou také palindromy. Na základě jejich výzkumu se předpokládá, že hrají důležitou roli při interpretaci informace uložené v DNA, jelikož se často vyskytují v okolí důležitých genů. Jejich hledání je složitější díky výskytu mutací (změn v posloupnosti prvků DNA), což zvyšuje časovou složitost algoritmů. Proto má smysl zabývat se jejich paralelizací a akcelerací. Rozborem metod pro hledání palindromů a návrhem akcelerační architektury se zabývá tato práce. Výpočet pomocí hardwarové jednotky implementované v čipu FPGA na kartě ml555 může být až 6 667krát rychlejší oproti nejlepšímu známému softwarovému řešení využívajícímu sufixová pole.
Genetic information of all living organisms is stored in DNA. Exploring of its structure and function represents an important area of research in modern biology. One of the interesting structures occurring in DNA are palindromes. Based on the research they are expected to play an important role in interpreting the information stored in DNA, because they are often observed near important genes. Palindromes searching is complicated by the presence of mutations (changes in sequences of DNA elements), which increases the time complexity of algorithms. Therefore it is reasonable to study their parallelization and acceleration. The objective of this work is a study of palindromes searching methods and acceleration architecture design. The hardware unit implemented in a chip with FPGA technology placed on ml555 board can speed up the calculation up to 6 667 times in comparison with the best-known software method relying on suffix arrays.
Genetic information of all living organisms is stored in DNA. Exploring of its structure and function represents an important area of research in modern biology. One of the interesting structures occurring in DNA are palindromes. Based on the research they are expected to play an important role in interpreting the information stored in DNA, because they are often observed near important genes. Palindromes searching is complicated by the presence of mutations (changes in sequences of DNA elements), which increases the time complexity of algorithms. Therefore it is reasonable to study their parallelization and acceleration. The objective of this work is a study of palindromes searching methods and acceleration architecture design. The hardware unit implemented in a chip with FPGA technology placed on ml555 board can speed up the calculation up to 6 667 times in comparison with the best-known software method relying on suffix arrays.
Description
Citation
VOŽENÍLEK, J. Akcelerace algoritmů pro hledání palindromu a opakujících se struktur [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2010.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Počítačové systémy a sítě
Comittee
prof. Ing. Václav Dvořák, DrSc. (předseda)
prof. Ing. Miroslav Švéda, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Radek Burget, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Kotásek, CSc. (člen)
Prof. Ing. Jaromír Krejčíček, CSc. (člen)
Date of acceptance
2010-06-24
Defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se pak seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na doplňující dotazy členů komise. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené dotazy rozhodla práci hodnotit stupněm " A ". Otázky u obhajoby: Existuje ve Vámi navrženém systému (propojení hardware a software) nějaké úzké místo nebo je výkonnost závislá pouze na velikosti použitého FPGA čipu? Uvažujete o reálném použití vytvořeného systému, popř. v jaké formě?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení