Dissertation/ Thesis
Υλοποίηση του αλγόριθμου ευθυγράμμισης ακολουθίας Smith-Waterman σε ενσωματωμένη πλατφόρμα FPGA
| Τίτλος: | Υλοποίηση του αλγόριθμου ευθυγράμμισης ακολουθίας Smith-Waterman σε ενσωματωμένη πλατφόρμα FPGA |
|---|---|
| Συγγραφείς: | Τζότα, Γεωργία |
| Συνεισφορές: | Ψαράκης, Μιχαήλ |
| Έτος έκδοσης: | 2014 |
| Συλλογή: | University of Piraeus: Dione / Πανεπιστημίο Πειραιώς: Διώνη |
| Θεματικοί όροι: | Field programmable gate arrays -- Design and construction, System design -- Data processing, Σχεδιασμός συστημάτων, Integrated circuits -- Very large scale integration |
| Περιγραφή: | Η ευθυγράμμιση αλληλουχίας (sequence alignment), όρος που προέρχεται από τον κλάδο της βιοπληροφορικής, ασχολείται με την εύρεση κοινών ή παρόμοιων περιοχών ομοιότητας μεταξύ δύο αλληλουχιών DNA ή πρωτεϊνών. Για την υλοποιήση της διαδικασίας της ευθυγράμμισης ακολουθίας έχουν προταθεί πολλαπλοί αλγόριθμοι με την πάροδο των χρόνων, ωστόσο ο μεγάλος όγκος των δεδομένων υπο επεξεργασία και η αδυναμία εκματάλλευσης της παράλληλης επεξεργασίας των δεδομένων αυτών, καθιστούν τις μεθόδους αυτές εξαιρετικά χρονοβόρες αν εκτελεστούν αποκλειστικά με τη χρήση λογισμικού. Για τους λόγους αυτούς, δημιουργείται η ανάγκη επιτάχυνσης αυτών των αλγορίθμων με χρήση υλικού και συγκεκριμένα, μέσω της τεχνολογίας των FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) και των ενσωματωμένων συστημάτων. Τα FPGAs, όντας επαναπρογραμματιζόμενες μονάδες λογικής, μας δίνουν τη δυνατότητα να μετατρέψουμε ένα πολύπλοκο πρόβλημα σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα εύκολα και χωρίς κόστη πρωτοτύπου, εκμεταλλευόμενοι οποία δυνατότητα παραλληλίας δεδομένων δεν μπορούσε να εκμεταλλευτεί το λογισμικό. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να κατασκευαστεί ένας επιταχυντής υπολογισμών για την υλοποίηση του αλγορίθμου δυναμικού προγραμματισμού, ο οποίος σε συνδυασμό με άλλα πλεονεκτήματα των ενσωματωμένων συστημάτων, επιταχύνει αισθητά το χρόνο εκτέλεσης του αλγορίθμου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία καλούμαστε να υλοποιήσουμε έναν συγκεκριμένο αλγόριθμο ευθυγράμμισης ακολουθίας, τον αλγόριθμο Smith-Waterman σε ένα ολοκληρωμένο ενσωματωμένο σύστημα. Μελετώντας τα χαρακτηριστικά του αλγορίθμου, επιλέγουμε να υλοποιήσουμε έναν επιταχυντή υπολογισμών στο υλικό με τη μέθοδο του συστολικού πίνακα, ο οποίος προστίθεται στο ενσωματωμένο σύστημα σαν επιπλέον περιφερειακό και αλληλεπιδρά με τον ενσωματωμένο επεξεργαστή που εκτελεί την υπόλοιπη εφαρμογή. Στόχος μας είναι η δημιουργία μίας ενσωματωμένης και κατ’ επέκταση φορητής, αποδοτικής μηχανής ανίχνευσης ηχητικών εφέ μέσα σε ροές ηχητικών δεδομένων, όπως είναι μία ταινία. Το σύστημα ανίχνευσης ηχητικών εφέ αποτελείται, αρχικά, από μια ... |
| Τύπος εγγράφου: | master thesis |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | Greek, Modern (1453-) |
| Relation: | https://dione.lib.unipi.gr/xmlui/handle/unipi/5863; 621.395 ΤΖΟ |
| Διαθεσιμότητα: | https://dione.lib.unipi.gr/xmlui/handle/unipi/5863 |
| Rights: | Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές ; http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.el |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsbas.8EECABB0 |
| Βάση Δεδομένων: | BASE |
| FullText | Text: Availability: 0 CustomLinks: – Url: https://dione.lib.unipi.gr/xmlui/handle/unipi/5863# Name: EDS - BASE (ns324271) Category: fullText Text: View record from BASE |
|---|---|
| Header | DbId: edsbas DbLabel: BASE An: edsbas.8EECABB0 RelevancyScore: 769 AccessLevel: 3 PubType: Dissertation/ Thesis PubTypeId: dissertation PreciseRelevancyScore: 768.644287109375 |
| IllustrationInfo | |
| Items | – Name: Title Label: Title Group: Ti Data: Υλοποίηση του αλγόριθμου ευθυγράμμισης ακολουθίας Smith-Waterman σε ενσωματωμένη πλατφόρμα FPGA – Name: Author Label: Authors Group: Au Data: <searchLink fieldCode="AR" term="%22Τζότα%2C+Γεωργία%22">Τζότα, Γεωργία</searchLink> – Name: Author Label: Contributors Group: Au Data: Ψαράκης, Μιχαήλ – Name: DatePubCY Label: Publication Year Group: Date Data: 2014 – Name: Subset Label: Collection Group: HoldingsInfo Data: University of Piraeus: Dione / Πανεπιστημίο Πειραιώς: Διώνη – Name: Subject Label: Subject Terms Group: Su Data: <searchLink fieldCode="DE" term="%22Field+programmable+gate+arrays+--+Design+and+construction%22">Field programmable gate arrays -- Design and construction</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22System+design+--+Data+processing%22">System design -- Data processing</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Σχεδιασμός+συστημάτων%22">Σχεδιασμός συστημάτων</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Integrated+circuits+--+Very+large+scale+integration%22">Integrated circuits -- Very large scale integration</searchLink> – Name: Abstract Label: Description Group: Ab Data: Η ευθυγράμμιση αλληλουχίας (sequence alignment), όρος που προέρχεται από τον κλάδο της βιοπληροφορικής, ασχολείται με την εύρεση κοινών ή παρόμοιων περιοχών ομοιότητας μεταξύ δύο αλληλουχιών DNA ή πρωτεϊνών. Για την υλοποιήση της διαδικασίας της ευθυγράμμισης ακολουθίας έχουν προταθεί πολλαπλοί αλγόριθμοι με την πάροδο των χρόνων, ωστόσο ο μεγάλος όγκος των δεδομένων υπο επεξεργασία και η αδυναμία εκματάλλευσης της παράλληλης επεξεργασίας των δεδομένων αυτών, καθιστούν τις μεθόδους αυτές εξαιρετικά χρονοβόρες αν εκτελεστούν αποκλειστικά με τη χρήση λογισμικού. Για τους λόγους αυτούς, δημιουργείται η ανάγκη επιτάχυνσης αυτών των αλγορίθμων με χρήση υλικού και συγκεκριμένα, μέσω της τεχνολογίας των FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) και των ενσωματωμένων συστημάτων. Τα FPGAs, όντας επαναπρογραμματιζόμενες μονάδες λογικής, μας δίνουν τη δυνατότητα να μετατρέψουμε ένα πολύπλοκο πρόβλημα σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα εύκολα και χωρίς κόστη πρωτοτύπου, εκμεταλλευόμενοι οποία δυνατότητα παραλληλίας δεδομένων δεν μπορούσε να εκμεταλλευτεί το λογισμικό. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να κατασκευαστεί ένας επιταχυντής υπολογισμών για την υλοποίηση του αλγορίθμου δυναμικού προγραμματισμού, ο οποίος σε συνδυασμό με άλλα πλεονεκτήματα των ενσωματωμένων συστημάτων, επιταχύνει αισθητά το χρόνο εκτέλεσης του αλγορίθμου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία καλούμαστε να υλοποιήσουμε έναν συγκεκριμένο αλγόριθμο ευθυγράμμισης ακολουθίας, τον αλγόριθμο Smith-Waterman σε ένα ολοκληρωμένο ενσωματωμένο σύστημα. Μελετώντας τα χαρακτηριστικά του αλγορίθμου, επιλέγουμε να υλοποιήσουμε έναν επιταχυντή υπολογισμών στο υλικό με τη μέθοδο του συστολικού πίνακα, ο οποίος προστίθεται στο ενσωματωμένο σύστημα σαν επιπλέον περιφερειακό και αλληλεπιδρά με τον ενσωματωμένο επεξεργαστή που εκτελεί την υπόλοιπη εφαρμογή. Στόχος μας είναι η δημιουργία μίας ενσωματωμένης και κατ’ επέκταση φορητής, αποδοτικής μηχανής ανίχνευσης ηχητικών εφέ μέσα σε ροές ηχητικών δεδομένων, όπως είναι μία ταινία. Το σύστημα ανίχνευσης ηχητικών εφέ αποτελείται, αρχικά, από μια ... – Name: TypeDocument Label: Document Type Group: TypDoc Data: master thesis – Name: Format Label: File Description Group: SrcInfo Data: application/pdf – Name: Language Label: Language Group: Lang Data: Greek, Modern (1453-) – Name: NoteTitleSource Label: Relation Group: SrcInfo Data: https://dione.lib.unipi.gr/xmlui/handle/unipi/5863; 621.395 ΤΖΟ – Name: URL Label: Availability Group: URL Data: https://dione.lib.unipi.gr/xmlui/handle/unipi/5863 – Name: Copyright Label: Rights Group: Cpyrght Data: Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές ; http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.el – Name: AN Label: Accession Number Group: ID Data: edsbas.8EECABB0 |
| PLink | https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.8EECABB0 |
| RecordInfo | BibRecord: BibEntity: Languages: – Text: Greek, Modern (1453-) Subjects: – SubjectFull: Field programmable gate arrays -- Design and construction Type: general – SubjectFull: System design -- Data processing Type: general – SubjectFull: Σχεδιασμός συστημάτων Type: general – SubjectFull: Integrated circuits -- Very large scale integration Type: general Titles: – TitleFull: Υλοποίηση του αλγόριθμου ευθυγράμμισης ακολουθίας Smith-Waterman σε ενσωματωμένη πλατφόρμα FPGA Type: main BibRelationships: HasContributorRelationships: – PersonEntity: Name: NameFull: Τζότα, Γεωργία – PersonEntity: Name: NameFull: Ψαράκης, Μιχαήλ IsPartOfRelationships: – BibEntity: Dates: – D: 01 M: 01 Type: published Y: 2014 Identifiers: – Type: issn-locals Value: edsbas – Type: issn-locals Value: edsbas.oa |
| ResultId | 1 |