Master's thesis
Awards: Dean's Award for an Outstanding Final Thesis

Computational analysis of non-linear dynamic systems

Výpočetní analýza nelineárních dynamických systémů

Bc. Sven Dražan, UČO 139891
Abstract

Dynamika biochemických reakčních systémů může být za podmínek dostatečně vysokých koncentrací látek popsána soustavou diferenciálních rovnic. Řešení této soustavy lze numericky aproximovat užitím metod numerické simulace. Výběrem diskrétních bodů blízkých trajektoriím původního systému lze vytvořit diskretizace, nad nimiž lze ověřovat vlastnosti vyjádřené formulemi lineární temporální logiky. Specifickým …more

Abstract

The dynamics of biochemical reaction systems can be under conditions of sufficiently high concentrations described a set of ordinary differential equations. The solution of such system can be numericaly approximated by using methods of numerical simulation. By choosing discrete points sufficiently close to trajectories of the original system a discretization can be created above which properties described …more

Keywords
dynamický systém soustava diferenciálních rovnic diskretizace LTL analýza vlastností
Thesis description

Dynamické systémy jsou nejčastějším nástrojem pro modelování a predikci chování komplexních systémů. Formalismem pro popis dynamického systému je soustava diferenciálních rovnic zachycujících dynamiku jednotlivých proměnných. Tato práce je věnována tématu dynamických systémů používaných v oblasti systémové biologie. Vzhledem ke složitosti modelovaných biochemických interakcí jsou tyto dynamické systémy typicky vysoce nelineární, proto je nejpoužívanější technikou analýzy numerická simulace.

Cílem práce je navrhnout a implementovat analytickou metodu rozšiřující tradiční techniky numerické simulace nelineárních systémů o možnost globální analýzy, tj. zobecnění iniciálního problému na libovolnou otevřenou množinu fázového prostoru. Metoda bude vycházet z empirických znalostí o dynamických systémech používaných v systémové biologii, přičemž bude využito specifických vlastností charakteristických pro třídu multi-afinních systémů. Metoda bude kombinována s metodou ověřování modelů interpretovanou pro simulované trajektorie, což umožní efektivnější analýzu vybraných dynamických vlastností.

Výstupem bude definice nového algoritmu, jeho paralelní implementace realizovaná v C++/MPI a sada experimentů poskytujících evaluaci navrhované metody.

Administrative information
The thesis has been checked:
10/1/2011 13:18, doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D., UČO 3159
Full text of thesis
1,4 MB / file PDF
Language used
Czech Czech
Defence date
9/2/2011
The thesis was defended successfully

Supervisor

doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D., UČO 3159
KSUZD FI MU

Reader

prof. RNDr. Luboš Brim, CSc.
abs PřF MU

Literature

  • MORRISON, Foster. The art of modeling dynamic systems : forecasting for chaos, randomness, and determinism. New York: John Wiley & Sons, 1991, xvii, 387. ISBN 0471520047.
  • Computational methods in systems biology : 6th International Conference, CMSB 2008 : Rostock, Germany, October 12-15, 2008 : proceedings. Edited by Monika Heiner - Adelinde Uhrmacher. Berlin: Springer, 2008, x, 401. ISBN 9783540885610.
  • BARNAT, Jiří; Luboš BRIM; Ivana ČERNÁ; Sven DRAŽAN; Jana FABRIKOVÁ and David ŠAFRÁNEK. On Algorithmic Analysis of Transcriptional Regulation by LTL Model Checking. Theoretical Computer Science. 2009, vol. 2009, No 410, p. 3128-3148, 20 pp. ISSN 0304-3975.
Cite this text
Masaryk University Faculty of Informatics
Programme
Informatics
Field of Study

Theses on a related topic

List of theses with an identical keyword.

Similar documents
 
Name
Posted by
Uploaded/Created
Rights
Archive of Thesis/Dissertation Sven Dražan FI N-IN PDS, učo 139891 f7h2b/7
Dražan, S.
10/1/2011
Folders
Files
Abstract (in English) annotation_english.txt
Dražan, S.
10/1/2011
Abstract (in Czech) annotation.txt
Dražan, S.
10/1/2011
Diplomová práce thesis.pdf
Dražan, S.
10/1/2011
Keywords keywords.txt
Dražan, S.
10/1/2011
Posudek oponent r_drazan.pdf
Brim, L.
26/1/2011
Zdrojové soubory sven_drazan_thesis.zip
Dražan, S.
10/1/2011

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.

  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.

  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.

  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.

  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.