Συντάχθηκε 02-03-2022 14:32
Τόπος: Η παρουσίαση θα γίνει με τηλεδιάσκεψη
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 04/03/2022 12:30
Λήξη: 04/03/2022 13:30
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΡΟΜΠΟΓΙΑΝΝΑΚΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΣ
Θέμα:
Σχεδίαση Συστήματος Βασισμένου σε Αναδιατασσόμενη Λογική για Εφαρμογές Γράφων de Bruijn
FPGA- Based System Design for Applications of de Bruijn Graphs
Εξεταστική Επιτροπή:
Καθηγητής Απόστολος Δόλλας (επιβλέπων)
Αν. Καθηγητής Σωτήριος Ιωαννίδης
Δρ. Ευρυπίδης Σωτηριάδης
Περίληψη
Ο De Bruin γράφος είναι ένας κατευθυνόμενος γράφος που αναπαριστά επικαλύψεις μεταξύ ακολουθιών από σύμβολα. Οι De Bruijn γράφοι έχουν αρκετές χρήσεις στον τομέα των Τηλεπικοινωνιών σε πρωτόκολλα και δίκτυα και στον τομέα της Βιοπληροφορικής ειδικά στο De novo genome assembly.
Μελετήσαμε τις ιδιότητες του De Bruijn γράφου και τις υποσχόμενες χρήσεις του στο De novo genome assembly σε αρκετά επιστημονικά άρθρα, έτσι αποφασίσαμε να υλοποιήσουμε ένα πρωτότυπο σύστημα που να αφορά τους De Bruijn γράφους στο De Novo genome assembly. Χρησιμοποιήσαμε ένα Ρώσσικο genome assembler ονόματι SPAdes.13.0 σαν περιπτωσιολογική μελέτη το οποίο χρησιμοποιεί De Bruijn γράφους. Το SPAdes.13.0 ανήκει στην σύγχρονη τεχνολογία και έχει μεγάλη επιρροή στο συγκεκριμένο πεδίο,επίσης το χρησιμοποιήσαμε για την επαλήθευση των αποτελεσμάτων μας. Τα αρχεία που χρησιμοποιούνται στην διπλωματική ανήκουν στο Ευρωπαικό Νουκλεοτιδικό Αρχείο. Η FPGA Alveo U50 χρησιμοποιείται για τα πειραματικά αποτελέσματα της διπλωματικής. Επιτυγχάνει επιτάχυνση 1.14x-1.35x για τα μικρά αρχεία ενώ για τα μεγάλα έχει χειρότερη επίδοση από το SPAdes.13.0. ́Ετσι,ψάξαμε για άλλες FPGA οι οποίες έχουν περισσότερο χώρο αποθήκευσης για την υλοποίηση περισσότερων μονάδων υπολογισμού. Η σύγχρονη τεχνολογία διευκολύνει τους χρήστες στην σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων αλλά είναι απαραίτητη η συμβολή τους στην τελειοποίηση του συστήματος.
Abstract
De Bruijn graph is a directed graph representing overlaps between sequences of symbols. De Bruijn graph has several uses in the field of telecommunications in protocols and networks and in the field of Bioinformatics,specifically in De novo genome assembly.
We have study properties of De Bruijn graph and its promising uses in De novo genome assembly in several scientific articles ,so we decide to implement a prototype hardware system concerning de Bruijn graphs in de Novo genome assembly. We use a Russian genome assembler named SPAdes13.0 as case study which use de Bruijn Graphs. SPAdes.13.0 belongs to the modern state of technology and has great influence in the current field, also it used for the verification of our experimental results. The data sets that used in thesis belongs to European Nucleotide Archive (ENA). FPGA Alveo U50 used in the current thesis for experimental results. It succeeds speedup up to 1.14x-1.35x for small data sets but it has worse performance than SPAdes for large data sets.Thus, we searched for other accelerator cards which have more storage space in order to implement more compute units.The modern technology eases the users in hardware design but it is necessary the contribution of the users in order to make perfect the hardware design.
