Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.15480/882.1049
Fulltext available Open Access
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorZimmermann, Karl-Heinz-
dc.contributor.authorTorgasin, Svetlana-
dc.date.accessioned2012-03-20T14:36:14Zde_DE
dc.date.available2012-03-20T14:36:14Zde_DE
dc.date.issued2012-
dc.identifier.isbn978-3-86387-090-4de_DE
dc.identifier.other688855164de_DE
dc.identifier.urihttp://tubdok.tub.tuhh.de/handle/11420/1051-
dc.description.abstractDie Zuverlässigkeit von DNA-basierten Berechnungen hängt stark ab von den DNA-Sequenzen, die die Informationseinheiten repräsentieren. Eine optimale Zusammensetzung derartiger Sequenzen wird mit konventionellen Rechenverfahren ermittelt. Als Maß für die Sequenzerstellung wird die freie Energie der Hybridizierung zweier DNA-Einzelstränge herangezogen. Die Arbeit befasst sich mit zwei Kernpunkten in diesem Bereich. Erstens, mit dem Auffinden einer Sekundärstruktur eines DNA/DNA-Komplexes mit minimaler freier Energie. Zu diesem Zweck wurde eine neue graphbasierte Darstellung von DNA/DNA-Komplexen erarbeitet. Auf diesem Modell wurden zwei Berechnungsmethoden entwickelt, die auf dem Prinzip der dynamischen Programmierung beruhen. Zweitens, die Validierung der vorgegebenen Menge von DNA-Wörtern, die die Informationseinheiten eines mathematischen Problems kodieren. Die entwickelte Methode beruht auf der Abschätzung der freien Energie. Sie zielt auf DNA-Berechnungsmodelle ab, die zwei voneinander abhängige Arten von Informationseinheiten benutzen. Eine weitere Errungenschaft dieser Arbeit bezieht sich auf die Optimierung des Algorithmus' von Floyd-Warshall, der die kürzesten Wege zwischen je zwei Knoten in einem gewichteten Graphen liefert. Der entwickelte Ansatz führt zu einer Speicherreduktion für den Fall der bipartiten Graphen.de
dc.description.abstractThe reliability of results in DNA based computations strongly depends on the DNA sequences representing the units of information. The task of finding appropriate sequences is currently handled by means of conventional computing. The most accurate criterium for this purpose is the free energy of hybridization complexes built by two DNA single strands. This thesis addresses two issues in this area. First, finding of a secondary structure of DNA/DNA complexes having minimal free energy. For this, a novel graph-based representation of DNA/DNA complexes is introduced and two advanced methods calculating the free energy based on dynamic programming are proposed. Second, the validation of a given set of DNA words to encode a particular assignment of a mathematical problem. For this, a method is developed based on free energy assessment. It is suitable for DNA computing models that are based on an interdependent encoding of DNA words, which represent two different types of entities in the mathematical problem. Another accomplishment of the thesis is an optimization of the Floyd-Warshall algorithm for finding shortest paths in a weighted graph. A memory reduction method for the particular case of bipartite graphs is established.en
dc.language.isoende_DE
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess-
dc.rights.urihttp://doku.b.tu-harburg.de/doku/lic_ohne_pod.phpde
dc.subjectDNS-Hybridisierungde_DE
dc.subjectminimale freie Energiede_DE
dc.subjectDNS-Berechnungende_DE
dc.subjectDNA (cross)-hybridizationde_DE
dc.subjectminimum free energyde_DE
dc.subjectDNA strand design.de_DE
dc.titleGraph-based Methods for the Design of DNA Computationsde_DE
dc.title.alternativeGraphbasierte Methoden für die Gestaltung der DNA-Berechnungende
dc.typeThesisde_DE
dcterms.dateAccepted2011-11-02-
dc.date.updated2012-03-23T08:32:36Zde_DE
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:830-tubdok-11441de_DE
dc.identifier.doi10.15480/882.1049-
dc.type.thesisdoctoralThesisde_DE
dc.type.dinidoctoralThesis-
dc.subject.bcl54.72:Künstliche Intelligenzde
dc.subject.bclcode54.72-
dc.subject.ddccode510-
dcterms.DCMITypeText-
tuhh.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:830-tubdok-11441de_DE
tuhh.publikation.typdoctoralThesisde_DE
tuhh.publikation.fachbereichElektrotechnik und Informationstechnikde_DE
tuhh.opus.id1144de_DE
tuhh.gvk.ppn688855164de_DE
tuhh.oai.showtruede_DE
tuhh.pod.allowedfalsede_DE
dc.identifier.hdl11420/1051-
tuhh.title.germanGraphbasierte Methoden für die Gestaltung der DNA-Berechnungende
tuhh.abstract.germanDie Zuverlässigkeit von DNA-basierten Berechnungen hängt stark ab von den DNA-Sequenzen, die die Informationseinheiten repräsentieren. Eine optimale Zusammensetzung derartiger Sequenzen wird mit konventionellen Rechenverfahren ermittelt. Als Maß für die Sequenzerstellung wird die freie Energie der Hybridizierung zweier DNA-Einzelstränge herangezogen. Die Arbeit befasst sich mit zwei Kernpunkten in diesem Bereich. Erstens, mit dem Auffinden einer Sekundärstruktur eines DNA/DNA-Komplexes mit minimaler freier Energie. Zu diesem Zweck wurde eine neue graphbasierte Darstellung von DNA/DNA-Komplexen erarbeitet. Auf diesem Modell wurden zwei Berechnungsmethoden entwickelt, die auf dem Prinzip der dynamischen Programmierung beruhen. Zweitens, die Validierung der vorgegebenen Menge von DNA-Wörtern, die die Informationseinheiten eines mathematischen Problems kodieren. Die entwickelte Methode beruht auf der Abschätzung der freien Energie. Sie zielt auf DNA-Berechnungsmodelle ab, die zwei voneinander abhängige Arten von Informationseinheiten benutzen. Eine weitere Errungenschaft dieser Arbeit bezieht sich auf die Optimierung des Algorithmus' von Floyd-Warshall, der die kürzesten Wege zwischen je zwei Knoten in einem gewichteten Graphen liefert. Der entwickelte Ansatz führt zu einer Speicherreduktion für den Fall der bipartiten Graphen.de_DE
tuhh.abstract.englishThe reliability of results in DNA based computations strongly depends on the DNA sequences representing the units of information. The task of finding appropriate sequences is currently handled by means of conventional computing. The most accurate criterium for this purpose is the free energy of hybridization complexes built by two DNA single strands. This thesis addresses two issues in this area. First, finding of a secondary structure of DNA/DNA complexes having minimal free energy. For this, a novel graph-based representation of DNA/DNA complexes is introduced and two advanced methods calculating the free energy based on dynamic programming are proposed. Second, the validation of a given set of DNA words to encode a particular assignment of a mathematical problem. For this, a method is developed based on free energy assessment. It is suitable for DNA computing models that are based on an interdependent encoding of DNA words, which represent two different types of entities in the mathematical problem. Another accomplishment of the thesis is an optimization of the Floyd-Warshall algorithm for finding shortest paths in a weighted graph. A memory reduction method for the particular case of bipartite graphs is established.de_DE
tuhh.publication.instituteRechnertechnologie E-13de_DE
tuhh.identifier.doi10.15480/882.1049-
tuhh.type.opusDissertation-
tuhh.institute.germanRechnertechnologie E-13de
tuhh.institute.englishComputer Technology E-13en
tuhh.institute.id46de_DE
tuhh.type.id8de_DE
thesis.grantorTechnische Universität Hamburgde
tuhh.gvk.hasppntrue-
dc.type.driverdoctoralThesis-
dc.identifier.oclc930768241-
thesis.grantor.universityOrInstitutionTechnische Universität Hamburgde_DE
thesis.grantor.placeHamburgde_DE
thesis.grantor.departmentComputer Technology E-13de
dc.type.casraiDissertation-
item.languageiso639-1en-
item.grantfulltextopen-
item.openairetypeThesis-
item.advisorGNDZimmermann, Karl-Heinz-
item.cerifentitytypePublications-
item.creatorOrcidTorgasin, Svetlana-
item.fulltextWith Fulltext-
item.creatorGNDTorgasin, Svetlana-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_46ec-
crisitem.author.deptEingebettete Systeme E-13-
crisitem.author.parentorgStudiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik-
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