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The presented work inside this thesis aims to raise the degree of automation in analog circuit design. Therefore, a framework was developed to provide the necessary mechanisms in order to carry out a fully automated analog circuit synthesis, i.e., the construction of an analog circuit fulfilling all previously defined (electrical) specifications. Nowadays, analog circuit design in general is a very time consuming process compared to a digital design flow. Due to its discrete nature, the digital design process is highly automated and thus very efficient compared to analog circuit design. In modern Very-Large-Scale integration (VLSI) circuits the analog parts are mostly just a small portion of the overall chip area. Although this small portion is known to consume a major part of the needed workforce. Paired with product cycles which constantly get shorter, the time needed to develop the analog parts of an integrated circuit (IC) becomes a determinant factor. Apart from this, the ongoing progress in semiconductor processing technologies promises more speed with less power consumption on smaller areas, forcing the IC developers to keep track with the technology nodes in order to maintain competitiveness. Analog circuitry exhibits the inherent property of being hard to reuse, as porting from one technology node to another imposes critical changes for operating conditions (e.g., supply voltage) - mostly leading to a full redesign for most of the analog modules. This productivity gap between digital and analog design resembles the primary motivation for this thesis. Due to the availability of commercial sizing tools, this work deliberately focuses on the construction of circuit topologies in distinction to parameter synthesis, which can be obtained with a dedicated sizing tool. The focus on circuit construction allows the development of a framework which allows a full design space exploration. This thesis describes the needed concepts and methods to realize a deterministic, explorative analog synthesis framework. Despite this, a reference implementation is presented, which demonstrates the applicability in current analog design flows.
We propose two improvements to the Fiat Shamir authentication and signature scheme. We reduce the communication of the Fiat Shamir authentication scheme to a single round while preserving the e±ciency of the scheme. This also reduces the length of Fiat Shamir signatures. Using secret keys consisting of small integers we reduce the time for signature generation by a factor 3 to 4. We propose a variation of our scheme using class groups that may be secure even if factoring large integers becomes easy.
We modify the concept of LLL-reduction of lattice bases in the sense of Lenstra, Lenstra, Lovasz [LLL82] towards a faster reduction algorithm. We organize LLL-reduction in segments of the basis. Our SLLL-bases approximate the successive minima of the lattice in nearly the same way as LLL-bases. For integer lattices of dimension n given by a basis of length 2exp(O(n)), SLLL-reduction runs in O(n.exp(5+epsilon)) bit operations for every epsilon > 0, compared to O(exp(n7+epsilon)) for the original LLL and to O(exp(n6+epsilon)) for the LLL-algorithms of Schnorr (1988) and Storjohann (1996). We present an even faster algorithm for SLLL-reduction via iterated subsegments running in O(n*exp(3)*log n) arithmetic steps.
Stimulated emission depletion (STED) microscopy is a super-resolution technique that surpasses the diffraction limit and has contributed to the study of dynamic processes in living cells. However, high laser intensities induce fluorophore photobleaching and sample phototoxicity, limiting the number of fluorescence images obtainable from a living cell. Here, we address these challenges by using ultra-low irradiation intensities and a neural network for image restoration, enabling extensive imaging of single living cells. The endoplasmic reticulum (ER) was chosen as the target structure due to its dynamic nature over short and long timescales. The reduced irradiation intensity combined with denoising permitted continuous ER dynamics observation in living cells for up to 7 hours with a temporal resolution of seconds. This allowed for quantitative analysis of ER structural features over short (seconds) and long (hours) timescales within the same cell, and enabled fast 3D live-cell STED microscopy. Overall, the combination of ultra-low irradiation with image restoration enables comprehensive analysis of organelle dynamics over extended periods in living cells.
A und B möchten digitale Unterschriften auf faire Weise austauschen, d.h. A soll genau dann eine Unterschrift von B erhalten, wenn B eine Unterschrift von A erhält. Der triviale Ansatz zum Austausch zweier Unterschriften, daß A seine Unterschrift an B sendet und dann B seine Unterschrift an A schickt, ist nicht fair, da B nach Erhalt der Unterschrift von A das Protokoll vorzeitig beenden oder eine ungültige Unterschrift senden kann. Bei den bekannten praktikablen Protokollen zum fairen Austausch unterteilen die Teilnehmer die Unterschriften in kleine Blöcke aus wenigen Bits und tauschen die Blöcke dann schrittweise aus. Diese Protokolle garantieren einerseits, daß man sofort überprüfen kann, ob ein erhaltener Block korrekt ist. Andererseits geben die bereits ausgetauschten Blöcke so wenig wie möglich über den restlichen Teil der Unterschrift preis. Versucht in diesem Fall ein Teilnehmer zu betrügen, indem er beispielsweise einen falschen Wert sendet, so kann der andere Teilnehmer dies unmittelbar bemerken und stoppen. Da die noch nicht ausgetauschten Blöcke fast nichts über den übrigen Teil der Unterschrift preisgeben, hat der Betrüger höchstens einen Block mehr als der ehrliche Teilnehmer erhalten. Ist die Blockgröße hinreichend klein, kann der ehrliche Teilnehmer den Nachteil durch Raten bzw. Probieren ausgleichen. In dieser Diplomarbeit entwickeln wir Protokolle zum fairen Austausch sogenannter Diskreter- Logarithmus-Unterschriften. Die bekannten praktikablen Protokolle zum Austausch dieses Unterschriftentyps verwenden als Sicherheitsvoraussetzung die Faktorisierungsannahme. Im Unterschied dazu beruht die Sicherheit unseres Austauschprotokolls auf der Diskreten- Logarithmus-Annahme und damit auf der des Unterschriftenverfahrens. Ferner erlauben unsere Protokoll die Herausgabe der Blöcke in beliebiger, auch vom Protokollverlauf abhängiger Reihenfolge, während die Reihenfolge bei den bisherigen Protokollen von vornherein festgelegt ist.
We address to the problem to factor a large composite number by lattice reduction algorithms. Schnorr has shown that under a reasonable number theoretic assumptions this problem can be reduced to a simultaneous diophantine approximation problem. The latter in turn can be solved by finding sufficiently many l_1--short vectors in a suitably defined lattice. Using lattice basis reduction algorithms Schnorr and Euchner applied Schnorrs reduction technique to 40--bit long integers. Their implementation needed several hours to compute a 5% fraction of the solution, i.e., 6 out of 125 congruences which are necessary to factorize the composite. In this report we describe a more efficient implementation using stronger lattice basis reduction techniques incorporating ideas of Schnorr, Hoerner and Ritter. For 60--bit long integers our algorithm yields a complete factorization in less than 3 hours.
The measurement of the production of f0(980) in inelastic pp collisions at s√=5.02 TeV is presented. This is the first reported measurement of inclusive f0(980) yield at LHC energies. The production is measured at midrapidity, |y|<0.5, in a wide transverse momentum range, 0<pT<16 GeV/c, by reconstructing the resonance in the f0(980)→π+π− hadronic decay channel using the ALICE detector. The pT-differential yields are compared to those of pions, protons and ϕ mesons as well as to predictions from the HERWIG 7.2 QCD-inspired Monte Carlo event generator and calculations from a coalescence model that uses the AMPT model as an input. The ratio of the pT-integrated yield of f0(980) relative to pions is compared to measurements in e+e− and pp collisions at lower energies and predictions from statistical hadronisation models and HERWIG 7.2. A mild collision energy dependence of the f0(980) to pion production is observed in pp collisions from SPS to LHC energies. All considered models underpredict the pT-integrated 2f0(980)/(π++π−) ratio. The prediction from the canonical statistical hadronisation model assuming a zero total strangeness content of f0(980) is consistent with the data within 1.9σ and is the closest to the data. The results provide an essential reference for future measurements of the particle yield and nuclear modification in p−Pb and Pb−Pb collisions, which have been proposed to be instrumental to probe the elusive nature and quark composition of the f0(980) scalar meson.
The measurement of the production of f0(980) in inelastic pp collisions at s√=5.02 TeV is presented. This is the first reported measurement of inclusive f0(980) production at LHC energies. The production is measured at midrapidity, |y|<0.5, in a wide transverse momentum range, 0<pT<16 GeV/c, by reconstructing the resonance in the f0(980)→π+π− hadronic decay channel using the ALICE detector. The pT-differential yields are compared to those of pions, protons and ϕ mesons as well as to predictions from the HERWIG 7.2 QCD-inspired Monte Carlo event generator and calculations from a coalescence model that uses the AMPT model as an input. The ratio of the pT-integrated yield of f0(980) relative to pions is compared to measurements in e+e− and pp collisions at lower energies and predictions from statistical hadronisation models and HERWIG 7.2. A mild collision energy dependence of the f0(980) to pion production is observed in pp collisions from SPS to LHC energies. All considered models underpredict the pT-integrated f0(980)/(π++π−) ratio. The prediction from the γs-CSM model assuming a zero total strangeness content of f0(980) is consistent with the data within 1.9σ and is the closest to the data. The results provide an essential reference for future measurements of the particle yield and nuclear modification in p−Pb and Pb−Pb collisions, which have been proposed to be instrumental to probe the elusive nature and quark composition of the f0(980) scalar meson.
The measurement of the production of f0(980) in inelastic pp collisions at √s=5.02 TeV is presented. This is the first reported measurement of inclusive f0(980) yield at LHC energies. The production is measured at midrapidity, |y|<0.5, in a wide transverse momentum range, 0<pT<16 GeV/c, by reconstructing the resonance in the f0(980) →π+π− hadronic decay channel using the ALICE detector. The pT-differential yields are compared to those of pions, protons and ϕ mesons as well as to predictions from the HERWIG 7.2 QCD-inspired Monte Carlo event generator and calculations from a coalescence model that uses the AMPT model as an input. The ratio of the pT-integrated yield of f0(980) relative to pions is compared to measurements in e+e− and pp collisions at lower energies and predictions from statistical hadronisation models and HERWIG 7.2. A mild collision energy dependence of the f0(980) to pion production is observed in pp collisions from SPS to LHC energies. All considered models underpredict the pT-integrated 2f0(980)/(π+ +π−) ratio. The prediction from the canonical statistical hadronisation model assuming a zero total strangeness content of f0(980) is consistent with the data within 1.9σ and is the closest to the data. The results provide an essential reference for future measurements of the particle yield and nuclear modification in p–Pb and Pb–Pb collisions, which have been proposed to be instrumental to probe the elusive nature and quark composition of the f0(980) scalar meson.
Diese Diplomarbeit hatte das Ziel ein Konzept zu erstellen, welches es ermöglicht, interessante und weniger interessante Artikel innerhalb eines Wikis zu erkennen und diese Informationen in verständlicher Form zur Recherche visuell bereitzustellen.
Dabei sollte das Konzept möglichst offen sein, so dass theoretisch jedes Wiki an die Visualisierung hätte angebunden werden können. Hier lag bereits das erste Problem, zum Zeitpunkt der Arbeit existieren bereits mehr als 100 unterschiedliche Wikis mit unterschiedlichen Architekturen. Wegen der Unterschiede der jeweiligen Wikisysteme entschloss man sich daher zwei Konzepte zu erarbeiten, ein allgemeines, welches wie in der gestellten Zielsetzung, das Einbinden jedes Wikis ermöglicht und ein Spezialfall, der die Vorteile einer API nutzt. Der Spezialfall wurde in ähnlicher Form in einer Implementierung umgesetzt.
Zu Beginn der Diplomarbeit mussten die unterschiedlichen Möglichkeiten der Extraktion von Informationen aus einem Wiki untersucht werden. Es hatte sich ziemlich früh herausgestellt das Links, Backlinks sowie Kategorien wichtige Indikatoren zur Bewertung eines Artikels darstellen. Damit die Bewertung der Informationen nicht nur alleine auf der Struktur eines Wikis beruht, wurde ein Thesaurus zur unterstützenden Bewertung miteinbezogen. Dieser lieferte durchgehend gute Ergebnisse, wobei - wie erwartet - der Thesaurus sehr schnell an seine Grenzen gekommen war, insbesondere wenn man die Anzahl der Artikel eines großen Wikis mit der Anzahl der Wörter die im Thesaurus gespeichert sind vergleicht.
Die extrahierten und gewichteten Informationen wurden im zweiten Schritt visualisiert, dabei hatte sich der Radial-Graph als eine gute Lösung zur Darstellung der Informationen herausgestellt. Neben einem Graphen mit gewichteten Knoten wurden in der Visualisierung unterschiedliche Ansichten der extrahierten Daten bereitgestellt: eine Autorenansicht, die zum gesuchten Artikel die Autoren darstellt, eine semantische Ansicht, die Wortbeziehungen veranschaulicht sowie eine Artikelansicht, die den Nutzer neben den gewichteten Artikeln auch wie gewohnt in einer Wiki lesen lässt.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Konzept zur Extraktion von semantischen Informationen aus Wiki-Systemen entwickelt. Ausgangspunkt ist die Tatsache, dass in einem Wiki-System eine Reihe von Informationen in strukturierten, semi-strukturierten oder unstrukturierten Texten vorliegen, deren Semantik nicht immer auf den ersten Blick ersichtlich ist. Daher umfasste die Analyse zum einen, welche Informationen explizit und welche implizit vorhanden sind und zum anderen, welche Beziehungen sich aus den gefundenen Informationen ableiten lassen. Dabei handelt es sich beispielsweise um Beziehungen zwischen verschiedenen Seiten oder um Beziehungen zwischen Wörtern. Hierfür wurde eine Schablone definiert, die jede Information, die extrahiert werden kann, im Detail beschreibt. Dies beinhaltet sowohl die Semantik und die Datenquelle, aus der die Informationen extrahiert werden können, als auch eine Anleitung zur Extraktion und die abschließende Darstellung als XML-Element. Da aber nicht jede Information und deren Semantik sicher ist, wird zwischen sicheren und unsicheren Informationen unterschieden. Die Analyse hat allerdings ergeben, dass es eine Reihe an Informationen gibt, denen nicht automatisch eine Semantik zugewiesen werden kann. Außerdem wurden die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der verschiedenen Wiki-Systeme analysiert, die für die Entwicklung des Konzeptes notwendig waren. Im Konzept ist die Gesamtarchitektur zur Extraktion von semantischen Informationen enthalten. Zwei Hauptsystemkomponenten waren hierfür notwendig: Wrapper und Mediator. Aufgrund der Unterschiede der Wiki-Systeme, wie beispielsweise die verwendete Programmiersprache, Datenbank oder Datei und Wiki-Syntax, wurde eine Wrapper eingesetzt. Der Mediator dient hingegen als Vermittler zwischen der jeweiligen Anwendung und dem Wiki-System. Durch die prototypische Implementation des Konzeptes ist die Durchführbarkeit bewiesen, bestimmte semantische Informationen zu extrahieren und diese in eine für die Weiterverarbeitung geeignete Form zu bringen. Das heißt, bestimmte Informationen können automatisch oder halb-automatisch in eine semantische Beziehung zueinander gesetzt werden.
Our motivation is the question whether the lazy lambda calculus, a pure lambda calculus with the leftmost outermost rewriting strategy, considered under observational semantics, or extensions thereof, are an adequate model for semantic equivalences in real-world purely functional programming languages, in particular for a pure core language of Haskell. We explore several extensions of the lazy lambda calculus: addition of a seq-operator, addition of data constructors and case-expressions, and their combination, focusing on conservativity of these extensions. In addition to untyped calculi, we study their monomorphically and polymorphically typed versions. For most of the extensions we obtain non-conservativity which we prove by providing counterexamples. However, we prove conservativity of the extension by data constructors and case in the monomorphically typed scenario.