<p>En säker informationskanal med hög överföringskvalitet krävs i dessa dagar när informationsöverföringen ökar för varje år som går. Det finns olika sätt att skapa detta. Antingen genom att se till att överföringsmediet är av mycket hög kvalitet eller att skapa en skyddsmekanism som gör att de överföringsfel som kan uppstå kan detekteras och även korrigeras om man önskar detta. Denna uppsats handlar om detta, att kunna detektera och korrigera fel. Denna gren inom matematiken kallas kodningsteori.</p><p>Uppsatsen presenterar grunden för kodningsteorin, för att sedan presentera några vanligt förekommande kodningsalgoritmer, Hamming koder, BCH koder, Reed-Solomon. Jag går in på djupet av en av de absolut äldsta kodningsalgoritmerna, en kod som presenterades 1954 av David E. Muller, något senare presenterade en annan föregångare inom kodningsteori, Irving S. Reed, en avkodningsalgoritm för Mullers kod. Denna kod blev känd under namnet Reed-Muller kod.</p><p>Jag presenterar teorin bakom Reed-Muller kod och hur ett Reed-Muller kodord skapas med hjälp av teorin. Jag visar också hur man avkodar Reed-Muller kod med hjälp av olika algoritmer där Irving S. Reeds algoritm står i centrum. För att testa kodning och avkodning i simulerad verklighet används datorprogrammet Matlab. Slutligen presenteras hur kodnings- och avkodningsalgoritmer kan skapas med hjälp av grindnät.</p>

En säker informationskanal med hög överföringskvalitet krävs i dessa dagar när informationsöverföringen ökar för varje år som går. Det finns olika sätt att skapa detta. Antingen genom att se till att överföringsmediet är av mycket hög kvalitet eller att skapa en skyddsmekanism som gör att de överföringsfel som kan uppstå kan detekteras och även korrigeras om man önskar detta. Denna uppsats handlar om detta, att kunna detektera och korrigera fel. Denna gren inom matematiken kallas kodningsteori. Uppsatsen presenterar grunden för kodningsteorin, för att sedan presentera några vanligt förekommande kodningsalgoritmer, Hamming koder, BCH koder, Reed-Solomon. Jag går in på djupet av en av de absolut äldsta kodningsalgoritmerna, en kod som presenterades 1954 av David E. Muller, något senare presenterade en annan föregångare inom kodningsteori, Irving S. Reed, en avkodningsalgoritm för Mullers kod. Denna kod blev känd under namnet Reed-Muller kod. Jag presenterar teorin bakom Reed-Muller kod och hur ett Reed-Muller kodord skapas med hjälp av teorin. Jag visar också hur man avkodar Reed-Muller kod med hjälp av olika algoritmer där Irving S. Reeds algoritm står i centrum. För att testa kodning och avkodning i simulerad verklighet används datorprogrammet Matlab. Slutligen presenteras hur kodnings- och avkodningsalgoritmer kan skapas med hjälp av grindnät.

This master’s thesis deals with an analysis of digital security with CRC. In the thesis there is described a principle of coding theory, especially then digital security with CRC, for which there is explained a mathematical principle of their encoding and decoding, software implementation and a description of frequently used generator polynomials. The main aim of the thesis is a testing of undetected errors and a finding of number of these errors. After that it is used for the computation of probability with which undetected errors can occur. The thesis is supplemented with several programs which are programmed in the software Matlab.

In this work, the analysis of the computation of the greatest common divisor of univariate and bivariate polynomials is presented. The whole process is split into three stages. In the first stage, data preprocessing is explained and the resulting better numerical behavior is demonstrated. Next stage is concerned with the problem of the computation of the numerical rank of the Sylvester matrix, from which the degree of the greatest common divisor is obtained. The last stage is the actual algorithm for calculating the greatest common divisor of two polynomials. Furthermore, the underlying theory behind the computation of the greatest common divisor is explained and illustrated on many examples. 1

In dieser Arbeit werden lineare zeitinvariante endlichdimensionale Systeme (LTI-Systeme) mit m &amp;gt; 1 Eingängen und p &amp;gt; 1 Ausgängen untersucht (MIMO-Systeme). Diese lassen sich darstellen durch lineare Gleichungen mit Matrizen, deren Einträge Polynome im Ableitungsoperator d/dt sind. Bei Nutzung der Laplace-Transformation handelt es sich um Polynome in s. Algebraisch bilden diese einen Euklidischen Ring. Durch Überführung der Matrizen in die Hermitesche Normalform werden m Basisgrößen definiert. Die Verläufe oder Trajektorien der Basisgrößen lassen sich frei vorgegeben. Damit werden die Trajektorien sämtlicher übrigen Signale, insbesondere die der erforderlichen Eingangssignale, festgelegt und können ohne Integration berechnet werden. Ein linksteilerfremdes (auch steuerbar genanntes) Modell ist dabei nicht zwingend erforderlich. Damit eignen sich die Basisgrößen besonders zur Planung von Trajektorien. Genauer untersucht wird die Planung mit Polynomen in der Zeit als Ansatzfunktionen und die Planung von Trajektorien, die ein quadratisches Kostenfunktional minimieren. In der technischen Praxis werden die Systeme stets von den geplanten Trajektorien abweichen. Insbesondere bei instabilen Regelstrecken ist deshalb ein stabilisierender Folgeregler unentbehrlich. Die Struktur der Folgeregelung wird eingeführt und es wird deutlich gemacht, dass jede Methode zum Entwurf linearer Regler angewendet werden kann. Die Nullstellenzuweisung durch dynamische Ausgangsrückführung mit Reglern vorgegebener möglichst geringer dynamischer Ordnung wird detailliert untersucht und eine neue Lösungsmöglichkeit aufgezeigt. Durch Nutzung der modifizierten z-Transformation lässt sich die Theorie auf ein hybrides System, bestehend aus einer zeitkontinuierlichen Regelstrecke und einer zeitdiskreten digitalen Steuerung und Regelung, ausdehnen. Dabei werden die Verläufe der Signale zwischen den Abtastzeitpunkten in die Planung einbezogen. Zum Schluss werden die linearen Beobachter im Licht der polynomialen Matrizendarstellung neu untersucht. Es wird gezeigt, dass die polynomiale Matrizendarstellung einen theoretischen Rahmen bietet, in dem sich sämtliche linearen Beobachter mit einer Methode entwerfen lassen. - (Die Dissertation ist veröffentlicht in der Reihe Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 8 - Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, Band 1164 im VDI Verlag GmbH, Düsseldorf, ISBN 978-3-18-516408-8) / In this thesis linear time invariant lumped systems (LTI-systems) with m&amp;gt;1 inputs and p &amp;gt; 1 outputs (MIMO-systems) are investigated. These systems can be represented by linear equations with matrices, whose entries are polynomials in the differential operator d/dt. If Laplace-transform is employed, the polynomials are in s. Algebraically polynomials form a Euclidean ring. The conversion of the matrices to the Hermite form leads to defining m basic variables. The trajectories of the basis variables may be chosen arbitrarily. With that choice the trajectories of all remaining variables and especially the input variables are determined and can be calculated without integration. A left coprime (also called controllable) model is not required. Hence basis variables are particularly useful for planning trajectories. Special attention is paid to planning trajectories with polynomials in time as basic functions and planning trajectories which minimise a quadratic functional of costs. In engineering practice the systems will always differ from the planed trajectories. Especially with unstable plants a stabilising tracking controller is compulsory. The structure of the tracking control is introduced. It becomes apparent that every linear theory for the design of closed loop controllers is suitable. Pole assignment by dynamic output feedback with low order controllers of a fixed structure is looked at in more detail. A new approach to this problem is presented. Using the modified z-transform the theory is extended to hybrid systems consisting of a digital or discrete time controller and a plant in continuous time. Thereby the course of the signals between the sampling moments is taken into account. Finally linear observers are reinvestigated using the polynomial matrix representation. It is shown that the polynomial matrix representation provides a theoretical framework in which all linear observers can be designed.

Diploma thesis deals with image interpolation. The aim of this work is to study theoretically and then describe the nature of the various methods of image interpolation and some of them implemented in the program MATLAB. The introductory part of this work theoretically closer to important terms that are closely related to this topic of digital image processing sufficient to understand the principle. In the following of the thesis will be discussed all of today's commonly used method of image interpolation. Will hear all about the method of image interpolation using nearest neightbor interpolation and image help of polynimals such as (bi)linear, (bi)quadratic and (bi)kubic method. Then work theoretically analyzes the theory of individual species curves and splines. More specifically, coming to their most frequently used variants of B-spline curves and ther generalizations called NURBS, with addressing the problem of interpolating these curves. The final chapter consists of the results achieved in the program MATLAB.

This diploma thesis is devoted to the multivariate cryptosystems. It includes an overview of commutative algebra with emphasis on Gröbner bases. Of all algorithms, especially the ones using Gröbner bases are studied, i.e. Buchberger's algorithm, which is already implemented in Wolfram Mathematica, and F4 algorithm, for which a program package has been created in the Wolfram Mathematica environment. Also Zhuang-Zi algorithm is described. To simplify its steps a program to compute the Lagrange interpolation polynomial has been created in Python.

This thesis deals with the topic of partial differential equations parallel solutions. First, it focuses on ordinary differential equations (ODE) and their solution methods using Taylor polynomial. Another part is devoted to partial differential equations (PDE). There are several types of PDE, there are parabolic, hyperbolic and eliptic PDE. There is also explained how to use TKSL system for PDE computing. Another part focuses on solution methods of PDE, these methods are forward, backward and combined methods. There was explained, how to solve these methods in TKSL and Matlab systems. Computing accuracy and time complexity are also discussed. Another part of thesis is PDE parallel solutions. Thanks to the possibility of PDE convertion to ODE systems it is possible to represent each ODE equation by independent operation unit. These units enable parallel computing. The last chapter is devoted to implementation. Application enables generation of ODE systems for TKSL system. These ODE systems represent given hyperbolic PDE.

The application of the finite integral of multiple variable functions is penetrating into more and more industries and science disciplines. The demands placed on solutions to these problems (such as high accuracy or high speed) are often quite contradictory. Therefore, it is not always possible to apply analytical approaches to these problems; numerical methods provide a suitable alternative. However, the ever-growing complexity of these problems places too high a demand on many of these numerical methods, and so neither of these methods are useful for solving such problems. The goal of this thesis is to design and implement a new numerical method that provides highly accurate and very fast computation of finite integrals of multiple variable functions. This new method combines pre-existing approaches in the field of numerical mathematics.

In dieser Arbeit werden lineare zeitinvariante endlichdimensionale Systeme (LTI-Systeme) mit m &amp;gt; 1 Eingängen und p &amp;gt; 1 Ausgängen untersucht (MIMO-Systeme). Diese lassen sich darstellen durch lineare Gleichungen mit Matrizen, deren Einträge Polynome im Ableitungsoperator d/dt sind. Bei Nutzung der Laplace-Transformation handelt es sich um Polynome in s. Algebraisch bilden diese einen Euklidischen Ring. Durch Überführung der Matrizen in die Hermitesche Normalform werden m Basisgrößen definiert. Die Verläufe oder Trajektorien der Basisgrößen lassen sich frei vorgegeben. Damit werden die Trajektorien sämtlicher übrigen Signale, insbesondere die der erforderlichen Eingangssignale, festgelegt und können ohne Integration berechnet werden. Ein linksteilerfremdes (auch steuerbar genanntes) Modell ist dabei nicht zwingend erforderlich. Damit eignen sich die Basisgrößen besonders zur Planung von Trajektorien. Genauer untersucht wird die Planung mit Polynomen in der Zeit als Ansatzfunktionen und die Planung von Trajektorien, die ein quadratisches Kostenfunktional minimieren. In der technischen Praxis werden die Systeme stets von den geplanten Trajektorien abweichen. Insbesondere bei instabilen Regelstrecken ist deshalb ein stabilisierender Folgeregler unentbehrlich. Die Struktur der Folgeregelung wird eingeführt und es wird deutlich gemacht, dass jede Methode zum Entwurf linearer Regler angewendet werden kann. Die Nullstellenzuweisung durch dynamische Ausgangsrückführung mit Reglern vorgegebener möglichst geringer dynamischer Ordnung wird detailliert untersucht und eine neue Lösungsmöglichkeit aufgezeigt. Durch Nutzung der modifizierten z-Transformation lässt sich die Theorie auf ein hybrides System, bestehend aus einer zeitkontinuierlichen Regelstrecke und einer zeitdiskreten digitalen Steuerung und Regelung, ausdehnen. Dabei werden die Verläufe der Signale zwischen den Abtastzeitpunkten in die Planung einbezogen. Zum Schluss werden die linearen Beobachter im Licht der polynomialen Matrizendarstellung neu untersucht. Es wird gezeigt, dass die polynomiale Matrizendarstellung einen theoretischen Rahmen bietet, in dem sich sämtliche linearen Beobachter mit einer Methode entwerfen lassen. - (Die Dissertation ist veröffentlicht in der Reihe Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 8 - Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, Band 1164 im VDI Verlag GmbH, Düsseldorf, ISBN 978-3-18-516408-8) / In this thesis linear time invariant lumped systems (LTI-systems) with m&amp;gt;1 inputs and p &amp;gt; 1 outputs (MIMO-systems) are investigated. These systems can be represented by linear equations with matrices, whose entries are polynomials in the differential operator d/dt. If Laplace-transform is employed, the polynomials are in s. Algebraically polynomials form a Euclidean ring. The conversion of the matrices to the Hermite form leads to defining m basic variables. The trajectories of the basis variables may be chosen arbitrarily. With that choice the trajectories of all remaining variables and especially the input variables are determined and can be calculated without integration. A left coprime (also called controllable) model is not required. Hence basis variables are particularly useful for planning trajectories. Special attention is paid to planning trajectories with polynomials in time as basic functions and planning trajectories which minimise a quadratic functional of costs. In engineering practice the systems will always differ from the planed trajectories. Especially with unstable plants a stabilising tracking controller is compulsory. The structure of the tracking control is introduced. It becomes apparent that every linear theory for the design of closed loop controllers is suitable. Pole assignment by dynamic output feedback with low order controllers of a fixed structure is looked at in more detail. A new approach to this problem is presented. Using the modified z-transform the theory is extended to hybrid systems consisting of a digital or discrete time controller and a plant in continuous time. Thereby the course of the signals between the sampling moments is taken into account. Finally linear observers are reinvestigated using the polynomial matrix representation. It is shown that the polynomial matrix representation provides a theoretical framework in which all linear observers can be designed.