Evolutionary methods for self-organizing cooperation in peer-to-peer networks

The Peer-to-Peer network paradigm is drawing the attention of both final users and researchers for its features. P2P networks shift from the classic client-server approach to a high level of decentralization where there is no central control and all the nodes should be able not only to require services, but to provide them to other peers as well. While on one hand such high level of decentralization might lead to interesting properties like scalability and fault tolerance, on the other hand it implies many new problems to deal with. A key feature of many P2P systems is openness, meaning that everybody is potentially able to join a network with no need for subscription or payment systems. The combination of openness and lack of central control makes it feasible for a user to free-ride, that is to increase its own benefit by using services without allocating resources to satisfy other peers’ requests. One of the main goals when designing a P2P system is therefore to achieve cooperation between users. Given the nature of P2P systems based on simple local interactions of many peers having partial knowledge of the whole system, an interesting way to achieve desired properties on a system scale might consist in obtaining them as emergent properties of the many interactions occurring at local node level. Two methods are typically used to face the problem of cooperation in P2P networks: 1) engineering emergent properties when designing the protocol; 2) study the system as a game and apply Game Theory techniques, especially to find Nash Equilibria in the game and to reach them making the system stable against possible deviant behaviors. In this work we present an evolutionary framework to enforce cooperative behaviour in P2P networks that is alternative to both the methods mentioned above. Our approach is based on an evolutionary algorithm inspired by computational sociology and evolutionary game theory, consisting in having each peer periodically trying to copy another peer which is performing better. The proposed algorithms, called SLAC and SLACER, draw inspiration from tag systems originated in computational sociology, the main idea behind the algorithm consists in having low performance nodes copying high performance ones. The algorithm is run locally by every node and leads to an evolution of the network both from the topology and from the nodes’ strategy point of view. Initial tests with a simple Prisoners’ Dilemma application show how SLAC is able to bring the network to a state of high cooperation independently from the initial network conditions. Interesting results are obtained when studying the effect of cheating nodes on SLAC algorithm. In fact in some cases selfish nodes rationally exploiting the system for their own benefit can actually improve system performance from the cooperation formation point of view. The final step is to apply our results to more realistic scenarios. We put our efforts in studying and improving the BitTorrent protocol. BitTorrent was chosen not only for its popularity but because it has many points in common with SLAC and SLACER algorithms, ranging from the game theoretical inspiration (tit-for-tat-like mechanism) to the swarms topology. We discovered fairness, meant as ratio between uploaded and downloaded data, to be a weakness of the original BitTorrent protocol and we drew inspiration from the knowledge of cooperation formation and maintenance mechanism derived from the development and analysis of SLAC and SLACER, to improve fairness and tackle freeriding and cheating in BitTorrent. We produced an extension of BitTorrent called BitFair that has been evaluated through simulation and has shown the abilities of enforcing fairness and tackling free-riding and cheating nodes.

NOVI MAGISTRAT Jože Plečnik, progetti per il centro monumentale di Lubiana

This research work analyzes the theme of the architecture of the city and aims at establishing, by studying the urban project of the new town hall in Ljubljana made by the Slovenian architect Jože Plečnik, the idea that the construction of the city must be carried out through a type of architecture directed at the planning of collective urban spaces. The plan for the new town hall building, drew in three versions – 1932, 1939, and 1940-41 –, is part of a large set of plans concerning the area that Plečnik defines to be the “osrčje” (heart) of Ljubljana, that is, the central area within the castle hill and the distinctive arc of the Ljubljanica River, on the eastern boundary of the old “mesto” (town). Among the Plečnik's projects on urban scale for Ljubljana, the above-mentioned plans, unbuilt and scarcely published, must be considered to be ones of the least known, despite their importance in the professional activity of the architect. The work consists of three parts: the first part describes the background of theories and projects which shaped Plečnik's urban culture, during the years of his education in Vienna and before the beginning of the planning activities this work focuses on; the second part studies the plans for the “heart” of the city; the third part investigates the plan for the new town hall building by means of the graphical reconstruction of the three plan versions made by Plečnik, and it provides insights into the relationships among form, significance and motivation of his work. Since the plans have never been built, the digital tridimensional reconstruction of the building models allowed to show unknown spaces and confirm that Architecture has a particular significance when its goal is the planning of collective urban spaces.

Riccardo Lombardi nel socialismo italiano (1947-1964)

Il primo capitolo della tesi verte sull’ultimo anno di vita del Partito d’Azione, sulle modalità di partecipazione di Lombardi allo scontro elettorale del 1948 nelle liste del Fronte democratico popolare, e sul breve periodo di direzione ‘centrista’ del Psi a cavallo tra il 1948 e il 1949, quando Lombardi, appena entratovi, fu magna pars nel gruppo dirigente del partito. Il secondo capitolo abbraccia il periodo in cui Lombardi agì all’interno del Psi ‘morandiano’, o frontista: si è cercato di dare ragione sia dell’inserimento di Lombardi nelle logiche del frontismo socialista, sia della peculiarità di quell’inserimento negli ambiti privilegiati della politica economica e della politica estera. Oggetto del terzo capitolo è il ruolo giocato da Lombardi nella definizione delle linee guida dell’autonomismo socialista, un ruolo fattosi via via più pregnante a partire dal 1956, che ebbe la sua massima consacrazione col XXXIV Congresso del Psi, celebrato a Milano nel 1961: centrale in questo periodo la riflessione lombardiana sulle «riforme di struttura», un argomento che ci si è sforzati di inquadrare storicamente, sfuggendo dai luoghi comuni storiografici di cui spesso – con lodevoli eccezioni – è caduto vittima. Tali «riforme di struttura» Lombardi avrebbe voluto alla base dei governi di centro-sinistra. La tesi si chiude con un ultimo capitolo dedicato ad illustrare l’apporto di Lombardi al quarto Governo Fanfani e al primo Governo Moro, il ruolo da lui giocato nella loro nascita e il suo progressivo allontanamento da quell’esperimento che era stato, in gran parte, sua creatura.

La diagnostica molecolare nel laboratorio di patologia clinica veterinaria

La prima parte del nostro studio riguarda la tecnica LAMP (Loop-mediated isothermal amplification), una tecnica di amplificazione isotermica recentemente inventata (Notomi et al., 2000). Essa presenta notevoli vantaggi rispetto alle tradizionali PCR: non necessita di strumentazioni sofisticate come i termociclatori, può essere eseguita da personale non specializzato, è una tecnica altamente sensibile e specifica ed è molto tollerante agli inibitori. Tutte queste caratteristiche fanno sì che essa possa essere utilizzata al di fuori dei laboratori diagnostici, come POCT (Point of care testing), con il vantaggio di non dover gestire la spedizione del campione e di avere in tempi molto brevi risultati paragonabili a quelli ottenuti con la tradizionale PCR. Sono state prese in considerazione malattie infettive sostenute da batteri che richiedono tempi molto lunghi per la coltivazione o che non sono addirittura coltivabili. Sono stati disegnati dei saggi per la diagnosi di patologie virali che necessitano di diagnosi tempestiva. Altri test messi a punto riguardano malattie genetiche del cane e due batteri d’interesse agro-alimentare. Tutte le prove sono state condotte con tecnica real-time per diminuire il rischio di cross-contaminazione pur riuscendo a comprendere in maniera approfondita l’andamento delle reazioni. Infine è stato messo a punto un metodo di visualizzazione colorimetrico utilizzabile con tutti i saggi messi a punto, che svincola completamente la reazione LAMP dall’esecuzione in un laboratorio specializzato. Il secondo capitolo riguarda lo studio dal punto di vista molecolare di un soggetto che presenza totale assenza di attività mieloperossidasica all’analisi di citochimica automatica (ADVIA® 2120 Hematology System). Lo studio è stato condotto attraverso amplificazione e confronto dei prodotti di PCR ottenuti sul soggetto patologico e su due soggetti con fenotipo wild-type. Si è poi provveduto al sequenziamento dei prodotti di PCR su sequenziatore automatico al fine di ricercare la mutazione responsabile della carenza di MPO nel soggetto indicato.