A fault-tolerant multi-transputer architecture

A new fault-tolerant multi-transputer architecture capable of tolerating failure of any one component in the system is described. In the proposed architecture the processing nodes are automatically reconfigured in the event of a fault and the computations continue from the stage where the fault occurred. The process of reconfiguration is transparent to the user, and the identity of the failed component is communicated to the user along with the results of computations. Parallel solution of a typical engineering problem involving solution of Laplace's equation by the boundary element method has been implemented. The performance of the architecture in the event of faults has been investigated.

Improving fault detection and reliability in FDDI networks

FDDI (Fibre Distributed Data Interface) is a 100 Mbit/s token ring network with two counter rotating optical rings. In this paper various possible faults (like lost token, link failures, etc.) are considered, and fault detection and the ring recovery process in case of a failure and the reliability mechanisms provided are studied. We suggest a new method to improve the fault detection and ring recovery process. The performance improvement in terms of station queue length and the average delay is compared with the performance of the existing fault detection and ring recovery process through simulation. We also suggest a modification for the physical configuration of the FDDI networks within the guidelines set by the standard to make the network more reliable. It is shown that, unlike the existing FDDI network, full connectivity is maintained among the stations even when multiple single link failures occur. A distributed algorithm is proposed for link reconfiguration of the modified FDDI network when many successive as well as simultaneous link failures occur. The performance of the modified FDDI network under link failures is studied through simulation and compared with that of the existing FDDI network.

A robust three phase power flow algorithm for radial distribution systems

An efficient load flow solution technique is required as a part of the distribution automation (DA) system for taking various control and operations decisions. This paper presents an efficient and robust three phase power flow algorithm for application to radial distribution networks. This method exploits the radial nature of the network and uses forward and backward propagation to calculate branch currents and node voltages. The proposed method has been tested to analyse several practical distribution networks of various voltage levels and also having high R/X ratio. The results for a practical distribution feeder are presented for illustration purposes. The application of the proposed method is also extended to find optimum location for reactive power compensation and network reconfiguration for planning and day-to-day operation of distribution networks.

USHA: unified software and hardware architecture for video decoding

Video decoders used in emerging applications need to be flexible to handle a large variety of video formats and deliver scalable performance to handle wide variations in workloads. In this paper we propose a unified software and hardware architecture for video decoding to achieve scalable performance with flexibility. The light weight processor tiles and the reconfigurable hardware tiles in our architecture enable software and hardware implementations to co-exist, while a programmable interconnect enables dynamic interconnection of the tiles. Our process network oriented compilation flow achieves realization agnostic application partitioning and enables seamless migration across uniprocessor, multi-processor, semi hardware and full hardware implementations of a video decoder. An application quality of service aware scheduler monitors and controls the operation of the entire system. We prove the concept through a prototype of the architecture on an off-the-shelf FPGA. The FPGA prototype shows a scaling in performance from QCIF to 1080p resolutions in four discrete steps. We also demonstrate that the reconfiguration time is short enough to allow migration from one configuration to the other without any frame loss.

HCN channels enhance spike phase coherence and regulate the phase of spikes and LFPs in the theta-frequency range

What are the implications for the existence of subthreshold ion channels, their localization profiles, and plasticity on local field potentials (LFPs)? Here, we assessed the role of hyperpolarization-activated cyclic-nucleotide-gated (HCN) channels in altering hippocampal theta-frequency LFPs and the associated spike phase. We presented spatiotemporally randomized, balanced theta-modulated excitatory and inhibitory inputs to somatically aligned, morphologically realistic pyramidal neuron models spread across a cylindrical neuropil. We computed LFPs from seven electrode sites and found that the insertion of an experimentally constrained HCN-conductance gradient into these neurons introduced a location- dependent lead in the LFP phase without significantly altering its amplitude. Further, neurons fired action potentials at a specific theta phase of the LFP, and the insertion of HCN channels introduced large lags in this spike phase and a striking enhancement in neuronal spike-phase coherence. Importantly, graded changes in either HCN conductance or its half-maximal activation voltage resulted in graded changes in LFP and spike phases. Our conclusions on the impact of HCN channels on LFPs and spike phase were invariant to changes in neuropil size, to morphological heterogeneity, to excitatory or inhibitory synaptic scaling, and to shifts in the onset phase of inhibitory inputs. Finally, we selectively abolished the inductive lead in the impedance phase introduced by HCN channels without altering neuronal excitability and found that this inductive phase lead contributed significantly to changes in LFP and spike phase. Our results uncover specific roles for HCN channels and their plasticity in phase-coding schemas and in the formation and dynamic reconfiguration of neuronal cell assemblies.

La fuga y la revolución francesa

Resumen: En esta conferencia quiero presentar evidencia de una vinculación entre la vigorosa reconfiguración de la fuga llevada a cabo por Anton Reicha en la década de 1790 y las fuerzas culturales e intelectuales desatadas por la Revolución Francesa.

FTT-MA: A Flexible Time-Triggered Middleware Architecture for Time Sensitive, Resource-Aware AmI Systems

There is an increasing number of Ambient Intelligence (AmI) systems that are time-sensitive and resource-aware. From healthcare to building and even home/office automation, it is now common to find systems combining interactive and sensing multimedia traffic with relatively simple sensors and actuators (door locks, presence detectors, RFIDs, HVAC, information panels, etc.). Many of these are today known as Cyber-Physical Systems (CPS). Quite frequently, these systems must be capable of (1) prioritizing different traffic flows (process data, alarms, non-critical data, etc.), (2) synchronizing actions in several distributed devices and, to certain degree, (3) easing resource management (e.g., detecting faulty nodes, managing battery levels, handling overloads, etc.). This work presents FTT-MA, a high-level middleware architecture aimed at easing the design, deployment and operation of such AmI systems. FTT-MA ensures that both functional and non-functional aspects of the applications are met even during reconfiguration stages. The paper also proposes a methodology, together with a design tool, to create this kind of systems. Finally, a sample case study is presented that illustrates the use of the middleware and the methodology proposed in the paper.

Lightweight deformable mirrors for future space telescopes

This thesis presents a concept for ultra-lightweight deformable mirrors based on a thin substrate of optical surface quality coated with continuous active piezopolymer layers that provide modes of actuation and shape correction. This concept eliminates any kind of stiff backing structure for the mirror surface and exploits micro-fabrication technologies to provide a tight integration of the active materials into the mirror structure, to avoid actuator print-through effects. Proof-of-concept, 10-cm-diameter mirrors with a low areal density of about 0.5 kg/m² have been designed, built and tested to measure their shape-correction performance and verify the models used for design. The low cost manufacturing scheme uses replication techniques, and strives for minimizing residual stresses that deviate the optical figure from the master mandrel. It does not require precision tolerancing, is lightweight, and is therefore potentially scalable to larger diameters for use in large, modular space telescopes. Other potential applications for such a laminate could include ground-based mirrors for solar energy collection, adaptive optics for atmospheric turbulence, laser communications, and other shape control applications.

The immediate application for these mirrors is for the Autonomous Assembly and Reconfiguration of a Space Telescope (AAReST) mission, which is a university mission under development by Caltech, the University of Surrey, and JPL. The design concept, fabrication methodology, material behaviors and measurements, mirror modeling, mounting and control electronics design, shape control experiments, predictive performance analysis, and remaining challenges are presented herein. The experiments have validated numerical models of the mirror, and the mirror models have been used within a model of the telescope in order to predict the optical performance. A demonstration of this mirror concept, along with other new telescope technologies, is planned to take place during the AAReST mission.

On the behavior of pliable plate dynamics in wind : application to vertical axis wind turbines

Numerous studies have shown that flexible materials improve resilience and durability of a structure. Several studies have investigated the behavior of elastic plates under the influence of a free stream, such as studies of the fluttering flag and others of shape reconfiguration, due to a free stream.

The principle engineering contribution of this thesis is the design and development of a vertical axis wind turbine that features pliable blades which undergo various modes of behavior, ultimately leading to rotational propulsion of the turbine. The wind turbine design was tested in a wind tunnel and at the Caltech Laboratory for Optimized Wind Energy. Ultimately, the flexible blade vertical axis wind turbine proved to be an effective way of harnessing the power of the wind.

In addition, this body of work builds on the current knowledge of elastic cantilever plates in a free stream flow by investigating the inverted flag. While previous studies have focused on the fluid structure interaction of a free stream on elastic cantilever plates, none had studied the plate configuration where the trailing edge was clamped, leaving the leading edge free to move. Furthermore, the studies presented in this thesis establish the geometric boundaries of where the large-amplitude flapping occurs.

Os novos movimentos de classe: reflexões sobre a organização política da classe trabalhadora brasileira

O trabalho de pesquisa apresentado tem como objetivo analisar e discutir centralmente o processo de reconfiguração da classe trabalhadora brasileira, suas transformações e impactos ocasionados no contexto da reestruturação produtiva e das políticas neoliberais. Serão abordados aspectos referentes às características de sua organização política e sindical debatendo as potencialidades dos novos movimentos de classe, que se articulam enquanto ferramentas de transformação societária. Este novo processo de organização dos trabalhadores é tratado como fruto da realidade objetiva que os integra: precarizados e desempregados da cidade, sem-terras e sem-emprego do campo, indicando uma realidade onde a classe trabalhadora define-se de forma diferente daqueles trabalhadores que, em fins de 1970, iniciavam as greves em São Bernardo do Campo. Os novos movimentos de classe, aqui considerados, articulam a luta por uma contra-hegemonia no campo das ações políticas, de organização da classe e no campo da gestão econômica. São novos, por expressarem o resgate e a inovação de experiências políticas da classe trabalhadora em um momento onde esta sofre grandes transformações.

Distributed Control and Optimization for Communication and Power Systems

We are at the cusp of a historic transformation of both communication system and electricity system. This creates challenges as well as opportunities for the study of networked systems. Problems of these systems typically involve a huge number of end points that require intelligent coordination in a distributed manner. In this thesis, we develop models, theories, and scalable distributed optimization and control algorithms to overcome these challenges.

This thesis focuses on two specific areas: multi-path TCP (Transmission Control Protocol) and electricity distribution system operation and control. Multi-path TCP (MP-TCP) is a TCP extension that allows a single data stream to be split across multiple paths. MP-TCP has the potential to greatly improve reliability as well as efficiency of communication devices. We propose a fluid model for a large class of MP-TCP algorithms and identify design criteria that guarantee the existence, uniqueness, and stability of system equilibrium. We clarify how algorithm parameters impact TCP-friendliness, responsiveness, and window oscillation and demonstrate an inevitable tradeoff among these properties. We discuss the implications of these properties on the behavior of existing algorithms and motivate a new algorithm Balia (balanced linked adaptation) which generalizes existing algorithms and strikes a good balance among TCP-friendliness, responsiveness, and window oscillation. We have implemented Balia in the Linux kernel. We use our prototype to compare the new proposed algorithm Balia with existing MP-TCP algorithms.

Our second focus is on designing computationally efficient algorithms for electricity distribution system operation and control. First, we develop efficient algorithms for feeder reconfiguration in distribution networks. The feeder reconfiguration problem chooses the on/off status of the switches in a distribution network in order to minimize a certain cost such as power loss. It is a mixed integer nonlinear program and hence hard to solve. We propose a heuristic algorithm that is based on the recently developed convex relaxation of the optimal power flow problem. The algorithm is efficient and can successfully computes an optimal configuration on all networks that we have tested. Moreover we prove that the algorithm solves the feeder reconfiguration problem optimally under certain conditions. We also propose a more efficient algorithm and it incurs a loss in optimality of less than 3% on the test networks.

Second, we develop efficient distributed algorithms that solve the optimal power flow (OPF) problem on distribution networks. The OPF problem determines a network operating point that minimizes a certain objective such as generation cost or power loss. Traditionally OPF is solved in a centralized manner. With increasing penetration of volatile renewable energy resources in distribution systems, we need faster and distributed solutions for real-time feedback control. This is difficult because power flow equations are nonlinear and kirchhoff's law is global. We propose solutions for both balanced and unbalanced radial distribution networks. They exploit recent results that suggest solving for a globally optimal solution of OPF over a radial network through a second-order cone program (SOCP) or semi-definite program (SDP) relaxation. Our distributed algorithms are based on the alternating direction method of multiplier (ADMM), but unlike standard ADMM-based distributed OPF algorithms that require solving optimization subproblems using iterative methods, the proposed solutions exploit the problem structure that greatly reduce the computation time. Specifically, for balanced networks, our decomposition allows us to derive closed form solutions for these subproblems and it speeds up the convergence by 1000x times in simulations. For unbalanced networks, the subproblems reduce to either closed form solutions or eigenvalue problems whose size remains constant as the network scales up and computation time is reduced by 100x compared with iterative methods.

Diagrama de secuencias de reducción (dsr): aproximación metodológica para el análisis de núcleos líticos y remontajes

Homenaje a Georges Laplace, realizado en Vitoria-Gasteiz el 13,14 y 15 de noviembre de 2012. Edición a cargo de Aitor Calvo, Aitor Sánchez, Maite García-Rojas y Mónica Alonso-Eguíluz.

Da superação da monogamia como princípio estruturante do estatuto jurídico da família

A tese propõe novos fundamentos para a abordagem da conjugalidade contemporânea, tendo como eixo de referência a superação da monogamia como princípio estruturante do estatuto jurídico da família. Alguns fios condutores perpassam a tese e norteiam o tratamento do tema: (i) o princípio jurídico da monogamia como mecanismo legitimador da dominação masculina; (ii) a preocupação com a construção de lugares de não-direito e de invisibilidade jurídica de determinadas pessoas, mormente, as concubinas, excluídas da condição de sujeito de direito; (iii) o concubinato, campo privilegiado de estudo, é referido e analisado como estatuto de exclusão; (iv) os fatores decisivos para a reconfiguração da conjugalidade contemporânea: a democracia, o pluralismo cultural e a laicização do Direito; (v) a perspectiva do Direito Civil constitucionalizado é tomada como referência para a problematização da questão central da tese, e os princípios constitucionais da dignidade humana, solidariedade, igualdade, liberdade e democracia prestam-se ao estabelecimento de um banco de provas a que é submetida a assertiva que constitui o enunciado da própria tese: a superação da monogamia como princípio estruturante do estatuto jurídico das famílias contemporâneas. O tratamento dado à matéria é necessariamente interdisciplinar, tendo-se mostrado indispensável a interlocução, ainda que pontual, com historiadores, antropólogos, e sociólogos e mesmo com autores das ciências naturais. O princípio da monogamia consolidado no Ocidente, por força do monopólio da regulação das relações familiares pelo Direito Canônico, especialmente, pelos decretos e cânones tridentinos, e transposto ao domínio jurídico do Estado, a partir das revoluções burguesas experimenta, na reconfiguração da conjugalidade contemporânea, efetivo arrefecimento. Fatores, como a superação da dominação masculina, a laicização do Estado e do Direito, a primazia alcançada pela autonomia privada no campo das situações subjetivas existenciais e coexistenciais, a consagração do princípio do pluralismo das entidades familiares, nítida expressão da democratização da intimidade, são indicados como razões decisivas para a superação da monogamia como princípio jurídico.

Brasil e Argentina sob Lula e Kirchner(s): percepções de políticas externas e efeito sobre o Mercosul (20032010)

Brasil e Argentina nutriram ao longo de décadas sentimento de rivalidade. Aos poucos, tal sentimento foi substituído pela cooperação e consequentemente integração entre os mesmos. A aproximação entre os países culminou na formulação do Mercado Comum do Sul, um dos blocos mais importantes da região sul-americana. Porém, ao longo da década de 1990, a organização passou por momentos de crises, bem como as próprias economias nacionais. Isto provocou a possibilidade de haver retrocesso ou até mesmo a dissolução do bloco que, em períodos anteriores, já tinha proporcionado aumento de fluxo de comércio e de confiança entre seus dois membros maiores. No entanto, a partir de 2003, novos governantes que assumiram o cargo de presidente no Brasil e na Argentina propiciaram uma mudança naquele contexto. Luiz Inácio Lula da Silva, presidente do Brasil, e Néstor Kirchner, presidente da Argentina, subiram ao poder com ideias e objetivos muito semelhantes para a integração regional. Também, havia grande preocupação com o outro em termos de política externa, considerado como forte parceiro em termos políticos, estratégicos e econômicos. A partir da aplicação de literaturas que colocavam o Estado como figura central na elaboração de política externa e de mudanças na mesma, assim como daquelas que estudam o período de 2003 a 2010, avalia-se Brasil e Argentina. O segundo mandato de Lula e o mandato de Cristina Fernández de Kirchner também são estudados, porque são considerados governos de continuidade aos anteriores. A partir desta reaproximação de Brasil e Argentina, enquanto Estados, pode-se perceber uma mudança na reconfiguração do Mercosul. Há maior interesse político para que o bloco seguisse por caminhos que não o meramente comercial. Desde então, há maior quantidade de iniciativas dentro do bloco, e maior disponibilidade e confiança por parte dos governos.

Separações conjugais em datas comemorativas

Visando apontar as vicissitudes que possam estar relacionadas ao fato de alguns rompimentos conjugais ocorrerem em datas comemorativas foi produzida a dissertação. O tema surgiu em pesquisas sobre separação conjugal e guarda de filhos do Instituto de Psicologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, nas quais se observou que as dissoluções que ocorreram nas datas festivas eram relevantes. Foram desenvolvidas análises bibliográficas sobre casamento, dissolução da conjugalidade, comemorações, memórias e rituais. Devido à interdisciplinaridade da temática realizou-se estudos em Psicologia, Antropologia, Direito, História e Sociologia. Pretendeu-se verificar quais os sentidos atribuídos pelos ex-cônjuges à data comemorativa na qual ocorreu a separação. Buscou-se constatar se houve alteração ou reconfiguração do significado das datas após o rompimento e visou-se apresentar reflexões que possam auxiliar a prática clínica e jurídica, mediante a atuação do profissional psicólogo nas questões tangentes à separação conjugal. A metodologia utilizada foi de História de Oral História de vida. Foram entrevistados quatro sujeitos, um rapaz que tomou a iniciativa no seu aniversário, uma moça que anunciou a decisão no aniversário de vinte seis anos de casamento, uma mulher que recebeu a notícia no Natal e um homem que foi comunicado no Ano Novo. Todos são do Estado do Rio de Janeiro e de classe média. A partir do discurso foi realizada a análise qualitativa dos dados, classificando-se as respostas em categorias essenciais à pesquisa. Como resultados verificou-se, no que se refere às datas comemorativas, que os entrevistados vivenciaram esses momentos como se estas possuíssem algo de mágico. Como se nestas épocas todos os problemas pudessem ser colocados de lado e tréguas pudessem ser feitas. Entretanto, os relatos mostraram que a tal mágica não ocorreu, as dificuldades continuaram expostas e, pelo contrário, o clima do evento evidenciou as convergências ficando difícil progredir como se nada estivesse acontecendo. Os sujeitos que tiveram a iniciativa em terminar com o relacionamento afirmaram que as datas das bodas de casamento e o aniversário natalício deram força e coragem que não tinham tido até aquele momento. Este ato favoreceu a sensação de realização e conquista que, no entanto, vinham misturada de dor, frustração e mágoa. Os sujeitos que receberam o comunicado da decisão do rompimento do casamento no Natal e no Réveillon reconheceram que a noticia configurou-se numa surpresa impactante, ao ponto de provocar silêncio. Identificou-se que não houve reconfiguração nos sentidos atribuídos às datas comemorativas, ao contrário o rompimento nestes eventos sociais fortaleceram o acontecimento. No entanto, foi possível perceber uma adição ao calendário oficial. O Natal, o Réveillon, as bodas e o aniversário é, também, o dia do rompimento conjugal. Soma-se marcos e fortifica-se o evento na memória dos sujeitos que vivenciaram estas histórias. Dentre as contribuições para a prática da Psicologia Jurídica e da clínica evidenciou-se que estes profissionais devem estar atentos ao caráter cíclico das festividades que estão nos calendários, configurando-se em momentos de transição, de inícios e fins.