Structural and Computational Existence Results for Multidimensional Subshifts

Symbolic dynamics is a branch of mathematics that studies the structure of infinite sequences of symbols, or in the multidimensional case, infinite grids of symbols. Classes of such sequences and grids defined by collections of forbidden patterns are called subshifts, and subshifts of finite type are defined by finitely many forbidden patterns. The simplest examples of multidimensional subshifts are sets of Wang tilings, infinite arrangements of square tiles with colored edges, where adjacent edges must have the same color. Multidimensional symbolic dynamics has strong connections to computability theory, since most of the basic properties of subshifts cannot be recognized by computer programs, but are instead characterized by some higher-level notion of computability. This dissertation focuses on the structure of multidimensional subshifts, and the ways in which it relates to their computational properties. In the first part, we study the subpattern posets and Cantor-Bendixson ranks of countable subshifts of finite type, which can be seen as measures of their structural complexity. We show, by explicitly constructing subshifts with the desired properties, that both notions are essentially restricted only by computability conditions. In the second part of the dissertation, we study different methods of defining (classes of ) multidimensional subshifts, and how they relate to each other and existing methods. We present definitions that use monadic second-order logic, a more restricted kind of logical quantification called quantifier extension, and multi-headed finite state machines. Two of the definitions give rise to hierarchies of subshift classes, which are a priori infinite, but which we show to collapse into finitely many levels. The quantifier extension provides insight to the somewhat mysterious class of multidimensional sofic subshifts, since we prove a characterization for the class of subshifts that can extend a sofic subshift into a nonsofic one.

Attitudes of second year diploma nurses in three community colleges toward the use of computers in the nursing role /

The effectiveness of various kinds of computer programs is of concern to nurse-educators. Using a 3x3 experimental design, ninety second year diploma student nurses were randomly selected from a total population at three community colleges in Ontario. Data were collected via a 20-item valid and reliable Likert-type questionnaire developed by the nursing profession to measure perceptions of nurses about computers in the nursing role. The groups were pretested and posttested at the beginning and end of one semester. Subjects attending College A group received a computer literacy course which comprised word processing with technology awareness. College B students were exposed to computer-aided instruction primarily in nursing simulations intermittently throughout the semester. College C subjects maintained their regular curriculum with no computer involvement. The student's t-test (two-tailed) was employed to assess the attitude scores data and a one-way analysis of variance was performed on the attitude scores. Posttest analysis revealed that there was a significant difference (p<.05) between attitude scores on the use of computers in the nursing role between College A and C. No significant differences (p>.05) were seen between College B and A in posttesting. Suggestions for continued computer education of diploma student nurses are provided.

Towards automated derivation in the theory of allegories

We provide an algorithm that automatically derives many provable theorems in the equational theory of allegories. This was accomplished by noticing properties of an existing decision algorithm that could be extended to provide a derivation in addition to a decision certificate. We also suggest improvements and corrections to previous research in order to motivate further work on a complete derivation mechanism. The results presented here are significant for those interested in relational theories, since we essentially have a subtheory where automatic proof-generation is possible. This is also relevant to program verification since relations are well-suited to describe the behaviour of computer programs. It is likely that extensions of the theory of allegories are also decidable and possibly suitable for further expansions of the algorithm presented here.

An Interactive Theorem Prover for First-Order Dynamic Logic

Dynamic logic is an extension of modal logic originally intended for reasoning about computer programs. The method of proving correctness of properties of a computer program using the well-known Hoare Logic can be implemented by utilizing the robustness of dynamic logic. For a very broad range of languages and applications in program veri cation, a theorem prover named KIV (Karlsruhe Interactive Veri er) Theorem Prover has already been developed. But a high degree of automation and its complexity make it di cult to use it for educational purposes. My research work is motivated towards the design and implementation of a similar interactive theorem prover with educational use as its main design criteria. As the key purpose of this system is to serve as an educational tool, it is a self-explanatory system that explains every step of creating a derivation, i.e., proving a theorem. This deductive system is implemented in the platform-independent programming language Java. In addition, a very popular combination of a lexical analyzer generator, JFlex, and the parser generator BYacc/J for parsing formulas and programs has been used.

La programmation informatique dans la recherche et la formation en mathématiques au niveau universitaire

Une étude récente auprès de 302 mathématiciens canadiens révèle un écart intriguant : tandis que 43% des sondés utilisent la programmation informatique dans leur recherche, seulement 18% indiquent qu'ils emploient cette technologie dans leur enseignement (Buteau et coll., 2014). La première donnée reflète le potentiel énorme qu'a la programmation pour faire et apprendre des mathématiques. La deuxième donnée a inspiré ce mémoire : pourquoi existe-t-il un tel écart ? Pour répondre à cette question, nous avons mené une étude exploratoire qui cherche à mieux comprendre la place de la programmation dans la recherche et la formation en mathématiques au niveau universitaire. Des entrevues semi-dirigées ont été conduites avec 14 mathématiciens travaillant dans des domaines variés et à différentes universités à travers le pays. Notre analyse qualitative nous permet de décrire les façons dont ces mathématiciens construisent des programmes informatiques afin d'accomplir plusieurs tâches (p.e., simuler des phénomènes réels, faire des mathématiques « expérimentales », développer de nouveaux outils puissants). Elle nous permet également d'identifier des moments où les mathématiciens exposent leurs étudiants à certains éléments de ces pratiques en recherche. Nous notons toutefois que les étudiants sont rarement invités à concevoir et à écrire leurs propres programmes. Enfin, nos participants évoquent plusieurs contraintes institutionnelles : le curriculum, la culture départementale, les ressources humaines, les traditions en mathématiques, etc. Quelques-unes de ces contraintes, qui semblent limiter l'expérience mathématique des étudiants de premier cycle, pourraient être revues.

Ultrasonic Study Of The Elastic Properties And Phase Transitions In Selected Mixed Sulphate Crystals

The thesis investigated the elastic properties and phase transitions in selected mixed sulphate crystals – Lithium Hydrazinium Sulphate [LiN2H2SO4], Lithium Ammonium Sulphate [LiNH4SO4] and Lithium Potassium Sulphate [LiKSO4] – using ultrasonic technique. The pulse echo overlap technique has been used for measuring ultrasonic velocity and its dependence on temperature along different directions with waves of longitudinal and transverse polarizations. Two major numerical techniques and the corresponding computer programs developed as part of present work are presented in this thesis. All the 9 elastic constants of LHS are determined accurately from ultrasonic measurements and applying misorientation correction refines the constants. Ultrasonic measurements are performed in LAS to determine the elastic constants and to study the low temperature phase transitions. Temperature variation studies of elastic constant of LAS are performed for 6 different modes of propagation for heating and cooling at low temperatures. All the 5 independent elastic constants of LPS is determined using ultrasonic measurements. It is concluded that LPS crystal does not undergo a phase transition near this temperature. A comparison of the three crystals studied shows that LPS has maximum number of phase transitions and LHS has the least number. It is interesting to note that LPS has the simplest formula unit among the three. There is considerable scope for the future work on these crystals and others belonging to the sulphate family.

Field Equilibrium Finite Elements for Structural Analysis

Many finite elements used in structural analysis possess deficiencies like shear locking, incompressibility locking, poor stress predictions within the element domain, violent stress oscillation, poor convergence etc. An approach that can probably overcome many of these problems would be to consider elements in which the assumed displacement functions satisfy the equations of stress field equilibrium. In this method, the finite element will not only have nodal equilibrium of forces, but also have inner stress field equilibrium. The displacement interpolation functions inside each individual element are truncated polynomial solutions of differential equations. Such elements are likely to give better solutions than the existing elements.In this thesis, a new family of finite elements in which the assumed displacement function satisfies the differential equations of stress field equilibrium is proposed. A general procedure for constructing the displacement functions and use of these functions in the generation of elemental stiffness matrices has been developed. The approach to develop field equilibrium elements is quite general and various elements to analyse different types of structures can be formulated from corresponding stress field equilibrium equations. Using this procedure, a nine node quadrilateral element SFCNQ for plane stress analysis, a sixteen node solid element SFCSS for three dimensional stress analysis and a four node quadrilateral element SFCFP for plate bending problems have been formulated.For implementing these elements, computer programs based on modular concepts have been developed. Numerical investigations on the performance of these elements have been carried out through standard test problems for validation purpose. Comparisons involving theoretical closed form solutions as well as results obtained with existing finite elements have also been made. It is found that the new elements perform well in all the situations considered. Solutions in all the cases converge correctly to the exact values. In many cases, convergence is faster when compared with other existing finite elements. The behaviour of field consistent elements would definitely generate a great deal of interest amongst the users of the finite elements.

Buyer information and brand Choice behavior in markets with asymmetries

This thesis Entitled Buyer information and brand choice behaviour in markets with asymmetries.The period of transition set in by globalization and liberalization has ensued a onsiderable degree of homogeneity with western societies with respect to quantity and quality of goods and services.The study is aimed at finding out how the buyers adapt to the prevalent complex and dynamic market configuration by taking an archetypical situation of information gathering and brand- choice decision of select household consumer durables.The study was based on a set of 301 sample respondents who were either first time purchasers or repeat purchasers for household use, of the items under study in the sample area comprising of rural, urban and semi-urban areas. Data were collected using interview schedule and analysis of the same was done with standard statistical computer programs.Buyer confidence as perceived by buyers with respect to information acquisition and brand-choice represents the felt competence to effectively function in the market.In general, lower levels of education, income and occupation showed lower levels of search. The oldest were also low searchers. The repeat purchasers of the product searched less than the first purchasers. The most important source of information was word of mouth or information from others followed by television advertisements. The least important source of information was billboards, displays and similar forms of advertisements.The second factor is characterized by items representing ‘social attributes’ like, use by many others, use by peers, recommendation by significant others and reputation of the brand. The third factor represents ‘susceptibility to incentives and promotions’.

Sistema informàtic d’ajut a la detecció i al seguiment del melanoma

Mitjançant les tècniques de visió per computador aquest projecte pretén desenvolupar una aplicació capaç de segmentar la pell, detectar nevus (pigues i altres taques) i poder comparar imatges de pacients amb risc de contreure melanoma preses en moments diferents. Aquest projecte pretén oferir diferents eines informàtiques als dermatòlegs per a propòsits relacionats amb la investigació. L’ objectiu principal d’ aquest projecte és desenvolupar un sistema informàtic que proporcioni als dermatòlegs agilitat a l’hora de gestionar les dades dels pacients amb les sevesimatges corresponents, ajudar-los en la realització de deteccions dels nevus d’aquestes imatges, i ajudar-los en la comparació d’exploracions (amb les deteccions realitzades)de diferents èpoques d’un mateix pacient

Reconeixement i seguiment d’objectes en vídeo a partir del seu moviment

L’objectiu d’aquest PFC és estudiar la branca de la detecció d’objectes en vídeos segons el seu moviment. Per fer-ho es crearà un algorisme que sigui capaç de tractar un vídeo, calculant el nombre d’objectes de l’escena i quina és la posició de cada un d’aquests. L’algorisme ha de ser capaç de trobar un conjunt de regions útils i a partir d’aquest, separar-lo en diferents grups, cada un representant un objecte en moviment. La finalitat d’aquest projecte és l’estudi de la detecció d’objectes en vídeo. Intentarem crear un algorisme que ens permeti dur a terme aquest estudi i treure’n conclusions. Pretenem fer un algorisme, o un conjunt d’algorismes, en Matlab que sigui capaç de donat qualsevol vídeo, pugui retornar un conjunt de imatges, o un vídeo, amb els diferents objectes de l’escena destacats. Es faran proves en diferents situacions, des de objectes sintètics amb un moviment clarament definit, fins a proves en seqüències reals extretes de diferents pel•lícules. Per últim es pretén comprovar l’eficiència d’aquest. Ja que el projecte s’emmarca en la línia de recerca de robòtica i visió per computador, la tasca principal serà la manipulació d’imatges. Per tant farem servir el Matlab, ja que les imatges no son res més que matrius i aquest programa permet el càlcul vectorial i matricial d’una manera senzilla i realment eficient

Estudi i implementació d’un mètode de reconstrucció 3D basat en SfM i registre de vistes 3D parcials

Aquest projecte es basarà en reconstruir una imatge 3D gran a partir d’una seqüència d’imatges 2D capturades per una càmera. Ens centrem en l’estudi de les bases matemàtiques de la visió per computador així com en diferents mètodes emprats en la reconstrucció 3D d’imatges. Per portar a terme aquest estudi s’utilitza la plataforma de desenvolupament MatLab ja que permet tractar operacions matemàtiques, imatges i matrius de gran tamany amb molta senzillesa, rapidesa i eficiència, per aquesta raó s’usa en moltes recerques sobre aquest tema. El projecte aprofundeix en el tema descrit anteriorment estudiant i implementant un mètode que consisteix en aplicar Structure From Motion (SFM) a pocs frames seguits obtinguts d’una seqüència d’imatges 2D per crear una reconstrucció 3D. Quan s’han creat dues reconstruccions 3D consecutives i fent servir un frame com a mínim en comú entre elles, s’aplica un mètode de registre d’estructures 3D, l’Iterative Closest Point (ICP), per crear una reconstrucció 3D més gran a través d’unir les diferents reconstruccions obtingudes a partir de SfM. El mètode consisteix en anar repetint aquestes operacions fins al final dels frames per poder aconseguir una reconstrucció 3D més gran que les petites imatges que s’aconsegueixen a través de SfM. A la Figura 1 es pot veure un esquema del procés que es segueix. Per avaluar el comportament del mètode, utilitzem un conjunt de seqüències sintètiques i un conjunt de seqüències reals obtingudes a partir d’una càmera. L’objectiu final d’aquest projecte és construir una nova toolbox de MatLab amb tots els mètodes per crear reconstruccions 3D grans per tal que sigui possible tractar amb facilitat aquest problema i seguir-lo desenvolupant en un futur

Entorn de programació pel robot Stäubli mitjantçant MatLab, aplicació a un sistema de recol·lecció de peces basat en visió artificial

Els objectius del projecte són: realitzar un intèrpret de comandes en VAL3 que rebi les ordres a través d’una connexió TCP/IP; realitzar una toolbox de Matlab per enviar diferents ordres mitjançant una connexió TCP/IP; adquirir i processar mitjançant Matlab imatges de la càmera en temps real i detectar la posició d’objectes artificials mitjançant la segmentació per color i dissenyar i realitzar una aplicació amb Matlab que reculli peces detectades amb la càmera. L’abast del projecte inclou: l’estudi del llenguatge de programació VAL3 i disseny de l’ intèrpret de comandes, l’estudi de les llibreries de Matlab per comunicació mitjançant TCP/IP, per l’adquisició d’imatges, pel processament d’imatges i per la programació en C; el disseny de la aplicació recol·lectora de peces i la implementació de: un intèrpret de comandes en VAL3, la toolbox pel control del robot STAUBLI en Matlab i la aplicació recol·lectora de peces mitjançant el processament d’imatges en temps real també en Matlab

Programari creador i consultor de genealogia familiar

Aquest projecte es centre en el disseny d’ un programari creador i consultor de genealogia familiar. Es tracta d'un programari per a ús individual, no col.lectiu, i sense ànim de lucre, on les dades més importants són les dels familiars. Qualsevol usuari pot crear diverses famílies (en un mateix sistema) i associar-hi familiars. Es poden introduir molts tipus de dades personals, a més de poder vincular-hi els arxius i events que es desitgin. Un event és un aconteixament en la vida d'una o diverses persones. D'aquesta manera l'usuari pot agregar molts tipus d'esdeveniments diferents als familiars i també hi ha la opció, que diferencia l'aplicació de moltes altres ja existents, d'agregar esdeveniments als events. També cal destacar que a cada familiar, arxiu i event pot associar-se un lloc (poblacio, regió i estat) i d'aquesta forma la informació total que es pot generar, encara és encara més completa. La possibilitat de crear llocs nous és força àmplia. Finalment l'usuari podrà associar els diferents familiars segons parentesc i d'aquesta forma obtenir un arbre genealògic de tota la família. Un dels aspectes més treballats a l'aplicació, ha estat que totes les dades anteriorment esmentades, poguessin ser visualitzades fàcil i ràpidament per l'usuari final. La navegació entre pantalles i les diferents opcions, han estat pensades i dissenyades, perquè l'usuari final no tingui cap dificultat, sigui quin sigui el seu nivell. D'aquesta manera, a més de la gestió possible de dades de familiars, arxius, events i llocs; la utilització de le mateixes i la creació de multitud de vistes i cerques diferents, ajuden a que el programari sigui força complet

El Moodle y el aula presencial: una relación posible

El nuevo espacio de Educación Europeo ha suspuesto para las universidades un reto en el proceso de implantación de los créditos ECTS. Este momento ha de aprovecharse para poner en práctica nuevas propuestas metodológicas que consigan mejorar el nivel de formación del alumnado universitario. Es en este marco en el que el Departamento de Filologia Española de la Facultat de Formació del Professsorat (Universitat de Barcelona) propone el uso de la plataforma Moodle como herramienta que facilite la implementación de esas propuestas. En concreto nuestro objetivo es mejorar la competencia comunicativa en lengua castellana del alumnado. El entorno virtual Moodle usado en la enseñanza presencial contribuye a una visión conjunta y transversal del aprendizaje, que permite una enseñanza centrada en el alumno, dotándole de nuevos roles poco viables en la enseñanza solo presencial al tiempo que contribuye a una evaluación del proceso de enseñanza y no solo de los productos. En consecuencia este nuevo rol del alumno implica un nuevo papel del profesor que deja de ser mero transmisor de conocimientos para convertirse en un mediador. Estos nuevos planteamientos metodológicos han coincidido con el paso de diplomatura a grado de los estudios de magisterio lo que ha facilitado también una revisión de los planes docentes y, no solo, de la metodología llevada a cabo para su impartición. No hay que olvidar que el uso de una plataforma virtual no asegura por sí misma que exista un nuevo enfoque didáctico .Algunos de los cambios que hemos introducido están relacionados con la gestión de los contenidos, el diseño de actividades y la participación de profesores y alumnos. La comunicación que aquí se presenta tiene como objetivo exponer el estado actual del proceso de cambio que se está llevando a cabo, no es un proceso cerrado como puede comprobarse ya que si hay algunos aspectos en los que se percibe que estamos en la línea adecuada, existen otros todavía no resueltos en los que tendremos que seguir trabajando

Modelatge basat en exemples de carrers d’una ciutat

L’objectiu d’aquest projecte és el desenvolupament d’una eina de generació de xarxes de carrers a partir d’exemples. L’eina ha de permetre generar una xarxa de carrers nova que sigui semblant a l’existent en un mapa vectorial donat. A més, també es pretén unir aquesta aplicació amb l’urbanEngine per tal de poder generar vistes en 3D sobre aquestes xarxes de carrers, a més d’ampliar les opcions de l’urbanEngine a l’hora de crear ciutats