Optimization and Complexity Reduction of Switch-Reconfigured Antennas Using Graph Models

This letter addresses the optimization and complexity reduction of switch-reconfigured antennas. A new optimization technique based on graph models is investigated. This technique is used to minimize the redundancy in a reconfigurable antenna structure and reduce its complexity. A graph modeling rule for switch-reconfigured antennas is proposed, and examples are presented.

Profissionais de saúde mental enquanto agentes de estigmatização da doença mental

A doença mental continua imbuída de mitos, preconceitos e estereótipos, apesar da crescente aposta na investigação e na melhoria de tratamento nesta área da saúde. Como consequência, as pessoas com doença mental são discriminadas e estigmatizadas quer pelo público geral e pelos meios de comunicação, quer pelas próprias famílias e pelos profissionais de saúde mental que lhes prestam cuidados. Uma vez que os profissionais de saúde mental estabelecem uma ponte entre a doença e a saúde, espera-se que as suas atitudes e práticas contribuam para o recovery da pessoa com doença mental. No entanto, se os profissionais também apresentarem atitudes e crenças estigmatizantes face à doença mental, este processo reabilitativo pode ficar comprometido. Nesse sentido, e perante as lacunas de investigação nesta área, este trabalho tem como objectivo explorar e clarificar a presença ou ausência de atitudes estigmatizantes dos profissionais de saúde mental e, quando presentes, como se caracterizam. Para tal realizaramse 24 entrevistas de carácter qualitativo a profissionais de saúde mental que trabalham em três instituições na região do Porto, nomeadamente num serviço de psiquiatria de um hospital geral, num hospital especializado e em estruturas comunitárias. A análise do material discursivo recolhido junto de Assistentes Sociais, Enfermeiros, Médicos Psiquiatras, Psicólogos e Terapeutas Ocupacionais evidencia a presença de crenças e atitudes de carácter estigmatizante face à doença mental, independentemente da idade, formação ou local onde exercem funções, salvo escassos aspectos onde parece haver influência da idade e da profissão. Significa isto que é provável que as variações de atitudes dos profissionais sejam fundamentalmente consequência das suas características pessoais.

As imagens dos manuais escolares: representações mentais de professores e alunos relativamente à presença de imagens nos manuais escolares e à sua eficácia pedagógica

Sendo o manual escolar o recurso pedagógico mais utilizado por alunos e professores foi realizada uma investigação tendo por objectivo avaliar qualitativamente a forma comunicacional de um conjunto de manuais escolares do 2º ciclo do ensino básico1. A importância atribuída atualmente à imagem é patente nos manuais escolares, sob pretexto de se tornarem mais apelativos e mais eficazes. Tal como em outras áreas em que a quantidade de imagens acaba por se transformar em poluição visual porque o ser humano não tem capacidade para reagir, simultaneamente, a um demasiado número de estímulos, nas estratégias comunicacionais dos manuais escolares este problema deve ser acautelado porque delas depende a sua qualidade pedagógica. As investigações não comprovam que exista uma relação direta entre a presença de ilustrações num texto e o aumento da sua compreensão. Pelo contrário, há estudos que sugerem que muitas ilustrações falham como potenciadoras da aprendizagem. Neste sentido, da investigação referida, consta uma análise ao rácio imagem/texto e uma auscultação a dois grupos de amostra - professores e alunos – sobre alguns aspectos gerais relativos à presença e eficácia pedagógica das ilustrações dos manuais escolares. Destacamos que, no caso dos alunos, apesar do seu nível de literacia ter constituído um obstáculo ao tratamento das questões, optámos por apresentar as suas respostas.

Análisis de la adecuación de libros de texto de E. Primaria a la enseñanza a estudiantes de altas capacidades matemáticas

Un problema al que se enfrentan los profesores de matemáticas de Enseñanza Primaria es la necesidad de hacer adaptaciones en sus programaciones para ofrecer una educación adecuada a sus alumnos de altas capacidades matemáticas. Las editoriales de libros de texto de matemáticas de estos niveles educativos ofrecen diversas soluciones que, usualmente, consisten en incluir, en el libro del alumno, algunos problemas más difíciles y, en la documentación del profesor, una propuesta de problemas de ampliación. Una cuestión que se plantea al analizar un libro de texto de matemáticas es valorar cómo de útil puede ser el material proporcionado por la editorial (libro de texto y materiales complementarios) para un profesor que necesita una programación específica para sus alumnos de altas capacidades matemáticas. En este artículo proponemos diversas variables con las que valorar el grado de adecuación a estudiantes de altas capacidades matemáticas de los documentos proporcionados a los profesores por las editoriales. Después ponemos en práctica esta propuesta analizando el tema dedicado a los cuadriláteros en 4º curso de Enseñanza Primaria de una editorial de amplia difusión en España. Las conclusiones globales son que los materiales del profesor analizados prestan poca atención a los estudiantes de altas capacidades matemáticas y que la metodología de análisis que hemos empleado permite identificar direcciones para plantear actividades interesantes para estos estudiantes.

Controlador Boundary-Scan

A crescente complexidade dos sistemas electrónicos associada a um desenvolvimento nas tecnologias de encapsulamento levou à miniaturização dos circuitos integrados, provocando dificuldades e limitações no diagnóstico e detecção de falhas, diminuindo drasticamente a aplicabilidade dos equipamentos ICT. Como forma de lidar com este problema surgiu a infra-estrutura Boundary Scan descrita na norma IEEE1149.1 “Test Access Port and Boundary-Scan Architecture”, aprovada em 1990. Sendo esta solução tecnicamente viável e interessante economicamente para o diagnóstico de defeitos, efectua também outras aplicações. O SVF surgiu do desejo de incutir e fazer com que os fornecedores independentes incluíssem a norma IEEE 1149.1, é desenvolvido num formato ASCII, com o objectivo de enviar sinais, aguardar pela sua resposta, segundo a máscara de dados baseada na norma IEEE1149.1. Actualmente a incorporação do Boundary Scan nos circuitos integrados está em grande expansão e consequentemente usufrui de uma forte implementação no mercado. Neste contexto o objectivo da dissertação é o desenvolvimento de um controlador boundary scan que implemente uma interface com o PC e possibilite o controlo e monitorização da aplicação de teste ao PCB. A arquitectura do controlador desenvolvido contém um módulo de Memória de entrada, um Controlador TAP e uma Memória de saída. A implementação do controlador foi feita através da utilização de uma FPGA, é um dispositivo lógico reconfiguráveis constituído por blocos lógicos e por uma rede de interligações, ambos configuráveis, que permitem ao utilizador implementar as mais variadas funções digitais. A utilização de uma FPGA tem a vantagem de permitir a versatilidade do controlador, facilidade na alteração do seu código e possibilidade de inserir mais controladores dentro da FPGA. Foi desenvolvido o protocolo de comunicação e sincronização entre os vários módulos, permitindo o controlo e monitorização dos estímulos enviados e recebidos ao PCB, executados automaticamente através do software do Controlador TAP e de acordo com a norma IEEE 1149.1. A solução proposta foi validada por simulação utilizando o simulador da Xilinx. Foram analisados todos os sinais que constituem o controlador e verificado o correcto funcionamento de todos os seus módulos. Esta solução executa todas as sequências pretendidas e necessárias (envio de estímulos) à realização dos testes ao PCB. Recebe e armazena os dados obtidos, enviando-os posteriormente para a memória de saída. A execução do trabalho permitiu concluir que os projectos de componentes electrónicos tenderão a ser descritos num nível de abstracção mais elevado, recorrendo cada vez mais ao uso de linguagens de hardware, no qual o VHDL é uma excelente ferramenta de programação. O controlador desenvolvido será uma ferramenta bastante útil e versátil para o teste de PCBs e outras funcionalidades disponibilizadas pelas infra-estruturas BS.

Áudio digital: uma abordagem ao áudio pela perspectiva de ensino

A sociedade contemporânea tem acompanhado a evolução da Internet, ligando cada vez mais pessoas que exigem mais dela a cada dia que passa e desencadeando uma proliferação tecnológica nunca antes observada. A utilização de recursos, como vídeo e áudio na Internet, tem ganho nos últimos anos um crescente interesse. No entanto, constata-se a carência ou falta de recursos educativos digitais na área do áudio, que sejam capazes de apresentar uma pedagogia eficiente face a um tema muito complexo e extenso, para todos aqueles que queiram aprender de forma mais aprofundada o áudio como componente de engenharia. Na internet, sites de vídeos como Youtube ensinam a usar software de edição de áudio como Audacity, conceitos sobre som e áudio. Contudo, todos estão espalhados, sendo que a maior parte deles não possui fundamentos científicos ou uma bibliografia que acompanhe os conteúdos que leccionam. A proposta desta investigação é pesquisar sobre conhecimentos e recursos de áudio, integrando-os num produto Learning Object, Investigar noções teóricas sobre o som, equipamentos e técnicas usadas na área, assim como obter melhores resultados num espaço para a gravação que o aluno poderia fazer, aglomerando esses conceitos num protótipo mediamente desenvolvido. Foi necessária uma investigação extensa nesta área e avaliar e investigar a possibilidade de um recurso educativo, como o DALCH, capaz de proporcionar uma aprendizagem efectiva dos conceitos relacionados com áudio, que é um conceito complexo. Uma vez realizada essa investigação, foi necessário desenvolver, testar e avaliar um produto Learning Object, que apresentasse o áudio na sua globalidade, desde conceitos básicos até conceitos inerentes à própria produção. Foi possível aferir que esta solução pode contribuir para a formação desses alunos mediante uma experiência de aprendizagem agradável e intuitiva.

New Shop Floor Control Approaches for Virtual Enterprises

The virtual enterprise paradigm seems a fit response to face market instability and the volatile nature of business opportunities increasing enterprise’s interest in similar forms of networked organisations. The dynamic environment of a virtual enterprise requires that partners in the consortium own reconfigurable shop floors. This paper presents new approaches to shop floor control that meet the requirements of the new industrial paradigms and argues on work re-organization at shop floor level.

Autonomic workflow activities: the award framework

Workflows have been successfully applied to express the decomposition of complex scientific applications. This has motivated many initiatives that have been developing scientific workflow tools. However the existing tools still lack adequate support to important aspects namely, decoupling the enactment engine from workflow tasks specification, decentralizing the control of workflow activities, and allowing their tasks to run autonomous in distributed infrastructures, for instance on Clouds. Furthermore many workflow tools only support the execution of Direct Acyclic Graphs (DAG) without the concept of iterations, where activities are executed millions of iterations during long periods of time and supporting dynamic workflow reconfigurations after certain iteration. We present the AWARD (Autonomic Workflow Activities Reconfigurable and Dynamic) model of computation, based on the Process Networks model, where the workflow activities (AWA) are autonomic processes with independent control that can run in parallel on distributed infrastructures, e. g. on Clouds. Each AWA executes a Task developed as a Java class that implements a generic interface allowing end-users to code their applications without concerns for low-level details. The data-driven coordination of AWA interactions is based on a shared tuple space that also enables support to dynamic workflow reconfiguration and monitoring of the execution of workflows. We describe how AWARD supports dynamic reconfiguration and discuss typical workflow reconfiguration scenarios. For evaluation we describe experimental results of AWARD workflow executions in several application scenarios, mapped to a small dedicated cluster and the Amazon (Elastic Computing EC2) Cloud.

Dpws middleware to support agent-based manufacturing control and simulation

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Enabling Global Experiments With Interactive Reconfiguration And Steering By Multiple Users

In global scientific experiments with collaborative scenarios involving multinational teams there are big challenges related to data access, namely data movements are precluded to other regions or Clouds due to the constraints on latency costs, data privacy and data ownership. Furthermore, each site is processing local data sets using specialized algorithms and producing intermediate results that are helpful as inputs to applications running on remote sites. This paper shows how to model such collaborative scenarios as a scientific workflow implemented with AWARD (Autonomic Workflow Activities Reconfigurable and Dynamic), a decentralized framework offering a feasible solution to run the workflow activities on distributed data centers in different regions without the need of large data movements. The AWARD workflow activities are independently monitored and dynamically reconfigured and steering by different users, namely by hot-swapping the algorithms to enhance the computation results or by changing the workflow structure to support feedback dependencies where an activity receives feedback output from a successor activity. A real implementation of one practical scenario and its execution on multiple data centers of the Amazon Cloud is presented including experimental results with steering by multiple users.

Logic functions based on optical bias controlled SIC Tandem devices

The purpose of this paper is the design of an optoelectronic circuit based on a-SiC technology, able to act simultaneously as a 4-bit binary encoder or a binary decoder in a 4-to-16 line configurations and show multiplexer-based logical functions. The device consists of a p-i'(a-SiC:H)-n/p-i(a-Si:H)-n multilayered structure produced by PECVD. To analyze it under information-modulated wave (color channels) and uniform irradiation (background) four monochromatic pulsed lights (input channels): red, green, blue and violet shine on the device. Steady state optical bias was superimposed separately from the front and the back sides, and the generated photocurrent was measured. Results show that the devices, under appropriate optical bias, act as reconfigurable active filters that allow optical switching and optoelectronic logic functions development providing the possibility for selective removal of useless wavelengths. The logic functions needed to construct any other complex logic functions are the NOT, and both or either an AND or an OR. Any other complex logic function that might be found can also be used as building blocks to achieve the functions needed for the retrieval of channels within the WDM communication link. (C) 2014 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

SiC pinpin photonic for linking the visible spectrum to the telecom gap

Expanding far beyond traditional applications at telecommunications wavelengths, the SiC photonic devices has recently proven its merits for working with visible range optical signals. Reconfigurable wavelength selectors are essential sub-systems for implementing reconfigurable WDM networks and optical signal processing. Visible range to telecom band spectral translation in SiC/Si can be accomplished using wavelength selector under appropriated optical bias, acting as reconfigurable active filters. In this paper we present a monolithically integrated wavelength selector based on a multilayer SiC/Si integrated optical filters that requires optical switches to select wavelengths. The selector filter is realized by using double pin/pin a-SiC:H photodetector with front and back biased optical gating elements. Red, green, blue and violet communication channels are transmitted together, each one with a specific bit sequence. The combined optical signal is analyzed by reading out the generated photocurrent, under different background wavelengths applied either from the front or the back side. The backgrounds acts as channel selectors that selects one or more channels by splitting portions of the input multi-channel optical signals across the front and back photodiodes. The transfer characteristics effects due to changes in steady state light, irradiation side and frequency are presented. The relationship between the optical inputs and the digital output levels is established. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

A high level e-maintenance architecture to support on-site teams

Emergent architectures and paradigms targeting reconfigurable manufacturing systems increasingly rely on intelligent modules to maximize the robustness and responsiveness of modern installations. Although intelligent behaviour significantly minimizes the occurrence of faults and breakdowns it does not exclude them nor can prevent equipment’s normal wear. Adequate maintenance is fundamental to extend equipments’ life cycle. It is of major importance the ability of each intelligent device to take an active role in maintenance support. Further this paradigm shift towards “embedded intelligence”, supported by cross platform technologies, induces relevant organizational and functional changes on local maintenance teams. On the one hand, the possibility of outsourcing maintenance activities, with the warranty of a timely response, through the use of pervasive networking technologies and, on the other hand, the optimization of local maintenance staff are some examples of how IT is changing the scenario in maintenance. The concept of e-maintenance is, in this context, emerging as a new discipline with defined socio-economic challenges. This paper proposes a high level maintenance architecture supporting maintenance teams’ management and offering contextualized operational support. All the functionalities hosted by the architecture are offered to the remaining system as network services. Any intelligent module, implementing the services’ interface, can report diagnostic, prognostic and maintenance recommendations that enable the core of the platform to decide on the best course of action.

Multifunctional controller architecture for sold-state marx modulator based on FPGA

This paper proposes a multifunctional architecture to implement field-programmable gate array (FPGA) controllers for power converters and presents a prototype for a pulsed power generator based on a solid-state Marx topology. The massively parallel nature of reconfigurable hardware platforms provides very high processing power and fast response times allowing the implementation of many subsystems in the same device. The prototype includes the controller, a failure detection system, an interface with a safety/emergency subsystem, a graphical user interface, and a virtual oscilloscope to visualize the generated pulse waveforms, using a single FPGA. The proposed architecture employs a modular design that can be easily adapted to other power converter topologies.

Data analytics in the cloud with flexible mapreduced workflows

Data analytic applications are characterized by large data sets that are subject to a series of processing phases. Some of these phases are executed sequentially but others can be executed concurrently or in parallel on clusters, grids or clouds. The MapReduce programming model has been applied to process large data sets in cluster and cloud environments. For developing an application using MapReduce there is a need to install/configure/access specific frameworks such as Apache Hadoop or Elastic MapReduce in Amazon Cloud. It would be desirable to provide more flexibility in adjusting such configurations according to the application characteristics. Furthermore the composition of the multiple phases of a data analytic application requires the specification of all the phases and their orchestration. The original MapReduce model and environment lacks flexible support for such configuration and composition. Recognizing that scientific workflows have been successfully applied to modeling complex applications, this paper describes our experiments on implementing MapReduce as subworkflows in the AWARD framework (Autonomic Workflow Activities Reconfigurable and Dynamic). A text mining data analytic application is modeled as a complex workflow with multiple phases, where individual workflow nodes support MapReduce computations. As in typical MapReduce environments, the end user only needs to define the application algorithms for input data processing and for the map and reduce functions. In the paper we present experimental results when using the AWARD framework to execute MapReduce workflows deployed over multiple Amazon EC2 (Elastic Compute Cloud) instances.