Topological triangle characterization with application to object detection from images

A novel mathematical framework inspired on Morse Theory for topological triangle characterization in 2D meshes is introduced that is useful for applications involving the creation of mesh models of objects whose geometry is not known a priori. The framework guarantees a precise control of topological changes introduced as a result of triangle insertion/removal operations and enables the definition of intuitive high-level operators for managing the mesh while keeping its topological integrity. An application is described in the implementation of an innovative approach for the detection of 2D objects from images that integrates the topological control enabled by geometric modeling with traditional image processing techniques. (C) 2008 Published by Elsevier B.V.

An aspect-oriented reference architecture for Software Engineering Environments

Reusable and evolvable Software Engineering Environments (SEES) are essential to software production and have increasingly become a need. In another perspective, software architectures and reference architectures have played a significant role in determining the success of software systems. In this paper we present a reference architecture for SEEs, named RefASSET, which is based on concepts coming from the aspect-oriented approach. This architecture is specialized to the software testing domain and the development of tools for that domain is discussed. This and other case studies have pointed out that the use of aspects in RefASSET provides a better Separation of Concerns, resulting in reusable and evolvable SEEs. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Scalable model-based configuration management of security services in complex enterprise networks

Security administrators face the challenge of designing, deploying and maintaining a variety of configuration files related to security systems, especially in large-scale networks. These files have heterogeneous syntaxes and follow differing semantic concepts. Nevertheless, they are interdependent due to security services having to cooperate and their configuration to be consistent with each other, so that global security policies are completely and correctly enforced. To tackle this problem, our approach supports a comfortable definition of an abstract high-level security policy and provides an automated derivation of the desired configuration files. It is an extension of policy-based management and policy hierarchies, combining model-based management (MBM) with system modularization. MBM employs an object-oriented model of the managed system to obtain the details needed for automated policy refinement. The modularization into abstract subsystems (ASs) segment the system-and the model-into units which more closely encapsulate related system components and provide focused abstract views. As a result, scalability is achieved and even comprehensive IT systems can be modelled in a unified manner. The associated tool MoBaSeC (Model-Based-Service-Configuration) supports interactive graphical modelling, automated model analysis and policy refinement with the derivation of configuration files. We describe the MBM and AS approaches, outline the tool functions and exemplify their applications and results obtained. Copyright (C) 2010 John Wiley & Sons, Ltd.

Chaotic phase synchronization and desynchronization in an oscillator network for object selection

Object selection refers to the mechanism of extracting objects of interest while ignoring other objects and background in a given visual scene. It is a fundamental issue for many computer vision and image analysis techniques and it is still a challenging task to artificial Visual systems. Chaotic phase synchronization takes place in cases involving almost identical dynamical systems and it means that the phase difference between the systems is kept bounded over the time, while their amplitudes remain chaotic and may be uncorrelated. Instead of complete synchronization, phase synchronization is believed to be a mechanism for neural integration in brain. In this paper, an object selection model is proposed. Oscillators in the network representing the salient object in a given scene are phase synchronized, while no phase synchronization occurs for background objects. In this way, the salient object can be extracted. In this model, a shift mechanism is also introduced to change attention from one object to another. Computer simulations show that the model produces some results similar to those observed in natural vision systems.

Cross-situational learning of object-word mapping using Neural Modeling Fields

The issue of how children learn the meaning of words is fundamental to developmental psychology. The recent attempts to develop or evolve efficient communication protocols among interacting robots or Virtual agents have brought that issue to a central place in more applied research fields, such as computational linguistics and neural networks, as well. An attractive approach to learning an object-word mapping is the so-called cross-situational learning. This learning scenario is based on the intuitive notion that a learner can determine the meaning of a word by finding something in common across all observed uses of that word. Here we show how the deterministic Neural Modeling Fields (NMF) categorization mechanism can be used by the learner as an efficient algorithm to infer the correct object-word mapping. To achieve that we first reduce the original on-line learning problem to a batch learning problem where the inputs to the NMF mechanism are all possible object-word associations that Could be inferred from the cross-situational learning scenario. Since many of those associations are incorrect, they are considered as clutter or noise and discarded automatically by a clutter detector model included in our NMF implementation. With these two key ingredients - batch learning and clutter detection - the NMF mechanism was capable to infer perfectly the correct object-word mapping. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

New and improved results for packing identical unitary radius circles within triangles, rectangles and strips

The focus of study in this paper is the class of packing problems. More specifically, it deals with the placement of a set of N circular items of unitary radius inside an object with the aim of minimizing its dimensions. Differently shaped containers are considered, namely circles, squares, rectangles, strips and triangles. By means of the resolution of non-linear equations systems through the Newton-Raphson method, the herein presented algorithm succeeds in improving the accuracy of previous results attained by continuous optimization approaches up to numerical machine precision. The computer implementation and the data sets are available at http://www.ime.usp.br/similar to egbirgin/packing/. (C) 2009 Elsevier Ltd, All rights reserved.

Adaptive languages and a new programming style

A programming style can be seen as a particular model of shaping thought or a special way of codifying language to solve a problem. Adaptive languages have the basic feature of allowing the expression of programs which self-modifying through adaptive actions at runtime. The conception of such languages calls for a new programming style, since the application of adaptive technology in the field of programming languages suggests a new way of thinking. With the adaptive style, programming language codes can be structured in such a way that the codified program therein modifies or adapts itself towards the needs of the problem. The adaptive programming style may be a feasible alternate way to obtain self-modifying consistent codes, which allow its use in modern applications for self-modifying code.

POPT: uma abordagem de ensino de programação orientada a problema e testes

There is a growing interest of the Computer Science education community for including testing concepts on introductory programming courses. Aiming at contributing to this issue, we introduce POPT, a Problem-Oriented Programming and Testing approach for Introductory Programming Courses. POPT main goal is to improve the traditional method of teaching introductory programming that concentrates mainly on implementation and neglects testing. POPT extends POP (Problem Oriented Programing) methodology proposed on the PhD Thesis of Andrea Mendonça (UFCG). In both methodologies POPT and POP, students skills in dealing with ill-defined problems must be developed since the first programming courses. In POPT however, students are stimulated to clarify ill-defined problem specifications, guided by de definition of test cases (in a table-like manner). This paper presents POPT, and TestBoot a tool developed to support the methodology. In order to evaluate the approach a case study and a controlled experiment (which adopted the Latin Square design) were performed. In an Introductory Programming course of Computer Science and Software Engineering Graduation Programs at the Federal University of Rio Grande do Norte, Brazil. The study results have shown that, when compared to a Blind Testing approach, POPT stimulates the implementation of programs of better external quality the first program version submitted by POPT students passed in twice the number of test cases (professor-defined ones) when compared to non-POPT students. Moreover, POPT students submitted fewer program versions and spent more time to submit the first version to the automatic evaluation system, which lead us to think that POPT students are stimulated to think better about the solution they are implementing. The controlled experiment confirmed the influence of the proposed methodology on the quality of the code developed by POPT students

Use of a semantically grained database system for distribution and control within design environments

This paper presents a technique to share the data stored in an object-oriented database aimed at designing environments. This technique shares data between two related databases, called the Original and Product databases, and is composed of three processes: data separation, evolution and integration. Whenever a block of data needs to be shared, it is spread into both databases, resulting in a block on the original database, and another into the Product database, with special links between them controlled by the Object Manager. These blocks do not need to be maintained identical during the evolution phase of the sharing process. Six types of links were defined, and by choosing one, the designer control the evolution and reintegration of the block in both databases. This process uses the composite object concept as the unit of control. The presented concepts can be applied to any data model with support to composite objects.

NCAP embedded using structured programming

This paper presents a network node embedded based on IEEE 1451 standard developed using structured programming to access the transducers in the WTIM. The NCAP was developed using Nios II processor and uClinux, a embedded operating system developed to features restricted hardware. Both hardware and software have dynamics features and they can be configured based in the application features. Based in this features, the NCAP was developed using the minimum components of hardware and software to that being implemented in remote environment like central point of data request. Many NCAP works are implemented with an object oriented structure. This is different from the surrounding implementations. In this project the NCAP was developed using structured programming. The tests of the NCAP were made using a ZigBee interface between NCAP and WTIM and the system demonstrated in areas of difficult access for long period of time due to need for low power consumption. © 2012 IEEE.

Computational tool to support design of DAC Converter model AD7528 with the object code in XML

Based on literature review, electronic systems design employ largely top-down methodology. The top-down methodology is vital for success in the synthesis and implementation of electronic systems. In this context, this paper presents a new computational tool, named BD2XML, to support electronic systems design. From a block diagram system of mixed-signal is generated object code in XML markup language. XML language is interesting because it has great flexibility and readability. The BD2XML was developed with object-oriented paradigm. It was used the AD7528 converter modeled in MATLAB / Simulink as a case study. The MATLAB / Simulink was chosen as a target due to its wide dissemination in academia and industry. From this case study it is possible to demonstrate the functionality of the BD2XML and make it a reflection on the design challenges. Therefore, an automatic tool for electronic systems design reduces the time and costs of the design.

SOAP processing performance and enhancement

The web services (WS) technology provides a comprehensive solution for representing, discovering, and invoking services in a wide variety of environments, including Service Oriented Architectures (SOA) and grid computing systems. At the core of WS technology lie a number of XML-based standards, such as the Simple Object Access Protocol (SOAP), that have successfully ensured WS extensibility, transparency, and interoperability. Nonetheless, there is an increasing demand to enhance WS performance, which is severely impaired by XML's verbosity. SOAP communications produce considerable network traffic, making them unfit for distributed, loosely coupled, and heterogeneous computing environments such as the open Internet. Also, they introduce higher latency and processing delays than other technologies, like Java RMI and CORBA. WS research has recently focused on SOAP performance enhancement. Many approaches build on the observation that SOAP message exchange usually involves highly similar messages (those created by the same implementation usually have the same structure, and those sent from a server to multiple clients tend to show similarities in structure and content). Similarity evaluation and differential encoding have thus emerged as SOAP performance enhancement techniques. The main idea is to identify the common parts of SOAP messages, to be processed only once, avoiding a large amount of overhead. Other approaches investigate nontraditional processor architectures, including micro-and macrolevel parallel processing solutions, so as to further increase the processing rates of SOAP/XML software toolkits. This survey paper provides a concise, yet comprehensive review of the research efforts aimed at SOAP performance enhancement. A unified view of the problem is provided, covering almost every phase of SOAP processing, ranging over message parsing, serialization, deserialization, compression, multicasting, security evaluation, and data/instruction-level processing.

Il passato nell’epoca della sua (ri)producibilità digitale. Torino 1943 - 45. Metodologia della ricerca con tecnologie informatiche. Sistema storico-territoriale di informazione multimediale

Se il lavoro dello storico è capire il passato come è stato compreso dalla gente che lo ha vissuto, allora forse non è azzardato pensare che sia anche necessario comunicare i risultati delle ricerche con strumenti propri che appartengono a un'epoca e che influenzano la mentalità di chi in quell'epoca vive. Emergenti tecnologie, specialmente nell’area della multimedialità come la realtà virtuale, permettono agli storici di comunicare l’esperienza del passato in più sensi. In che modo la storia collabora con le tecnologie informatiche soffermandosi sulla possibilità di fare ricostruzioni storiche virtuali, con relativi esempi e recensioni? Quello che maggiormente preoccupa gli storici è se una ricostruzione di un fatto passato vissuto attraverso la sua ricreazione in pixels sia un metodo di conoscenza della storia che possa essere considerato valido. Ovvero l'emozione che la navigazione in una realtà 3D può suscitare, è un mezzo in grado di trasmettere conoscenza? O forse l'idea che abbiamo del passato e del suo studio viene sottilmente cambiato nel momento in cui lo si divulga attraverso la grafica 3D? Da tempo però la disciplina ha cominciato a fare i conti con questa situazione, costretta soprattutto dall'invasività di questo tipo di media, dalla spettacolarizzazione del passato e da una divulgazione del passato parziale e antiscientifica. In un mondo post letterario bisogna cominciare a pensare che la cultura visuale nella quale siamo immersi sta cambiando il nostro rapporto con il passato: non per questo le conoscenze maturate fino ad oggi sono false, ma è necessario riconoscere che esiste più di una verità storica, a volte scritta a volte visuale. Il computer è diventato una piattaforma onnipresente per la rappresentazione e diffusione dell’informazione. I metodi di interazione e rappresentazione stanno evolvendo di continuo. Ed è su questi due binari che è si muove l’offerta delle tecnologie informatiche al servizio della storia. Lo scopo di questa tesi è proprio quello di esplorare, attraverso l’utilizzo e la sperimentazione di diversi strumenti e tecnologie informatiche, come si può raccontare efficacemente il passato attraverso oggetti tridimensionali e gli ambienti virtuali, e come, nel loro essere elementi caratterizzanti di comunicazione, in che modo possono collaborare, in questo caso particolare, con la disciplina storica. La presente ricerca ricostruisce alcune linee di storia delle principali fabbriche attive a Torino durante la seconda guerra mondiale, ricordando stretta relazione che esiste tra strutture ed individui e in questa città in particolare tra fabbrica e movimento operaio, è inevitabile addentrarsi nelle vicende del movimento operaio torinese che nel periodo della lotta di Liberazione in città fu un soggetto politico e sociale di primo rilievo. Nella città, intesa come entità biologica coinvolta nella guerra, la fabbrica (o le fabbriche) diventa il nucleo concettuale attraverso il quale leggere la città: sono le fabbriche gli obiettivi principali dei bombardamenti ed è nelle fabbriche che si combatte una guerra di liberazione tra classe operaia e autorità, di fabbrica e cittadine. La fabbrica diventa il luogo di "usurpazione del potere" di cui parla Weber, il palcoscenico in cui si tengono i diversi episodi della guerra: scioperi, deportazioni, occupazioni .... Il modello della città qui rappresentata non è una semplice visualizzazione ma un sistema informativo dove la realtà modellata è rappresentata da oggetti, che fanno da teatro allo svolgimento di avvenimenti con una precisa collocazione cronologica, al cui interno è possibile effettuare operazioni di selezione di render statici (immagini), di filmati precalcolati (animazioni) e di scenari navigabili interattivamente oltre ad attività di ricerca di fonti bibliografiche e commenti di studiosi segnatamente legati all'evento in oggetto. Obiettivo di questo lavoro è far interagire, attraverso diversi progetti, le discipline storiche e l’informatica, nelle diverse opportunità tecnologiche che questa presenta. Le possibilità di ricostruzione offerte dal 3D vengono così messe a servizio della ricerca, offrendo una visione integrale in grado di avvicinarci alla realtà dell’epoca presa in considerazione e convogliando in un’unica piattaforma espositiva tutti i risultati. Divulgazione Progetto Mappa Informativa Multimediale Torino 1945 Sul piano pratico il progetto prevede una interfaccia navigabile (tecnologia Flash) che rappresenti la pianta della città dell’epoca, attraverso la quale sia possibile avere una visione dei luoghi e dei tempi in cui la Liberazione prese forma, sia a livello concettuale, sia a livello pratico. Questo intreccio di coordinate nello spazio e nel tempo non solo migliora la comprensione dei fenomeni, ma crea un maggiore interesse sull’argomento attraverso l’utilizzo di strumenti divulgativi di grande efficacia (e appeal) senza perdere di vista la necessità di valicare le tesi storiche proponendosi come piattaforma didattica. Un tale contesto richiede uno studio approfondito degli eventi storici al fine di ricostruire con chiarezza una mappa della città che sia precisa sia topograficamente sia a livello di navigazione multimediale. La preparazione della cartina deve seguire gli standard del momento, perciò le soluzioni informatiche utilizzate sono quelle fornite da Adobe Illustrator per la realizzazione della topografia, e da Macromedia Flash per la creazione di un’interfaccia di navigazione. La base dei dati descrittivi è ovviamente consultabile essendo contenuta nel supporto media e totalmente annotata nella bibliografia. È il continuo evolvere delle tecnologie d'informazione e la massiccia diffusione dell’uso dei computer che ci porta a un cambiamento sostanziale nello studio e nell’apprendimento storico; le strutture accademiche e gli operatori economici hanno fatto propria la richiesta che giunge dall'utenza (insegnanti, studenti, operatori dei Beni Culturali) di una maggiore diffusione della conoscenza storica attraverso la sua rappresentazione informatizzata. Sul fronte didattico la ricostruzione di una realtà storica attraverso strumenti informatici consente anche ai non-storici di toccare con mano quelle che sono le problematiche della ricerca quali fonti mancanti, buchi della cronologia e valutazione della veridicità dei fatti attraverso prove. Le tecnologie informatiche permettono una visione completa, unitaria ed esauriente del passato, convogliando tutte le informazioni su un'unica piattaforma, permettendo anche a chi non è specializzato di comprendere immediatamente di cosa si parla. Il miglior libro di storia, per sua natura, non può farlo in quanto divide e organizza le notizie in modo diverso. In questo modo agli studenti viene data l'opportunità di apprendere tramite una rappresentazione diversa rispetto a quelle a cui sono abituati. La premessa centrale del progetto è che i risultati nell'apprendimento degli studenti possono essere migliorati se un concetto o un contenuto viene comunicato attraverso più canali di espressione, nel nostro caso attraverso un testo, immagini e un oggetto multimediale. Didattica La Conceria Fiorio è uno dei luoghi-simbolo della Resistenza torinese. Il progetto è una ricostruzione in realtà virtuale della Conceria Fiorio di Torino. La ricostruzione serve a arricchire la cultura storica sia a chi la produce, attraverso una ricerca accurata delle fonti, sia a chi può poi usufruirne, soprattutto i giovani, che, attratti dall’aspetto ludico della ricostruzione, apprendono con più facilità. La costruzione di un manufatto in 3D fornisce agli studenti le basi per riconoscere ed esprimere la giusta relazione fra il modello e l’oggetto storico. Le fasi di lavoro attraverso cui si è giunti alla ricostruzione in 3D della Conceria: . una ricerca storica approfondita, basata sulle fonti, che possono essere documenti degli archivi o scavi archeologici, fonti iconografiche, cartografiche, ecc.; . La modellazione degli edifici sulla base delle ricerche storiche, per fornire la struttura geometrica poligonale che permetta la navigazione tridimensionale; . La realizzazione, attraverso gli strumenti della computer graphic della navigazione in 3D. Unreal Technology è il nome dato al motore grafico utilizzato in numerosi videogiochi commerciali. Una delle caratteristiche fondamentali di tale prodotto è quella di avere uno strumento chiamato Unreal editor con cui è possibile costruire mondi virtuali, e che è quello utilizzato per questo progetto. UnrealEd (Ued) è il software per creare livelli per Unreal e i giochi basati sul motore di Unreal. E’ stata utilizzata la versione gratuita dell’editor. Il risultato finale del progetto è un ambiente virtuale navigabile raffigurante una ricostruzione accurata della Conceria Fiorio ai tempi della Resistenza. L’utente può visitare l’edificio e visualizzare informazioni specifiche su alcuni punti di interesse. La navigazione viene effettuata in prima persona, un processo di “spettacolarizzazione” degli ambienti visitati attraverso un arredamento consono permette all'utente una maggiore immersività rendendo l’ambiente più credibile e immediatamente codificabile. L’architettura Unreal Technology ha permesso di ottenere un buon risultato in un tempo brevissimo, senza che fossero necessari interventi di programmazione. Questo motore è, quindi, particolarmente adatto alla realizzazione rapida di prototipi di una discreta qualità, La presenza di un certo numero di bug lo rende, però, in parte inaffidabile. Utilizzare un editor da videogame per questa ricostruzione auspica la possibilità di un suo impiego nella didattica, quello che le simulazioni in 3D permettono nel caso specifico è di permettere agli studenti di sperimentare il lavoro della ricostruzione storica, con tutti i problemi che lo storico deve affrontare nel ricreare il passato. Questo lavoro vuole essere per gli storici una esperienza nella direzione della creazione di un repertorio espressivo più ampio, che includa gli ambienti tridimensionali. Il rischio di impiegare del tempo per imparare come funziona questa tecnologia per generare spazi virtuali rende scettici quanti si impegnano nell'insegnamento, ma le esperienze di progetti sviluppati, soprattutto all’estero, servono a capire che sono un buon investimento. Il fatto che una software house, che crea un videogame di grande successo di pubblico, includa nel suo prodotto, una serie di strumenti che consentano all'utente la creazione di mondi propri in cui giocare, è sintomatico che l'alfabetizzazione informatica degli utenti medi sta crescendo sempre più rapidamente e che l'utilizzo di un editor come Unreal Engine sarà in futuro una attività alla portata di un pubblico sempre più vasto. Questo ci mette nelle condizioni di progettare moduli di insegnamento più immersivi, in cui l'esperienza della ricerca e della ricostruzione del passato si intreccino con lo studio più tradizionale degli avvenimenti di una certa epoca. I mondi virtuali interattivi vengono spesso definiti come la forma culturale chiave del XXI secolo, come il cinema lo è stato per il XX. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di suggerire che vi sono grosse opportunità per gli storici impiegando gli oggetti e le ambientazioni in 3D, e che essi devono coglierle. Si consideri il fatto che l’estetica abbia un effetto sull’epistemologia. O almeno sulla forma che i risultati delle ricerche storiche assumono nel momento in cui devono essere diffuse. Un’analisi storica fatta in maniera superficiale o con presupposti errati può comunque essere diffusa e avere credito in numerosi ambienti se diffusa con mezzi accattivanti e moderni. Ecco perchè non conviene seppellire un buon lavoro in qualche biblioteca, in attesa che qualcuno lo scopra. Ecco perchè gli storici non devono ignorare il 3D. La nostra capacità, come studiosi e studenti, di percepire idee ed orientamenti importanti dipende spesso dai metodi che impieghiamo per rappresentare i dati e l’evidenza. Perché gli storici possano ottenere il beneficio che il 3D porta con sè, tuttavia, devono sviluppare un’agenda di ricerca volta ad accertarsi che il 3D sostenga i loro obiettivi di ricercatori e insegnanti. Una ricostruzione storica può essere molto utile dal punto di vista educativo non sono da chi la visita ma, anche da chi la realizza. La fase di ricerca necessaria per la ricostruzione non può fare altro che aumentare il background culturale dello sviluppatore. Conclusioni La cosa più importante è stata la possibilità di fare esperienze nell’uso di mezzi di comunicazione di questo genere per raccontare e far conoscere il passato. Rovesciando il paradigma conoscitivo che avevo appreso negli studi umanistici, ho cercato di desumere quelle che potremo chiamare “leggi universali” dai dati oggettivi emersi da questi esperimenti. Da punto di vista epistemologico l’informatica, con la sua capacità di gestire masse impressionanti di dati, dà agli studiosi la possibilità di formulare delle ipotesi e poi accertarle o smentirle tramite ricostruzioni e simulazioni. Il mio lavoro è andato in questa direzione, cercando conoscere e usare strumenti attuali che nel futuro avranno sempre maggiore presenza nella comunicazione (anche scientifica) e che sono i mezzi di comunicazione d’eccellenza per determinate fasce d’età (adolescenti). Volendo spingere all’estremo i termini possiamo dire che la sfida che oggi la cultura visuale pone ai metodi tradizionali del fare storia è la stessa che Erodoto e Tucidide contrapposero ai narratori di miti e leggende. Prima di Erodoto esisteva il mito, che era un mezzo perfettamente adeguato per raccontare e dare significato al passato di una tribù o di una città. In un mondo post letterario la nostra conoscenza del passato sta sottilmente mutando nel momento in cui lo vediamo rappresentato da pixel o quando le informazioni scaturiscono non da sole, ma grazie all’interattività con il mezzo. La nostra capacità come studiosi e studenti di percepire idee ed orientamenti importanti dipende spesso dai metodi che impieghiamo per rappresentare i dati e l’evidenza. Perché gli storici possano ottenere il beneficio sottinteso al 3D, tuttavia, devono sviluppare un’agenda di ricerca volta ad accertarsi che il 3D sostenga i loro obiettivi di ricercatori e insegnanti. Le esperienze raccolte nelle pagine precedenti ci portano a pensare che in un futuro non troppo lontano uno strumento come il computer sarà l’unico mezzo attraverso cui trasmettere conoscenze, e dal punto di vista didattico la sua interattività consente coinvolgimento negli studenti come nessun altro mezzo di comunicazione moderno.