The BALTIMOS (BALTEX Integrated Model System) fi eld experiments: A comprehensive atmospheric boundary layer data set for model validation over the open and ice- covered Baltic Sea

A comprehensive atmospheric boundary layer (ABL) data set was collected in eight fi eld experiments (two during each season) over open water and sea ice in the Baltic Sea during 1998–2001 with the primary objective to validate the coupled atmospheric- ice-ocean-land surface model BALTIMOS (BALTEX Integrated Model System). Measurements were taken by aircraft, ships and surface stations and cover the mean and turbulent structure of the ABL including turbulent fl uxes, radiation fl uxes, and cloud conditions. Measurement examples of the spatial variability of the ABL over the ice edge zone and of the stable ABL over open water demonstrate the wide range of ABL conditions collected and the strength of the data set which can also be used to validate other regional models.

Wireless energy behaviour monitoring (Wi-be) for office buildings

This paper presents a study on reduction of energy consumption in buildings through behaviour change informed by wireless monitoring systems for energy, environmental conditions and people positions. A key part to the Wi-Be system is the ability to accurately attribute energy usage behaviour to individuals, so they can be targeted with specific feedback tailored to their preferences. The use of wireless technologies for indoor positioning was investigated to ascertain the difficulties in deployment and potential benefits. The research to date has demonstrated the effectiveness of highly disaggregated personal-level data for developing insights into people’s energy behaviour and identifying significant energy saving opportunities (up to 77% in specific areas). Behavioural research addressed social issues such as privacy, which could affect the deployment of the system. Radio-frequency research into less intrusive technologies indicates that received-signal-strength-indicator-based systems should be able to detect the presence of a human body, though further work would be needed in both social and engineering areas.

The Diffusion Kernel Filter

A particle filter method is presented for the discrete-time filtering problem with nonlinear ItA ` stochastic ordinary differential equations (SODE) with additive noise supposed to be analytically integrable as a function of the underlying vector-Wiener process and time. The Diffusion Kernel Filter is arrived at by a parametrization of small noise-driven state fluctuations within branches of prediction and a local use of this parametrization in the Bootstrap Filter. The method applies for small noise and short prediction steps. With explicit numerical integrators, the operations count in the Diffusion Kernel Filter is shown to be smaller than in the Bootstrap Filter whenever the initial state for the prediction step has sufficiently few moments. The established parametrization is a dual-formula for the analysis of sensitivity to gaussian-initial perturbations and the analysis of sensitivity to noise-perturbations, in deterministic models, showing in particular how the stability of a deterministic dynamics is modeled by noise on short times and how the diffusion matrix of an SODE should be modeled (i.e. defined) for a gaussian-initial deterministic problem to be cast into an SODE problem. From it, a novel definition of prediction may be proposed that coincides with the deterministic path within the branch of prediction whose information entropy at the end of the prediction step is closest to the average information entropy over all branches. Tests are made with the Lorenz-63 equations, showing good results both for the filter and the definition of prediction.

The univalent polynomial of Suffridge as a summability kernel

A positive summability trigonometric kernel {K(n)(theta)}(infinity)(n=1) is generated through a sequence of univalent polynomials constructed by Suffridge. We prove that the convolution {K(n) * f} approximates every continuous 2 pi-periodic function f with the rate omega(f, 1/n), where omega(f, delta) denotes the modulus of continuity, and this provides a new proof of the classical Jackson`s theorem. Despite that it turns out that K(n)(theta) coincide with positive cosine polynomials generated by Fejer, our proof differs from others known in the literature.

EXPLOITING A GENERIC APPROACH TO CONSTRUCT COMPONENT-BASED SYSTEMS SOFTWARE IN LINUX ENVIRONMENTS

Component-based software engineering has recently emerged as a promising solution to the development of system-level software. Unfortunately, current approaches are limited to specific platforms and domains. This lack of generality is particularly problematic as it prevents knowledge sharing and generally drives development costs up. In the past, we have developed a generic approach to component-based software engineering for system-level software called OpenCom. In this paper, we present OpenComL an instantiation of OpenCom to Linux environments and show how it can be profiled to meet a range of system-level software in Linux environments. For this, we demonstrate its application to constructing a programmable router platform and a middleware for parallel environments.

An Upgrade of Network Traffic Recognition System for SIP/VoIP Traffic Recognition

The purpose of this project is to update the tool of Network Traffic Recognition System (NTRS) which is proprietary software of Ericsson AB and Tsinghua University, and to implement the updated tool to finish SIP/VoIP traffic recognition. Basing on the original NTRS, I analyze the traffic recognition principal of NTRS, and redesign the structure and module of the tool according to characteristics of SIP/VoIP traffic, and then finally I program to achieve the upgrade. After the final test with our SIP data trace files in the updated system, a satisfactory result is derived. The result presents that our updated system holds a rate of recognition on a confident level in the SIP session recognition as well as the VoIP call recognition. In the comparison with the software of Wireshark, our updated system has a result which is extremely close to Wireshark’s output, and the working time is much less than Wireshark. In the aspect of practicability, the memory overflow problem is avoided, and the updated system can output the specific information of SIP/VoIP traffic recognition, such as SIP type, SIP state, VoIP state, etc. The upgrade fulfills the demand of this project.

VOIP : um estudo experimental

Voz sobre IP (VoIP) é uma tecnologia que permite a digitalização e a codificação da voz e o empacotamento em pacotes de dados IP para a transmissão em uma rede que utilize o protocolo TCP/IP. Devido ao volume de dados gerados por uma aplicação VoIP, esta tecnologia se encontra em funcionamento, em redes corporativas privadas. Mas se a rede base para o transporte desta aplicação for a Internet, certamente, não deve ser utilizada para fins profissionais, pois o TCP/IP não oferece padrões de QoS (Qualidade de Serviço) comprometendo desta forma a qualidade da voz. A qualidade da voz fica dependente do tráfego de dados existentes no momento da conversa. Para realizar um projeto de VoIP é necessário conhecer todo o tráfego existente na rede e verificar o quanto isto representa em relação à banda total da rede. Também se deve conhecer o tipo de aplicação que se deseja implantar, verificando a banda a ser utilizada por esta, e então projetar como a rede deverá ser estruturada. Para auxiliar no projeto de VoIP, pretende-se mostrar o que está sendo desenvolvido para que o protocolo TCP/IP ofereça QoS e uma ferramenta para análise do tráfego de voz sobre redes TCP/IP e também análises dos resultados obtidos em experimentos simulando diversas situações práticas.

Validação do mecanismo de tolerância a falhas do SGBD InterBase através de injeção de falhas

O presente trabalho explora a aplicação de técnicas de injeção de falhas, que simulam falhas transientes de hardware, para validar o mecanismo de detecção e de recuperação de erros, medir os tempos de indisponibilidade do banco de dados após a ocorrência de uma falha que tenha provocado um FUDVK. Adicionalmente, avalia e valida a ferramenta de injeção de falhas FIDe, utilizada nos experimentos, através de um conjunto significativo de testes de injeção de falhas no ambiente do SGBD. A plataforma experimental consiste de um computador Intel Pentium 550 MHz com 128 MB RAM, do sistema operacional Linux Conectiva kernel versão 2.2.13. O sistema alvo das injeções de falhas é o SGBD centralizado InterBase versão 4.0. As aplicações para a carga de trabalho foram escritas em VFULSWV SQL e executadas dentro de uma sessão chamada LVTO. Para a injeção de falhas foram utilizadas três técnicas distintas: 1) o comando NLOO do sistema operacional; 2) UHVHW geral no equipamento; 3) a ferramenta de injeção de falhas FIDe, desenvolvida no grupo de injeção de falhas do PPGC da UFRGS. Inicialmente são introduzidos e reforçados os conceitos básicos sobre o tema, que serão utilizados no decorrer do trabalho e são necessários para a compreensão deste estudo. Em seguida é apresentada a ferramenta de injeção de falhas Xception e são também analisados alguns experimentos que utilizam ferramentas de injeção de falhas em bancos de dados. Concluída a revisão bibliográfica é apresentada a ferramenta de injeção de falhas – o FIDe, o modelo de falhas adotado, a forma de abordagem, a plataforma de hardware e software, a metodologia e as técnicas utilizadas, a forma de condução dos experimentos realizados e os resultados obtidos com cada uma das técnicas. No total foram realizados 3625 testes de injeções de falhas. Com a primeira técnica foram realizadas 350 execuções, com a segunda técnica foram realizadas 75 execuções e com a terceira técnica 3200 execuções, em 80 testes diferentes. O modelo de falhas proposto para este trabalho refere-se a falhas de crash baseadas em corrupção de memória e registradores, parada de CPU, aborto de transações ou reset geral. Os experimentos foram divididos em três técnicas distintas, visando a maior cobertura possível de erros, e apresentam resultados bastante diferenciados. Os experimentos com o comando NLOO praticamente não afetaram o ambiente do banco de dados. Pequeno número de injeção de falhas com o FIDe afetaram significativamente a dependabilidade do SGBD e os experimentos com a técnica de UHVHW geral foram os que mais comprometeram a dependabilidade do SGBD.

Avaliação de abordagens para captura de informações da aplicação

Numerosas pesquisas estão introduzindo o conceito de grupo em padrões abertos para programação distribuída. Nestas, o suporte a grupo de objetos por meio de middlewares, apresentam diferentes abordagens de interligação com a aplicação. Segundo princípios defendidos na tese de Felber, essas abordagens vão ao encontro do objetivo de facilitar o desenvolvimento e proporcionar confiabilidade e desempenho. Neste contexto, localizou-se três enfoques básicos para a interligação com a aplicação, denominados integração, serviço, e interceptação, que utilizam a captura de mensagens para obtenção de informações ou como meio para adicionar novas funcionalidades às aplicações. A utilização dessas informações pode auxiliar no ajuste de parâmetros funcionais de serviços relacionados, na escolha de mecanismos, influindo em aspectos como, desempenho e segurança. Ao longo do estudo dessas abordagens, sentiu-se a necessidade de estudar detalhes e testar aspectos de implementação, suas premissas de uso e as conseqüências advindas da incorporação de seus mecanismos junto à aplicação. Este trabalho visa apresentar uma análise do comportamento das referidas abordagens por meio da implementação de protótipos, possibilitando assim, investigar problemas relacionados ao emprego da técnica e suas conseqüências quando integradas à aplicação. Os objetivos específicos reúnem a busca de informações qualitativas, tais como: modularidade, transparência, facilidade de uso e portabilidade; e informações quantitativas, fundamentalmente traduzidas pelo grau de interferência no desempenho da aplicação. O desenvolvimento dos protótipos teve como início a busca por um ambiente que ofereceria suporte as condições necessárias para a implementação das diferentes abordagens. Percebeu-se que definir os mecanismos diretamente sobre uma linguagem de programação, como C ou C++, não era viável. As versões padrões dessas linguagens não oferecem mecanismos capazes de suportar algumas características de implementação como, por exemplo, a captura de mensagens na abordagem de interceptação. A possibilidade é introduzida apenas por extensões dessas linguagens. Assim, a investigação de um ambiente de implementação voltou-se para mecanismos disponíveis em sistemas operacionais. A opção pela utilização do Linux visou atender alguns requisitos importantes para o desenvolvimento dos protótipos tais como: facilidade de instalação, boa documentação e código aberto. Este último é um ponto essencial, pois a construção de parte dos protótipos explora a programação em nível do sistema operacional. A linguagem de programação C foi escolhida como base para a implementação, já que as diferentes abordagens exploram tanto o nível do kernel como o nível do usuário, e é compatível com o Linux. A etapa de desenvolvimento dos protótipos possibilitou a coleta de informações sobre aspectos qualitativos. As demais informações que fazem parte do perfil levantado por este trabalho sobre as abordagens, foram obtidas através da utilização dos protótipos em experimentos com duas aplicações distribuídas denominadas de “Ping-Pong” e “Escolha de Líderes”, que têm como característica geral à troca de mensagens, utilizando comunicação através de sockets. A realização de medidas em múltiplas execuções, avaliadas após o tratamento estatístico necessário, permitiu definir um perfil das diferentes abordagens.

Central limit theorem for asymmetric kernel functionals

Asymmetric kernels are quite useful for the estimation of density functions with bounded support. Gamma kernels are designed to handle density functions whose supports are bounded from one end only, whereas beta kernels are particularly convenient for the estimation of density functions with compact support. These asymmetric kernels are nonnegative and free of boundary bias. Moreover, their shape varies according to the location of the data point, thus also changing the amount of smoothing. This paper applies the central limit theorem for degenerate U-statistics to compute the limiting distribution of a class of asymmetric kernel functionals.