On the Decidability of Model-Checking Information Flow Properties

Current standard security practices do not provide substantial assurance about information flow security: the end-to-end behavior of a computing system. Noninterference is the basic semantical condition used to account for information flow security. In the literature, there are many definitions of noninterference: Non-inference, Separability and so on. Mantel presented a framework of Basic Security Predicates (BSPs) for characterizing the definitions of noninterference in the literature. Model-checking these BSPs for finite state systems was shown to be decidable in [8]. In this paper, we show that verifying these BSPs for the more expressive system model of pushdown systems is undecidable. We also give an example of a simple security property which is undecidable even for finite-state systems: the property is a weak form of non-inference called WNI, which is not expressible in Mantel’s BSP framework.

Ecologia molecular de ostras (Crassostrea spp.) do Atlântico Tropical

Crassostrea (Sacco, 1897) é o gênero mais importante do mundo de ostras de cultivo e consiste de 34 espécies distribuídas pelas regiões tropicais e temperadas do globo. C. gasar e C. rhizophorae são as duas espécies nativas que estão distribuídas ao longo de toda a costa do Brasil até o Caribe. C. gasar também ocorre na costa da Africa. Ainda que sua distribuição seja extensa e com disponibilidade abundante, o cultivo de ostras nativas no Brasil ainda é incipiente e a delimitação correta dos estoques mantém-se incerta. O sucesso do desenvolvimento da malacocultura, que é recomendada internacionalmente como forma sustentável de aquicultura, depende da resolução desses problemas. Assim, com o objetivo de determinar geneticamente seus estoques no Atlântico como também estimar sua história demográfica, dois diferentes marcadores moleculares foram empregados: sequências de DNA da região controle mitocondrial e loci de microssatélites espécie-especifícos, desenvolvidos no presente estudo. Foram sequenciados fragmentos da região controle de um total de 930 indivíduos de C. gasar e C. rhizophorae coletados em 32 localidades que incluíram o Caribe, a Guiana Francesa, a costa brasileira e a África. Também foram realizadas genotipagens de 1178 indivíduos, e ambas as espécies, com 9 e 11 loci de microssatélites para C. gasar e C. rhizophorae, respectivamente. Os dados genéticos foram analisados através de diferentes abordagens (índices de estruturação (FST) e de (Jost D), análise molecular de variância (AMOVA), análise espacial molecular de variância (SAMOVA), Bayesian Skyline Plots (BSP), análise fatorial de correspondência (AFC) e análise de atribuição Bayesiana (STRUCTURE)). Os resultados indicaram um padrão geral de estruturação, onde dois diferentes estoques foram detectados para ambas as espécies: grupos do norte e do sul, onde o Rio de Janeiro seria a região limitante entre os dois estoques. Os maiores valores dos índices de estruturação foram encontrados para C. gasar, indicando que esta espécie estaria mais estruturada do que C. rhizophorae. As análises demográficas indicaram uma provável expansão das populações durante o ultimo período glacial e uma possível origem americana das populações africanas. Todos os resultados sugeriram a existência de uma barreira geográfica próxima ao Rio de Janeiro, que poderia ser a cadeia de Vitória-Trindade e o fenômeno de ressurgência que ocorre em Cabo Frio (RJ). Esses resultados serão de grande utilidade para estabelecer critérios para seleção de sementes para cultivo ao longo da costa do Brasil que permitirá o manejo adequado dos estoques ostreícolas, prevenindo seu desaparecimento como já ocorrido em outros recifes no mundo.

A sudden collapse in distribution of Pacific sardine (Sardinops sagax) off southwestern Australia enables an objective re-assessment of biomass estimates

Fishery-independent estimates of spawning biomass (BSP) of the Pacific sardine (Sardinops sagax) on the south and lower west coasts of Western Australia (WA) were obtained periodically between 1991 and 1999 by using the daily egg production method (DEPM). Ichthyoplankton data collected during these surveys, specifically the presence or absence of S. sagax eggs, were used to investigate trends in the spawning area of S. sagax within each of four regions. The expectation was that trends in BSP and spawning area were positively related. With the DEPM model, estimates of BSP will change proportionally with spawning area if all other variables remain constant. The proportion of positive stations (PPS), i.e., stations with nonzero egg counts — an objective estimator of spawning area — was high for all south coast regions during the early 1990s (a period when the estimated BSP was also high) and then decreased after the mid-1990s. There was a decrease in PPS from the mid-1990s to 1999. The particularly low estimates in 1999 followed a severe epidemic mass mortality of S. sagax throughout their range across southern Australia. Deviations from the expected relationship between BSP and PPS were used to identify uncertainty around estimates of BSP. Because estimation of spawning area is subject to less sampling bias than estimation of BSP, the deviation in the relation between the two provides an objective basis for adjusting some estimates of the latter. Such an approach is particularly useful for fisheries management purposes when sampling problems are suspected to be present. The analysis of PPS undertaken from the same set of samples from which the DEPM estimate is derived will help provide information for stock assessments and for the management of purse-seine fisheries.

模拟酸雨对果园土壤交换性阳离子迁移及其对土壤酸化的影响

采用短期室内淋溶的方法研究了模拟酸雨对供试果园土壤交换性Ca2+、Mg2+、K+、Na+、交换性盐基总量(BS)、阳离子交换量(CEC)、电导率(EC)等变化的影响。试验结果表明,土壤交换性Ca2+(pH2.5)、Mg2+、K+、Na+、BS(pH2.5)、CEC(pH≥3.5)含量较酸雨淋溶前增加,且随着剖面深度表现出较好的层次性;淋出液中C a2+、Mg2+、K+、Na+含量随着模拟酸雨酸度的增强而依次增加,其中pH2.5酸雨处理与其它淋溶处理间淋出液Ca2+、Mg2+、K+、Na+含量差异显著;以土壤交换性Ca2+、BS、CEC、盐基饱和度(BSP)与EC为指标衡量土壤的酸化,pH 2.5酸雨处理导致了淋溶土柱表层和中间土层的土壤酸化,其中交换性Ca2+、BS、BSP指标表征pH 3.5的酸雨处理引起了表层土壤酸化,而pH≥4.5的酸雨淋溶缓冲了土壤的酸化,土壤的酸度减弱。

Nitrous oxide emissions from two alpine meadows in the Qinghai-Tibetan Plateau

Nitrous oxide (N2O) emission was measured in a Kobresia humilis meadow and a Potentilla fruticosa meadow in the Qinghai-Tibet Plateau from June 2003 to July 2006. Five treatments were setup in the two alpine meadows. Two bare soil treatments were setup in the K. humilis meadow (BSK) and in the P. fruticosa meadow (BSP) by removing the above- and belowground plant biomass. Three plant community treatments were setup with one in the K. humilis meadow (herbaceous community in the K. humilis meadow-HCK) and two in the P. fruticosa meadow (herbaceous community in the P. fruticosa meadow-HCP, and shrub community in the P. fruticosa meadow-SCP). Nitrous oxide emission from BSP was estimated to be 38.1 +/- 3.6 mu g m(-2) h(-1), significantly higher than from BSK (30.2 +/- 2.8 mu g m(-2) h(-1)) during the whole experiment period. Rates from the two herbaceous blocks (HCK and HCP) were close to 39.5 mu g m(-2) stop h(-1) during the whole experimental period whereas shrub community (SCP) showed significant high emission rates of N2O. Annual rate of N2O emission was estimated to be 356.7 +/- 8.3 and 295.0 +/- 11.6 mg m(-2) year(-1) from the alpine P. fruticosa meadow and from the alpine K. humilis meadow, respectively. These results suggest that alpine meadows in the Qinghai-Tibetan Plateau are an important source of N2O, contributing an average of 0.3 Tg N2O year(-1). We concluded that N2O emission will decrease, due to a predicted vegetation shift from shrubs to grasses imposed by overgrazing.

基于PowerPC的嵌入式计算机的研究与开发

嵌入式计算机在通信设备、军事、航空航天等领域有着广泛的应用。高端嵌入式计算机平台的国产化，对促进国内计算机系统向高性能、实时性、低功耗的方向发展，具有重要的意义和军事、民用应用价值。跟踪国外高端嵌入式计算机的发展，研究和研制更能适合我国实际系统需要的高端嵌入式计算机是本科题研究的主要内容。为了更及时的跟踪国外技术的发展，本文研究的侧重点在于如何利用国外的微处理器芯片，开发满足我国特殊需求的嵌入式计算机平台。 本文在分析国内嵌入式计算机特殊需求的基础上，在国内首次提出了基于PowerPC G4的高性能、宽温、低功耗嵌入式计算机的解决方案。研制具有自主知识产权的产品，填补国内在这一应用领域的空白。 如何从硬件设计、底层软件和结构等方面提高嵌入式计算机的高可靠性设计是本文研究的一项重要内容。在硬件设计的基础上，讨论了如何利用边界扫描BIT技术进行板级BIST设计的方法。为了提高设计的效率和一次成功率，如何通过仿真分析方法对嵌入式计算机进行了预设计是本文研究的另一项重要内容。为此，本文在硬件设计过程中分析了高端嵌入式计算机PCB设计中的关键网络，通过SI仿真分析方法，结合Cadence PCB工具，解决了信号完整性和电源完整性等问题。结合所设计的硬件系统，完成底层软件移植和驱动开发和系统的软硬件调试，解决调试中遇到的问题也是嵌入式计算开发过程的一项重要内容。本文利用BDI2000仿真器和Tornado开发环境完成了这一过程。 本论文提出的基于PowerPC的嵌入式计算机采用的是CPCI总线架构，包含多种外部接口，所设计和实现的系统能满足海量运算需求，具有高可靠性、强扩展性和实时性。具有较好的应用前景。

地下建筑通风降氡效率研究

用Model 1027型连续测氡仪对中国呼和浩特市某地下建筑作通风降氡效率研究。该地下室有4种通风方式：进风（只开进风机，简称B）、排风（只开排风机，简称P）、进排同时（同时开启进风机和排风机，简称BSP）、进排轮流（轮流开启进风机和排风机，简称BRP）。比较4种通风方式的降氡效率，得出进排同时降氡效果最好。用此方式分别每天通风1、2、3h，观察24h氡浓度变化，得出每天早晨通风2h，足以满足氡浓度8h维持在国家限定标准以下.

Communicable Memory and Lazy Barriers for Bulk Synchronous Parallelism in BSPk

Communication and synchronization stand as the dual bottlenecks in the performance of parallel systems, and especially those that attempt to alleviate the programming burden by incurring overhead in these two domains. We formulate the notions of communicable memory and lazy barriers to help achieve efficient communication and synchronization. These concepts are developed in the context of BSPk, a toolkit library for programming networks of workstations|and other distributed memory architectures in general|based on the Bulk Synchronous Parallel (BSP) model. BSPk emphasizes efficiency in communication by minimizing local memory-to-memory copying, and in barrier synchronization by not forcing a process to wait unless it needs remote data. Both the message passing (MP) and distributed shared memory (DSM) programming styles are supported in BSPk. MP helps processes efficiently exchange short-lived unnamed data values, when the identity of either the sender or receiver is known to the other party. By contrast, DSM supports communication between processes that may be mutually anonymous, so long as they can agree on variable names in which to store shared temporary or long-lived data.

Bulk synchronous parallelization of industrial electromagentic software

The parallelization of existing/industrial electromagnetic software using the bulk synchronous parallel (BSP) computation model is presented. The software employs the finite element method with a preconditioned conjugate gradient-type solution for the resulting linear systems of equations. A geometric mesh-partitioning approach is applied within the BSP framework for the assembly and solution phases of the finite element computation. This is combined with a nongeometric, data-driven parallel quadrature procedure for the evaluation of right-hand-side terms in applications involving coil fields. A similar parallel decomposition is applied to the parallel calculation of electron beam trajectories required for the design of tube devices. The BSP parallelization approach adopted is fully portable, conceptually simple, and cost-effective, and it can be applied to a wide range of finite element applications not necessarily related to electromagnetics.

Levels of glucose and triglycerides in seminal plasma and spermatic motility in guinea pig fed with 10% more in digestible energy

The objective the study was to determine the levels of glucose and triglycerides in seminal plasma of 10 guinea pigs, which were fed for a period of 2 months with a diet containing 10% more ED. The level of glucose found in seminal plasma was 11.59 ± 0.5 mg/dL and triglyceride value was 55.95 ± 3.2 mg/dL, while the motility was 97% on average. We conclude that in guinea pigs the levels both glucose and triglycerides were increased by major level of ED in feed, but the spermatic motility was not.

Avaliação das aprendizagens no ensino superior: estudo de um sistema de avaliação nas unidades curriculares de projeto de simulação empresarial

Com a preocupação de suprir lacunas evidenciadas pelo ensino tradicional típico do Curso de Contabilidade e Administração do Instituto Superior de Contabilidade e Administração do Porto, introduziu-se no seu sistema de ensino as unidades curriculares de Projeto de Simulação Empresarial I e II (PSE I e PSE II), que, pela sua singularidade e especificidades, denominamos de Ambiente Empresarial. A particularidade deste processo de formação, centrado no desenvolvimento de competências, molda a metodologia do ensino, da aprendizagem e da avaliação. De destacar que o sistema de avaliação das aprendizagens introduzido está construído numa base informática de recolha contínua e ponderação sistemática de uma série de indicadores. A presente tese tem como objetivo estudar as potencialidades e constrangimentos do sistema de avaliação utilizado nas unidades curriculares referidas. Pretendemos, em particular, analisar em que medida este sistema beneficia o sucesso escolar dos estudantes, em resultado de uma melhoria no processo de aprendizagem e, consequentemente, no desenvolvimento das competências dos estudantes. No decorrer dos anos letivos de 2008-2009 e de 2009-2010, segundo e primeiro semestres, respetivamente, recolhemos dados qualitativos e quantitativos através de questionários aos estudantes e entrevistas aos docentes e ao responsável pela coordenação das unidades curriculares. Os resultados do estudo levantaram uma série de questões relacionadas com a avaliação e a forma como esta desenvolve nos estudantes uma diferente postura no que concerne ao processo de ensino e aprendizagem. A centralidade no estudante como foco deste sistema de avaliação possibilita a autorregulação da aprendizagem através da retroação. O trabalho individual e de grupo apresentam-se como principais fatores no desenvolvimento das competências genéricas (relacionais) e comportamentais.

Étude du mécanisme de protection des spermatozoïdes de mammifères par le lait

Le lait écrémé est utilisé depuis plus d’un demi-siècle comme diluant protecteur des spermatozoïdes de mammifères. Depuis quelques années, il existe une demande grandissante pour des diluants exempts de produits d’origine animale. Toutefois, le mécanisme par lequel le lait protège les spermatozoïdes n’est pas connu, ce qui rend difficile de lui trouver un substitut. Les protéines majeures du plasma séminal de taureau, les protéines « Binder of SPerm » (BSP), sont néfastes lors de la conservation de la semence. Les spermatozoïdes sont en contact avec une grande concentration de protéines BSP qui stimulent une extraction continuelle de cholestérol/phospholipides de leur membrane plasmique. Les lipoprotéines de faible densité (LDL) du jaune d’oeuf, un autre composé utilisé dans les diluants, empêcheraient les protéines BSP de se lier à la membrane des spermatozoïdes de taureaux et de stimuler un efflux des lipides membranaires, ce qui les protégerait durant la conservation. Notre hypothèse était que les protéines du lait protègent les spermatozoïdes durant la conservation en séquestrant les protéines BSP. Premièrement, nous avons démontré par filtration sur gel qu’il y a une interaction entre les protéines BSP bovines et les protéines du lait. Le lait écrémé a été fractionné en trois fractions : F1 (alpha-lactalbumine, bêta-lactoglobuline et caséine kappa), F2 (toutes les protéines du lait) et F3 (sels, sucres et petits peptides). Les protéines BSP1 et BSP5 ont une affinité plus grande pour F1 que BSP3, tandis que toutes les protéines BSP ont une affinité pour F2. Le titrage calorimétrique isotherme a permis de confirmer l’interaction entre les protéines BSP et les protéines du lait. L’association entre la protéine BSP1 bovine et les micelles de caséines est caractérisée par une constante d’affinité (Ka) de 3.5 × 10^5 M-1 et un paramètre stoichiométrique (n) de 4,5 BSP1 pour une caséine. L’association entre la protéine BSP1 bovine et l’alpha-lactalbumine (une protéine du sérum principale), est caractérisée par un Ka de 2.4 × 10^5 M-1 et une valeur “n” de 0,8. Ces résultats indiquent que le lait protège les spermatozoïdes bovins en séquestrant les protéines BSP grâce à une interaction protéine : protéine, tandis que le jaune d’oeuf les protège grâce à une interaction protéine : lipoprotéine. Deuxièmement, nous avons démontré par filtration sur gel que les protéines homologues aux BSP bovines retrouvées dans le plasma séminal de porc, d’étalon et de bélier ont une affinité avec les protéines du lait, ce qui suggère que le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait pourrait être le même chez ces espèces. Troisièmement, nous avons caractérisé l’interaction entre BSP1 bovine et les LDL du jaune d’oeuf qui a un Ka de 3.4 ± 0.4 × 10^6 M-1 et une valeur de « n » de 104 BSP1 pour une particule de LDL, indiquant qu’il existe des différences entre le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait et le jaune d’oeuf. Nous croyons que les résultats présentés dans cette thèse aideront à créer de nouveaux diluants ne contenant pas de produits d’origine animale afin de cryoconserver les spermatozoïdes des mammifères.

Rôle de protéines épididymaires humaines et murines dans les fonctions spermatiques

L’infertilité affecte jusqu’à 15-20% des couples en âge de se reproduire. C’est pourquoi, mieux comprendre les mécanismes à la base de la fécondation est essentiel pour l’identification de nouvelles causes d’infertilité et l’optimisation des techniques de reproduction assistée. La capacitation est une étape de la maturation des spermatozoïdes qui se déroule dans le tractus génital femelle. Elle est requise pour la fécondation d’un ovocyte. Notre laboratoire a démontré que des protéines du plasma séminal bovin, appelées protéines Binder of SPerm (BSP), se lient aux phospholipides portant des groupements choline à la surface de la membrane des spermatozoïdes lors de l’éjaculation et promeuvent la capacitation. Ces protéines exprimées par les vésicules séminales sont ubiquitaires chez les mammifères et ont été étudiées chez plusieurs espèces dont l’étalon, le porc, le bouc et le bélier. Récemment, l’expression de gènes homologues aux BSP a été découverte dans les épididymes d’humains (BSPH1) et de souris (Bsph1 et Bsph2). Notre hypothèse est que les BSP chez ces deux espèces sont ajoutées aux spermatozoïdes lors de la maturation épididymaire et ont des rôles dans les fonctions spermatiques, similaires à ceux des protéines BSP bovines. Les protéines BSP humaines et murines représentent une faible fraction des protéines totales du plasma séminal. Pour cette raison, afin d’étudier leurs caractéristiques biochimiques et fonctionnelles, des protéines recombinantes ont été produites. Les protéines recombinantes ont été exprimées dans des cellules Escherichia coli origami B(DE3)pLysS en utilisant un vecteur d’expression pET32a. Suivant la lyse cellulaire, les protéines ont été dénaturées avec de l’urée et purifiées par chromatographie d’affinité sur ions métalliques immobilisés. Une fois liées à la colonne, les protéines ont été repliées à l’aide d’un gradient d’urée décroissant avant d’être éluées. Cette méthode a mené à la production de trois protéines recombinantes (rec-BSPH1 humaine, rec-BSPH1 murine et rec-BSPH2 murine) pures et fonctionnelles. Des expériences de chromatographie d’affinité et de co-sédimentation nous ont permis de démontrer que les trois protéines peuvent se lier à des ligands connus des protéines BSP comme la gélatine et l’héparine en plus de pouvoir se lier aux spermatozoïdes. Nos études ont également révélées que les deux protéines rec-BSPH1 peuvent se lier aux liposomes de phosphatidylcholine (PC) et sont capable de promouvoir la capacitation des spermatozoïdes. À l’opposé, rec-BSPH2 ne peut ni se lier aux liposomes de PC, ni stimuler la capacitation. Finalement, les protéines recombinantes n’ont aucun effet sur la réaction acrosomique ou sur la motilité des spermatozoïdes. Chez les bovins, les protéines BSP induisent la capacitation grâce des interactions avec les lipoprotéines de haute densité (HDL) et les glycosaminoglycanes. Puisque le HDL est également un joueur important de la capacitation chez la souris, le rôle de la protéine native BSPH1 murine au niveau de la capacitation induite par le HDL a été étudié. Les résultats obtenus suggèrent que, in vivo, la protéine BSPH1 de souris serait impliquée dans la capacitation via une interaction directe avec le HDL. Comme les protéines BSPH1 humaines et murines sont orthologues, ces résultats pourraient aussi s’appliquer à la fertilité humaine. Les résultats présentés dans cette thèse pourraient mener à une meilleure compréhension de la fertilité masculine et aider à améliorer les techniques de reproduction assistée. Ils pourraient également mener au développement de nouveaux tests diagnostiques ou de contraceptifs masculins.

Space partitioning for scalable K-means

K-Means is a popular clustering algorithm which adopts an iterative refinement procedure to determine data partitions and to compute their associated centres of mass, called centroids. The straightforward implementation of the algorithm is often referred to as `brute force' since it computes a proximity measure from each data point to each centroid at every iteration of the K-Means process. Efficient implementations of the K-Means algorithm have been predominantly based on multi-dimensional binary search trees (KD-Trees). A combination of an efficient data structure and geometrical constraints allow to reduce the number of distance computations required at each iteration. In this work we present a general space partitioning approach for improving the efficiency and the scalability of the K-Means algorithm. We propose to adopt approximate hierarchical clustering methods to generate binary space partitioning trees in contrast to KD-Trees. In the experimental analysis, we have tested the performance of the proposed Binary Space Partitioning K-Means (BSP-KM) when a divisive clustering algorithm is used. We have carried out extensive experimental tests to compare the proposed approach to the one based on KD-Trees (KD-KM) in a wide range of the parameters space. BSP-KM is more scalable than KDKM, while keeping the deterministic nature of the `brute force' algorithm. In particular, the proposed space partitioning approach has shown to overcome the well-known limitation of KD-Trees in high-dimensional spaces and can also be adopted to improve the efficiency of other algorithms in which KD-Trees have been used.

PARALLEL ALGORITHMS FOR MAXIMAL CLIQUES IN CIRCLE GRAPHS AND UNRESTRICTED DEPTH SEARCH

We present parallel algorithms on the BSP/CGM model, with p processors, to count and generate all the maximal cliques of a circle graph with n vertices and m edges. To count the number of all the maximal cliques, without actually generating them, our algorithm requires O(log p) communication rounds with O(nm/p) local computation time. We also present an algorithm to generate the first maximal clique in O(log p) communication rounds with O(nm/p) local computation, and to generate each one of the subsequent maximal cliques this algorithm requires O(log p) communication rounds with O(m/p) local computation. The maximal cliques generation algorithm is based on generating all maximal paths in a directed acyclic graph, and we present an algorithm for this problem that uses O(log p) communication rounds with O(m/p) local computation for each maximal path. We also show that the presented algorithms can be extended to the CREW PRAM model.