Representation of functional dependencies in relational databases using linear graphs

Functional dependencies in relational databases are investigated. Eight binary relations, viz., (1) dependency relation, (2) equipotence relation, (3) dissidence relation, (4) completion relation, and dual relations of each of them are described. Any one of these eight relations can be used to represent the functional dependencies in a database. Results from linear graph theory are found helpful in obtaining these representations. The dependency relation directly gives the functional dependencies. The equipotence relation specifies the dependencies in terms of attribute sets which functionally determine each other. The dissidence relation specifies the dependencies in terms of saturated sets in a very indirect way. Completion relation represents the functional dependencies as a function, the range of which turns out to be a lattice. Depletion relation which is the dual of the completion relation can also represent functional dependencies and similarly can the duals of dependency, equipotence, and dissidence relations. The class of depleted sets, which is the dual of saturated sets, is defined and used in the study of depletion relations.

Representation of functional dependencies in relational databases using linear graphs

Functional dependencies in relational databases are investigated. Eight binary relations, viz., (1) dependency relation, (2) equipotence relation, (3) dissidence relation, (4) completion relation, and dual relations of each of them are described. Any one of these eight relations can be used to represent the functional dependencies in a database. Results from linear graph theory are found helpful in obtaining these representations. The dependency relation directly gives the functional dependencies. The equipotence relation specifies the dependencies in terms of attribute sets which functionally determine each other. The dissidence relation specifies the dependencies in terms of saturated sets in a very indirect way. Completion relation represents the functional dependencies as a function, the range of which turns out to be a lattice. Depletion relation which is the dual of the completion relation can also represent functional dependencies and similarly can the duals of dependency, equipotence, and dissidence relations. The class of depleted sets, which is the dual of saturated sets, is defined and used in the study of depletion relations.

Statistical properties of entropy-consuming fluctuations in jammed states of laponite suspensions: Fluctuation relations and generalized Gumbel distribution

We report a universal large deviation behavior of spatially averaged global injected power just before the rejuvenation of the jammed state formed by an aging suspension of laponite clay under an applied stress. The probability distribution function (PDF) of these entropy consuming strongly non-Gaussian fluctuations follow an universal large deviation functional form described by the generalized Gumbel (GG) distribution like many other equilibrium and nonequilibrium systems with high degree of correlations but do not obey the Gallavotti-Cohen steady-state fluctuation relation (SSFR). However, far from the unjamming transition (for smaller applied stresses) SSFR is satisfied for both Gaussian as well as non-Gaussian PDF. The observed slow variation of the mean shear rate with system size supports a recent theoretical prediction for observing GG distribution.

Idea Competitions under scrutiny: Acquisition, intelligence or public relations mechanism?

Idea Competitions (ICs) are becoming a popular mechanism chosen by firms to perform Open Innovation. They are a way to engage with external sources of knowledge such as individual entrepreneurs and small firms who are asked to submit ideas and compete for a prize. However, little is known about the success of ICs as acquisition mechanisms. The researchers conducted interviews in five multinational companies to evaluate the effects of using ICs as an acquisition mechanism. Although still preliminary, the results of this study show that the success of ICs as an acquisition mechanism remains uncertain because their output (i.e. the number of ideas acquired) is often low compared to the input (i.e. the number of ideas submitted) and effort required to run them (e.g. to vet ideas). Across the cases observed, ICs appear to be more successful at identifying and acquiring early-stage ideas, particularly those outside the current business focus. The study shows that ICs deliver other functional benefits such as improved intelligence and public relations and that these need to be considered as part of the evaluation of the IC's success. The paper concludes by discussing the conditions in which ICs are implemented and the implications for Open Innovation theory. © 2013 Elsevier Inc.

Stock-recruitment relations controlled by feeding interactions alone

Stock-recruitment (S-R) relationships are the centrepiece of fisheries management aimed at achieving maximum sustainable yield (MSY). Here we consider the possibility that the density dependence evident in S-R relations is controlled by feeding interactions alone. We simulate a food-web model with dynamic representations of intra- and interspecific size structure and a linear relation between food intake and hatchling production of adults. Population sizes of individual stocks are modified by imposing additional mortality. The predominant functional forms and the steepness of resulting S-R relationships agree well with observations. We conclude that recruitment is plausibly regulated by feeding interactions alone.

Some Attempts in the Rational Design of Heterogeneous Catalysts Using Density Functional Theory Calculations

Heterogeneous catalysis is of great importance both industrially and academically. Rational design of heterogeneous catalysts is highly desirable, and the computational screening and design method is one of the most promising approaches for rational design of heterogeneous catalysts. Herein, we review some attempts towards the rational catalyst design using density functional theory from our group. Some general relationships and theories on the activity and selectivity are covered, such as the Brønsted–Evans–Polanyi relation, volcano curves/surfaces, chemical potentials, optimal adsorption energy window and energy descriptor of selectivity. Furthermore, the relations of these relationships and theories to the rational design are discussed, and some examples of computational screening and design method are given.

New methodologies for directed functional connectivity applied to brain neuroimaging research

Tese de doutoramento, Engenharia Biomédica e Biofísica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015

Winâ Foy : functional object-oriented programming language

This thesis will introduce a new strongly typed programming language utilizing Self types, named Win--*Foy, along with a suitable user interface designed specifically to highlight language features. The need for such a programming language is based on deficiencies found in programming languages that support both Self types and subtyping. Subtyping is a concept that is taken for granted by most software engineers programming in object-oriented languages. Subtyping supports subsumption but it does not support the inheritance of binary methods. Binary methods contain an argument of type Self, the same type as the object itself, in a contravariant position, i.e. as a parameter. There are several arguments in favour of introducing Self types into a programming language (11. This rationale led to the development of a relation that has become known as matching [4, 5). The matching relation does not support subsumption, however, it does support the inheritance of binary methods. Two forms of matching have been proposed (lJ. Specifically, these relations are known as higher-order matching and I-bound matching. Previous research on these relations indicates that the higher-order matching relation is both reflexive and transitive whereas the f-bound matching is reflexive but not transitive (7]. The higher-order matching relation provides significant flexibility regarding inheritance of methods that utilize or return values of the same type. This flexibility, in certain situations, can restrict the programmer from defining specific classes and methods which are based on constant values [21J. For this reason, the type This is used as a second reference to the type of the object that cannot, contrary to Self, be specialized in subclasses. F-bound matching allows a programmer to define a function that will work for all types of A', a subtype of an upper bound function of type A, with the result type being dependent on A'. The use of parametric polymorphism in f-bound matching provides a connection to subtyping in object-oriented languages. This thesis will contain two main sections. Firstly, significant details concerning deficiencies of the subtype relation and the need to introduce higher-order and f-bound matching relations into programming languages will be explored. Secondly, a new programming language named Win--*Foy Functional Object-Oriented Programming Language has been created, along with a suitable user interface, in order to facilitate experimentation by programmers regarding the matching relation. The construction of the programming language and the user interface will be explained in detail.

Substance P, récepteurs NK1 et neurones à sérotonine : relations anatomiques et fonctionnelles dans le noyau raphe dorsalis

Nous avons étudié les relations anatomiques entre les systèmes de neurotransmission à substance P (SP) et à sérotonine (5-hydroxytryptamine, 5-HT) dans le noyau du raphé dorsal (NRD) du rongeur, afin de mieux comprendre les interactions entre ces systèmes durant la régulation de l’humeur. Le NRD reçoit une innervation SP provenant de l’habenula, et le blocage pharmacologique des récepteurs neurokinine-1 (rNK1) de la SP aurait des effets antidépresseurs. Chez le rongeur, le traitement par les antagonistes des rNK1 s’accompagne d’une désensibilisation des autorécepteurs 5-HT1A de la 5-HT et d’une hausse de l’activité des neurones 5-HT dans le NRD, suggérant des interactions locales entre ces deux systèmes. Dans un premier temps, nous avons démontré par doubles marquages immunocytochimiques en microscopies optique, confocale et électronique, la présence du rNK1 dans une sous-population de neurones 5-HT du NRD caudal. Lors de l’analyse en microscopie électronique, nous avons pu constater que les rNK1 étaient principalement cytoplasmiques dans les neurones 5-HT et membranaires sur les neurones non 5-HT du noyau. Grâce à d’autres doubles marquages, nous avons aussi pu identifier les neurones non-5-HT porteurs de rNK1 comme étant GABAergiques. Nous avons ensuite combiné l’immunomarquage de la SP avec celui du rNK1, dans le but d’examiner les relations entre les terminaisons (varicosités *) axonales SP et les neurones 5-HT (pourvus de rNK1 cytoplasmiques du NRD caudal. En simple marquage de la SP, nous avons pu estimer à 41% la fréquence avec laquelle les terminaisons SP font synapse. Dans le matériel doublement marqué pour la SP et son récepteur, les terminaisons SP ont été fréquemment retrouvées en contact direct ou à proximité des dendrites munies de rNK1 cytoplasmiques, mais toujours éloignées des dendrites à rNK1 membranaires. Pour tester l’hypothèse d’une internalisation soutenue des rNK1 par la SP dans les neurones 5-HT, nous avons ensuite examiné la localisation subcellulaire du récepteur chez le rat traité avec un antagoniste du rNK1, le RP67580. La densité du marquage des rNK1 a été mesurée dans le cytoplasme et sur la membrane des deux types de dendrites (5-HT: rNK1 cytoplasmiques; non 5-HT: rNK1 membranaires). Une heure après une injection unique de l’antagoniste, la distribution du rNK1 est apparue inchangée dans les deux types de neurones (5-HT et non 5-HT). Par contre, après un traitement quotidien de 7 ou 21 jours avec l’antagoniste, nous avons mesuré une augmentation significative des densités cytoplasmique et membranaire du rNK1 dans les neurones 5-HT, sans aucun changement dans les neurones non 5-HT. Ces traitements ont aussi augmenté l’expression du gène rNK1 dans le NRD. Enfin, nous avons mesuré une hausse de la densité membranaire du rNK1 dans les neurones 5-HT, sans hausse de densité cytoplasmique, par suite d’une lésion bilatérale de l’habenula. Ces résultats confortent l’hypothèse d’une activation et d’une internalisation soutenues des rNK1 par la SP dans les neurones 5-HT du NRD caudal. Ils suggèrent aussi que le trafic des rNK1 dans les neurones 5-HT du NRD représente un mécanisme cellulaire en contrôle de l’activation du système 5-HT par les afférences SP en provenance de l’habenula.

Impacts de l’intensification agricole et de la structure du paysage sur les relations tri – trophiques entre un oiseau hôte, des mouches ectoparasites et leur parasitoïdes.

L’intensification des pratiques agricoles a été identifiée comme cause majeure du déclin de la biodiversité. Plusieurs études ont documenté l’impact de la fragmentation du paysage naturel et de l’agriculture intensive sur la diversité des espèces, mais très peu ont quantifié le lien entre la structure du paysage et les interactions trophiques, ainsi que les mécanismes d’adaptation des organismes. J’ai étudié un modèle biologique à trois niveaux trophiques composé d’un oiseau hôte, l’hirondelle bicolore Tachycineta bicolor, de mouches ectoparasites du genre Protocalliphora et de guêpes parasitoïdes du genre Nasonia, au travers d’un gradient d’intensification agricole dans le sud du Québec. Le premier objectif était de déterminer l’abondance des espèces de mouches ectoparasites et de leurs guêpes parasitoïdes qui colonisent les nids d’hirondelles dans la zone d’étude. La prévalence de nids infectés par Protocalliphora spp. était de 70,8% en 2008 et 34,6% en 2009. Le pourcentage de nids comprenant des pupes de Protocalliphora parasitées par Nasonia spp. était de 85,3% en 2008 et 67,2% en 2009. Trois espèces de Protocalliphora ont été observées (P. sialia, P. bennetti et P. metallica) ainsi que deux espèces de Nasonia (N. vitripennis et N. giraulti). Il s’agit d’une première mention de P. bennetti et de N. giraulti dans la province de Québec. Mon deuxième objectif était d’évaluer l’impact de l’intensification agricole et de la structure du paysage sur les relations tri-trophiques entre les organismes à l’étude. Les résultats révèlent que les réponses à la structure du paysage de l’hirondelle, de l’ectoparasite et de l’hyperparasite dépendantent de l’échelle spatiale. L’échelle spatiale fonctionnelle à laquelle les espèces répondent le plus varie selon le paramètre du paysage modélisé. Les analyses démontrent que l’intensification des pratiques agricoles entraîne une diminution des populations d’oiseaux, d’ectoparasites et d’hyperparasites. De plus, les populations de Protocalliphora et de Nasonia sont menacées en paysage intensif puisque la dégradation du paysage associée à l’intensification des pratiques agricoles agit directement sur leurs populations et indirectement sur les populations de leurs hôtes. Mon troisième objectif était de caractériser les mécanismes comportementaux permettant aux guêpes de composer avec la variabilité de la structure du paysage et de la qualité des hôtes. Nos résultats révèlent que les femelles Nasonia ajustent la taille de leur ponte en fonction de la taille de la pupe hôte et de l’incidence d’hyperparasitisme. Le seul facteur ayant une influence déterminante sur le ratio sexuel est la proportion de paysage dédié à l’agriculture intensive. Aucune relation n’a été observée entre la structure du paysage et la taille des filles et des fils produits par les femelles Nasonia fondatrices. Ce phénomène est attribué aux comportements d’ajustement de la taille de la ponte et du ratio sexuel. En ajustant ces derniers, minimisant ainsi la compétition entre les membres de leur progéniture, les femelles fondatrices sont capables de maximiser la relation entre la disponibilité des ressources et la valeur sélective de leur progéniture. En conclusion, ce travail souligne l’importance de considérer le contexte spatial des interactions trophiques, puisqu’elles influencent la biodiversité locale et le fonctionnement de l’écosystème.

Analyse des relations entre plasticité architecturale des buissons et prolifération de leurs populations

Réalisé en cotutelle avec l'Université Montpellier II

Classification et relations entre les traits fonctionnels des crustacés zooplanctoniques : de l’organisme à l’écosystème

Les écologistes reconnaissent depuis longtemps que les organismes sont soutenus par le flux, l’emmagasinage et le renouvellement d’énergie et de matériel de l’écosystème, puisqu’ils sont nécessaires au métabolisme biologique et à la construction de biomasse. L’importance des organismes dans la régularisation des processus écosystémiques est maintenant de plus en plus considérée. Situé au centre des chaînes trophiques aquatiques, le zooplancton influence les flux d’énergie et de matériel dans les écosystèmes. Plusieurs de leurs caractéristiques sont connues comme étant de bons indicateurs de leur effet sur l’environnement, notamment leur taille, contenu corporel et taux métabolique. La plupart de ces caractéristiques peuvent être appelées « traits fonctionnels ». Alors que l’emploi des traits devient de plus en plus populaire en écologie des communautés aquatiques, peu ont su utiliser cette approche afin de concrètement lier la structure des communautés zooplanctoniques aux processus écosystémiques. Dans cette étude, nous avons colligé les données provenant d’une grande variété de littérature afin de construire une base de données sur les traits du zooplancton crustacé contribuant directement ou indirectement aux flux de C, N et P dans les écosystèmes. Notre méta-analyse a permis d’assembler plus de 9000 observations sur 287 espèces et d’identifier par le fait même ce qu’il manque à nos connaissances. Nous avons examiné une série de corrélations croisées entre 16 traits, dont 35 étaient significatives, et avons exploré les relations entre les unités taxonomiques de même qu’entre les espèces marines et d’eaux douces. Notre synthèse a entre autres révélé des patrons significativement différents entre le zooplancton marin et dulcicole quant à leur taux de respiration et leur allométrie (masse vs. longueur corporelle). Nous proposons de plus une nouvelle classification de traits liant les fonctions des organismes à celles de l’écosystème. Notre but est d’offrir une base de données sur les traits du zooplancton, des outils afin de mieux lier les organismes aux processus écosystémiques et de stimuler la recherche de patrons généraux et de compromis entre les traits.

Relations entre la mobilité, la condition physique et les fonctions cognitives dans une perspective de vieillissement sain

Thèse effectuée en cotutelle (Université de Poitiers, France)

Characterization theorem for classical orthogonal polynomials on non-uniform lattices: The functional approach

Using the functional approach, we state and prove a characterization theorem for classical orthogonal polynomials on non-uniform lattices (quadratic lattices of a discrete or a q-discrete variable) including the Askey-Wilson polynomials. This theorem proves the equivalence between seven characterization properties, namely the Pearson equation for the linear functional, the second-order divided-difference equation, the orthogonality of the derivatives, the Rodrigues formula, two types of structure relations,and the Riccati equation for the formal Stieltjes function.

Intraindividual relations between achievement goals and discrete achievement emotions: an experience sampling approach

Theories on the link between achievement goals and achievement emotions focus on their within-person functional relationship (i.e., intraindividual relations). However, empirical studies have failed to analyze these intraindividual relations and have instead examined between-person covariation of the two constructs (i.e., interindividual relations). Aiming to better connect theory and empirical research, the present study (N = 120 10th grade students) analyzed intraindividual relations by assessing students’ state goals and emotions using experience sampling (N = 1,409 assessments within persons). In order to replicate previous findings on interindividual relations, students’ trait goals and emotions were assessed using self-report questionnaires. Despite being statistically independent, both types of relations were consistent with theoretical expectations, as shown by multi-level modeling: Mastery goals were positive predictors of enjoyment and negative predictors of boredom and anger; performance-approach goals were positive predictors of pride; and performance-avoidance goals were positive predictors of anxiety and shame. Reasons for the convergence of intra- and interindividual findings, directions for future research, and implications for educational practice are discussed.