Efficient Cache Exploration Method for a Tiled Chip Multiprocessor

Past studies use deterministic models to evaluate optimal cache configuration or to explore its design space. However, with the increasing number of components present on a chip multiprocessor (CMP), deterministic approaches do not scale well. Hence, we apply probabilistic genetic algorithms (GA) to determine a near-optimal cache configuration for a sixteen tiled CMP. We propose and implement a faster trace based approach to estimate fitness of a chromosome. It shows up-to 218x simulation speedup over the cycle-accurate architectural simulation. Our methodology can be applied to solve other cache optimization problems such as design space exploration of cache and its partitioning among applications/ virtual machines.

TCP: thread contention predictor for parallel programs

With proliferation of chip multicores (CMPs) on desktops and embedded platforms, multi-threaded programs have become ubiquitous. Existence of multiple threads may cause resource contention, such as, in on-chip shared cache and interconnects, depending upon how they access resources. Hence, we propose a tool - Thread Contention Predictor (TCP) to help quantify the number of threads sharing data and their sharing pattern. We demonstrate its use to predict a more profitable shared, last level on-chip cache (LLC) access policy on CMPs. Our cache configuration predictor is 2.2 times faster compared to the cycle-accurate simulations. We also demonstrate its use for identifying hot data structures in a program which may cause performance degradation due to false data sharing. We fix layout of such data structures and show up-to 10% and 18% improvement in execution time and energy-delay product (EDP), respectively.

Toward a Scalable Working Set Size Estimation Method and Its Application for Chip Multiprocessors

It is essential to accurately estimate the working set size (WSS) of an application for various optimizations such as to partition cache among virtual machines or reduce leakage power dissipated in an over-allocated cache by switching it OFF. However, the state-of-the-art heuristics such as average memory access latency (AMAL) or cache miss ratio (CMR) are poorly correlated to the WSS of an application due to 1) over-sized caches and 2) their dispersed nature. Past studies focus on estimating WSS of an application executing on a uniprocessor platform. Estimating the same for a chip multiprocessor (CMP) with a large dispersed cache is challenging due to the presence of concurrently executing threads/processes. Hence, we propose a scalable, highly accurate method to estimate WSS of an application. We call this method ``tagged WSS (TWSS)'' estimation method. We demonstrate the use of TWSS to switch-OFF the over-allocated cache ways in Static and Dynamic NonUniform Cache Architectures (SNUCA, DNUCA) on a tiled CMP. In our implementation of adaptable way SNUCA and DNUCA caches, decision of altering associativity is taken by each L2 controller. Hence, this approach scales better with the number of cores present on a CMP. It gives overall (geometric mean) 26% and 19% higher energy-delay product savings compared to AMAL and CMR heuristics on SNUCA, respectively.

Real-time magnetic resonance imaging and electromagnetic articulography database for speech production research (TC)

USC-TIMIT is an extensive database of multimodal speech production data, developed to complement existing resources available to the speech research community and with the intention of being continuously refined and augmented. The database currently includes real-time magnetic resonance imaging data from five male and five female speakers of American English. Electromagnetic articulography data have also been presently collected from four of these speakers. The two modalities were recorded in two independent sessions while the subjects produced the same 460 sentence corpus used previously in the MOCHA-TIMIT database. In both cases the audio signal was recorded and synchronized with the articulatory data. The database and companion software are freely available to the research community. (C) 2014 Acoustical Society of America.

Emergent photophenomena in three dimensional van der Waals heterostructures

We report on the fabrication and observation of emergent opto-electronic phenomena in three dimensional, micron-sized van der Waals heterostructures self-assembled from atomic layers of graphene and hexagonal boron nitride in varying ratios.

A framework to integrate design knowledge reuse and requirements management in engineering design

This paper presents a framework to integrate requirements management and design knowledge reuse. The research approach begins with a literature review in design reuse and requirements management to identify appropriate methods within each domain. A framework is proposed based on the identified requirements. The framework is then demonstrated using a case study example: vacuum pump design. Requirements are presented as a component of the integrated design knowledge framework. The proposed framework enables the application of requirements management as a dynamic process, including capture, analysis and recording of requirements. It takes account of the evolving requirements and the dynamic nature of the interaction between requirements and product structure through the various stages of product development.

Manufacturing knowledge verification in design support systems

This paper identifies the need for a verification methodology for manufacturing knowledge in design support systems; and proposes a suitable methodology based on the concept of ontological commitment and the PSL ontology (ISO/CD18629). The use of the verification procedures within an overall system development methodology is examined, and an understanding of how various categories of manufacturing knowledge (typical to design support systems) map onto the PSL ontology is developed. This work is also supported by case study material from industrial situations, including the casting and machining of metallic components. The PSL ontology was found to support the verification of most categories of manufacturing knowledge, and was shown to be particularly suited to process planning representations. Additional concepts and verification procedures were however needed to verify relationships between products and manufacturing processes. Suitable representational concepts and verification procedures were therefore developed, and integrated into the proposed knowledge verification methodology.

The use of water soluble mucoadhesive gels for the intravesical delivery of epirubicin to the bladder for the treatment of non-muscle invasive bladder cancer

Objectives: To develop an epirubicin-loaded, water-soluble mucoadhesive gels that have the correct rheological properties to facilitate their delivery into the bladder via a catheter, while allowing for their spread across the bladder wall with limited expansion of the bladder and increasing the retention of epirubicin in the bladder and flushing with urine.

Methods: Epirubicin-loaded hydroxyl ethyl cellulose (HEC) and hydroxy propyl methyl cellulose (HPMC) gels were manufactured and tested for their rheological properties. Their ability to be pushed through a catheter was also assessed as was their in-vitro drug release, spreading in a bladder and retention of epirubicin after flushing with simulated urine.

Key findings: Epirubicin drug release was viscosity-dependent. The 1 and 1.5% HEC gels and the 1, 1.5 and 2% HPMC gels had the correct viscosity to be administered through a model catheter and spread evenly across the bladder wall under the pressure of the detrusor muscle. The epirubicin-loaded gels had an increased retention time in the bladder when compared with a standard intravesical solution of epirubicin, even after successive flushes with simulated urine.

Conclusion: The increased retention of epirubicin in the bladder by the HEC and HPMC gels warrant further investigation, using an in-vivo model, to assess their potential for use as treatment for non-muscle-invasive bladder cancer.

Quantitative Centromere Epigenetics

A PhD is like a box of chocolates, …… and in this thesis I will present what I got. My work has been focused on a cellular structure that is essential for accurate genome inheritance: the centromere. Centromeres are chromosomal domains that do not rely on the presence of any specific DNA sequence. Rather, they are determined by the presence of a histone variant called CENP-A. Stable transmission of CENP-A containing chromatin is accomplished through 1) an unusually high level of protein stability, 2) selfdirected recruitment of nascent CENP-A near existing molecules, and 3) strict cell cycle regulation of assembly. Together, these features lead to a self-sustaining loop that allows for epigenetic maintenance of centromeres.(...)

Modulation du cytochrome P450 par l’insuffisance rénale chronique dans un modèle murin transgénique

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est associée à une diminution de la clairance métabolique des médicaments résultant en partie de l’inhibition des cytochromes P450 (CYP450) et des enzymes de phase II, notamment la N-acétyltransférase 2 (NAT2), tel que démontré chez le rat. Nous avons précédemment démontré le rôle de l'hormone parathyroïdienne (PTH) dans la diminution des CYP450 hépatiques chez le rat souffrant d’IRC. Toutefois, l’étude des mécanismes sous-jacents pouvant être facilitée par l’utilisation de souris transgéniques, l’objectif de cette étude consiste à confirmer ces résultats dans un modèle murin. D’abord, afin de valider ce modèle expérimental, une IRC a été induite par néphrectomie subtotale 3/4 chez des souris C57BL/6, puis l’expression protéique et génique des CYP450 et de la Nat2 hépatiques a été étudiée. Les résultats indiquent que l’IRC induit effectivement une diminution d’expression de ces enzymes dans un modèle murin. Ensuite, des souris mutantes pour le gène codant la PTH (PTH-/-) et les souris correspondantes de type sauvage (PTH+/+) ont été néphrectomisées, puis l’expression protéique et génique des CYP450 hépatiques a été analysée. Si la PTH est responsable de la diminution du CYP450 en situation d’IRC, les souris PTH-/- atteintes d’IRC ne devraient présenter aucune baisse d’expression. Les résultats obtenus pour les souris PTH-/- ne peuvent être interprétés, puisque chez les souris PTH+/+ atteintes d'IRC, le CYP450 hépatique est inchangé par rapport aux souris PTH+/+ témoins. Des expériences supplémentaires seront requises afin de déterminer si la régulation à la baisse du CYP450 précédemment observée est contrecarrée par l’absence de PTH.

Biogenesis of the C. elegans germline syncytium: from nucleation to maturation

La vie commence par la fusion des gamètes pour générer un zygote, dans lequel les constituants à la fois de l'ovocyte et des spermatozoïdes sont partagés au sein d'un syncytium. Le syncytium consiste en des cellules ou tissus dans lesquels des cellules nucléées individuelles distinctes partagent un cytoplasme commun. Alors que l’avantage du syncytium durant la fécondation est tout à fait évident, les syncytia se produisent également dans de nombreux contextes de développement différents dans les plantes, les champignons et dans le règne animal, des insectes aux humains, pour des raisons qui ne sont pas immédiatement évidentes. Par exemple, la lignée germinale de nombreuses espèces de vertébrés et d'invertébrés, des insectes aux humains, présente une structure syncytiale, suggérant que les syncytia constituent des phases conservées de développement de la lignée germinale. Malgré la prévalence commune des syncytia, ces derniers ont cependant confondu les scientifiques depuis des décennies avec des questions telles que la façon dont ils sont formés et maintenus en concurrence avec leurs homologues diploïdes, et quels sont les avantages et les inconvénients qu'ils apportent. Cette thèse va décrire l'utilisation de la lignée germinale syncytiale de C. elegans afin d'approfondir notre compréhension de l'architecture, la fonction et le mode de formation des tissus syncytiaux. Les cellules germinales (CGs) dans la lignée germinale de C. elegans sont interconnectées les unes aux autres par l'intermédiaire de structures appelées des anneaux de CG. En utilisant l'imagerie des cellules vivantes, nous avons d'abord analysé l'architecture syncytiale de la lignée germinale au long du développement et démontré que la maturation de l'anneau de CG se produit progressivement au cours de la croissance des larves et que les anneaux de CG sont composés de myosine II, de l'anilline canonique ANI-1, et de la courte isoforme d’anilline ANI-2, qui n'a pas les domaines de liaison à l’actine et à la myosine, depuis le premier stade larvaire, L1. Parmi les composants de l'anneau de CG, ANI-2 est exprimé au cours du développement et exclusivement enrichi entre les deux CGs primordiales (CGPs) au cours de l'embryogenèse de C. elegans, indiquant qu’ANI-2 est un composant bona fide des anneaux de CG. Nous avons en outre montré que les anneaux de CG sont largement absents dans les animaux mutants pour ani-2, montrant que leur maintien repose sur l'activité d'ANI-2. Contrairement à cela, nous avons trouvé que la déplétion d’ANI-1 a augmenté à la fois le diamètre des anneaux de CG et la largeur du rachis. Fait intéressant, la déplétion d’ANI-1 dans les mutants d’ani-2 a sauvé les défauts d'anneaux de CG des gonades déficientes en ani-2, ce qui suggère que l'architecture syncytiale de la lignée germinale de C. elegans repose sur un équilibre de l'activité de ces deux protéines Anilline. En outre, nous avons montré que lors de leur entrée à l'âge adulte, les mutants ani-2 présentent de sévères défauts de multinucléation des CGs qui découlent de l'effondrement des membranes de séparation des CGs individuelles. Cette multinucléation a coïncidé avec le début de la diffusion cytoplasmique, dont le blocage réduit la multinucléation des gonades mutantes pour ani-2, suggérant que les anneaux de CG résistent au stress mécanique associé au processus de diffusion cytoplasmique. En accord avec cela, nous avons trouvé aussi que la gonade peut soutenir la déformation élastique en réponse au stress mécanique et que cette propriété repose sur la malléabilité des anneaux de CGs. Dans une étude séparée afin de comprendre le mécanisme de formation du syncytium, nous avons suivi la dynamique de division de la cellule précurseur de la lignée germinale, P4 en deux CGP dans l’embryon de C. elegans. Nous avons démontré que les CGPs commencent la cytocinèse de manière similaire aux cellules somatiques, en formant un sillon de clivage, qui migre correctement et transforme ainsi l'anneau contractile en anneau de « midbody ring » (MBR), une structure qui relie de manière transitoire les cellules en division. Malgré cela, les CGPs, contrairement à leurs homologues somatiques, ne parviennent pas à accomplir la dernière étape de la cytocinèse, qui est la libération abscission-dépendante du MBR. Au lieu de cela, le MBR persiste à la frontière entre les CGPs en division et subit une réorganisation et une maturation pour se transformer finalement en structures en forme d'anneau qui relient les cellules en division. Nous montrons en outre que les composants du MB/MBR; UNC-59Septin, CYK-7, ZEN-4Mklp1, RHO-1RhoA sont localisés à des anneaux de CG au long du développement de la lignée germinale du stade L1 à l'âge adulte, ce qui suggère que les anneaux de CG sont dérivés des MBR. Bien qu'il reste encore beaucoup à faire pour comprendre pleinement le mécanisme précis de la formation du syncytium, le maintien, ainsi que la fonction du syncytium, nos résultats appuient un modèle dans lequel la stabilisation du MBR et la cytocinèse incomplète pourraient être une option conservée dans l’évolution pour la formation du syncytium. En outre, notre travail démontre que les régulateurs de la contractilité peuvent jouer un rôle dans la maturation et l’élasticité de l'anneau de CG au cours du développement de la lignée germinale, fournissant un ajout précieux pour une plus ample compréhension de la syncytiogenèse et de sa fonction.

Aportes de la Unión Europea al desarrollo sostenible de Colombia: diagnóstico de la cooperación en el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo del Milenio en el periodo 2006-2010

La presente investigación diagnóstica busca analizar las dinámicas de cooperación al desarrollo entre la Unión Europea y Colombia para el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo del Milenio, específicamente el Objetivo 7 que busca garantizar la sostenibilidad del medio ambiente.

La educación secundaria y sus dos dimensiones, efectos del barrio y del colegio sobre los resultados saber 11.

Resumen: Este trabajo estudia los resultados en matemáticas y lenguaje de 32000 estudiantes en la prueba saber 11 del 2008, de la ciudad de Bogotá. Este análisis reconoce que los individuos se encuentran contenidos en barrios y colegios, pero no todos los individuos del mismo barrio asisten a la misma escuela y viceversa. Con el fin de modelar esta estructura de datos se utilizan varios modelos econométricos, incluyendo una regresión jerárquica multinivel de efectos cruzados. Nuestro objetivo central es identificar en qué medida y que condiciones del barrio y del colegio se correlacionan con los resultados educacionales de la población objetivo y cuáles características de los barrios y de los colegios están más asociadas al resultado en las pruebas. Usamos datos de la prueba saber 11, del censo de colegios c600, del censo poblacional del 2005 y de la policía metropolitana de Bogotá. Nuestras estimaciones muestran que tanto el barrio como el colegio están correlacionados con los resultados en las pruebas; pero el efecto del colegio parece ser mucho más fuerte que el del barrio. Las características del colegio que están más asociadas con el resultado en las pruebas son la educación de los profesores, la jornada, el valor de la pensión, y el contexto socio económico del colegio. Las características de los barrios más asociadas con el resultado en las pruebas son, la presencia de universitarios en la UPZ, un clúster de altos niveles de educación y nivel de crimen en el barrio que se correlaciona negativamente. Los resultados anteriores fueron hallados teniendo en cuenta controles familiares y personales.

Liderazgo y resiliencia: una revisión de la literatura.

La resiliencia se plantea como aquel factor que permite que los individuos se sobrepongan eficazmente frente a los cambios constantes del entorno, siendo un gran foco de atención del estudio de las organizaciones y su desempeño en el mercado actual. Lo valioso en esta dinámica, es la revisión del término desde una perspectiva de cambio, en donde lo indispensable no es limitarse a superar las disrupciones y crisis presentadas, si no que desde las ciencias sociales se logre ir más allá, tomando este dinamismo como una oportunidad de crecimiento. De igual forma se presenta el liderazgo como aquel atributo que fortalece el desarrollo de la resiliencia en el quehacer diario, logrando con su influencia el bienestar y calidad de vida de los colaboradores, como fin único de su aplicación.