Gross anatomy of the muscle systems of Fasciola hepatica as visualized by phalloidin-fluorescence and confocal microscopy

Neuropeptides, biogenic amines and acetylcholine are expressed abundantly within the nervous systems of parasitic flatworms, and are particularly evident in the innervation of the musculature. Such associations have implicated the nervous system in locomotion, host attachment and reproductive co-ordination. Information on the muscle systems of parasitic flatworms is generally sparse, in particular those muscles associated with the reproductive system, intestinal tract and attachment apparatus. Also, the use of sectioned material has left description of the 3-dimensional organization of the musculature largely unrecorded. Using fluorescein isothiocyanate (FITC)-labelled phalloidin as a site-specific probe for filamentous actin, applied to whole-mount preparations of adult Fasciola hepatica and examined by confocal scanning laser microscopy, the present work reports on the organization of the major muscle systems in this trematode parasite. A highly regular array of outer circular, intermediate longitudinal and inner diagonal fibres distinguishes the body wall musculature, which is also involved in the development of both ventral and oral suckers. Circular fibres dominate the duct walls of the male and female reproductive systems, whereas the muscles of the intestinal tract have a somewhat diffuse arrangement of fibres. An understanding of the structural complexity of the muscle systems of parasitic flatworms is considered as fundamental to the interpretation of results from physiological experiments.

NFA decomposition and multiprocessing architecture for parallel regular expression processing

This work presents a novel algorithm for decomposing NFA automata into one-state-active modules for parallel execution on Multiprocessor Systems on Chip (MP-SoC). Furthermore, performance related studies based on a 16-PE system for Snort, Bro and Linux-L7 regular expressions are presented. ©2009 IEEE.

Tangible applications for regular objects:An end-user model for pervasive computing at home

This paper describes an end-user model for a domestic pervasive computing platform formed by regular home objects. The platform does not rely on pre-planned infrastructure; instead, it exploits objects that are already available in the home and exposes their joint sensing, actuating and computing capabilities to home automation applications. We advocate an incremental process of the platform formation and introduce tangible, object-like artifacts for representing important platform functions. One of those artifacts, the application pill, is a tiny object with a minimal user interface, used to carry the application, as well as to start and stop its execution and provide hints about its operational status. We also emphasize streamlining the user's interaction with the platform. The user engages any UI-capable object of his choice to configure applications, while applications issue notifications and alerts exploiting whichever available objects can be used for that purpose. Finally, the paper briefly describes an actual implementation of the presented end-user model. © (2010) by International Academy, Research, and Industry Association (IARIA).

Improving Recall of Regular Expressions for Information Extraction

Learning or writing regular expressions to identify instances of a specific
concept within text documents with a high precision and recall is challenging.
It is relatively easy to improve the precision of an initial regular expression
by identifying false positives covered and tweaking the expression to avoid the
false positives. However, modifying the expression to improve recall is difficult
since false negatives can only be identified by manually analyzing all documents,
in the absence of any tools to identify the missing instances. We focus on partially
automating the discovery of missing instances by soliciting minimal user
feedback. We present a technique to identify good generalizations of a regular
expression that have improved recall while retaining high precision. We empirically
demonstrate the effectiveness of the proposed technique as compared to
existing methods and show results for a variety of tasks such as identification of
dates, phone numbers, product names, and course numbers on real world datasets

Investigations on polyaniline based systems for technologically important applications and some novel polymers as prospective candidates for fabricating polymer light emitting diodes

Light emitting polymers (LEP) have drawn considerable attention because of their numerous potential applications in the field of optoelectronic devices. Till date, a large number of organic molecules and polymers have been designed and devices fabricated based on these materials. Optoelectronic devices like polymer light emitting diodes (PLED) have attracted wide-spread research attention owing to their superior properties like flexibility, lower operational power, colour tunability and possibility of obtaining large area coatings. PLEDs can be utilized for the fabrication of flat panel displays and as replacements for incandescent lamps. The internal efficiency of the LEDs mainly depends on the electroluminescent efficiency of the emissive polymer such as quantum efficiency, luminance-voltage profile of LED and the balanced injection of electrons and holes. Poly (p-phenylenevinylene) (PPV) and regio-regular polythiophenes are interesting electro-active polymers which exhibit good electrical conductivity, electroluminescent activity and high film-forming properties. A combination of Red, Green and Blue emitting polymers is necessary for the generation of white light which can replace the high energy consuming incandescent lamps. Most of these polymers show very low solubility, stability and poor mechanical properties. Many of these light emitting polymers are based on conjugated extended chains of alternating phenyl and vinyl units. The intra-chain or inter-chain interactions within these polymer chains can change the emitted colour. Therefore an effective way of synthesizing polymers with reduced π-stacking, high solubility, high thermal stability and high light-emitting efficiency is still a challenge for chemists. New copolymers have to be effectively designed so as to solve these issues. Hence, in the present work, the suitability of a few novel copolymers with very high thermal stability, excellent solubility, intense light emission (blue, cyan and green) and high glass transition temperatures have been investigated to be used as emissive layers for polymer light emitting diodes.

CD-Systems of Restarting Automata

Die vorliegende Arbeit behandelt Restartautomaten und Erweiterungen von Restartautomaten. Restartautomaten sind ein Werkzeug zum Erkennen formaler Sprachen. Sie sind motiviert durch die linguistische Methode der Analyse durch Reduktion und wurden 1995 von Jancar, Mráz, Plátek und Vogel eingeführt. Restartautomaten bestehen aus einer endlichen Kontrolle, einem Lese/Schreibfenster fester Größe und einem flexiblen Band. Anfänglich enthält dieses sowohl die Eingabe als auch Bandbegrenzungssymbole. Die Berechnung eines Restartautomaten läuft in so genannten Zyklen ab. Diese beginnen am linken Rand im Startzustand, in ihnen wird eine lokale Ersetzung auf dem Band durchgeführt und sie enden mit einem Neustart, bei dem das Lese/Schreibfenster wieder an den linken Rand bewegt wird und der Startzustand wieder eingenommen wird. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich hauptsächlich mit zwei Erweiterungen der Restartautomaten: CD-Systeme von Restartautomaten und nichtvergessende Restartautomaten. Nichtvergessende Restartautomaten können einen Zyklus in einem beliebigen Zustand beenden und CD-Systeme von Restartautomaten bestehen aus einer Menge von Restartautomaten, die zusammen die Eingabe verarbeiten. Dabei wird ihre Zusammenarbeit durch einen Operationsmodus, ähnlich wie bei CD-Grammatik Systemen, geregelt. Für beide Erweiterungen zeigt sich, dass die deterministischen Modelle mächtiger sind als deterministische Standardrestartautomaten. Es wird gezeigt, dass CD-Systeme von Restartautomaten in vielen Fällen durch nichtvergessende Restartautomaten simuliert werden können und andererseits lassen sich auch nichtvergessende Restartautomaten durch CD-Systeme von Restartautomaten simulieren. Des Weiteren werden Restartautomaten und nichtvergessende Restartautomaten untersucht, die nichtdeterministisch sind, aber keine Fehler machen. Es zeigt sich, dass diese Automaten durch deterministische (nichtvergessende) Restartautomaten simuliert werden können, wenn sie direkt nach der Ersetzung einen neuen Zyklus beginnen, oder ihr Fenster nach links und rechts bewegen können. Außerdem gilt, dass alle (nichtvergessenden) Restartautomaten, die zwar Fehler machen dürfen, diese aber nach endlich vielen Zyklen erkennen, durch (nichtvergessende) Restartautomaten simuliert werden können, die keine Fehler machen. Ein weiteres wichtiges Resultat besagt, dass die deterministischen monotonen nichtvergessenden Restartautomaten mit Hilfssymbolen, die direkt nach dem Ersetzungsschritt den Zyklus beenden, genau die deterministischen kontextfreien Sprachen erkennen, wohingegen die deterministischen monotonen nichtvergessenden Restartautomaten mit Hilfssymbolen ohne diese Einschränkung echt mehr, nämlich die links-rechts regulären Sprachen, erkennen. Damit werden zum ersten Mal Restartautomaten mit Hilfssymbolen, die direkt nach dem Ersetzungsschritt ihren Zyklus beenden, von Restartautomaten desselben Typs ohne diese Einschränkung getrennt. Besonders erwähnenswert ist hierbei, dass beide Automatentypen wohlbekannte Sprachklassen beschreiben.

CD-Systems of Restarting Automata Governed by Explicit Enable and Disable Conditions

We introduce a new mode of operation for CD-systems of restarting automata by providing explicit enable and disable conditions in the form of regular constraints. We show that, for each CD-system M of restarting automata and each mode m of operation considered by Messerschmidt and Otto, there exists a CD-system M' of restarting automata of the same type as M that, working in the new mode ed, accepts the language that M accepts in mode m. Further, we prove that in mode ed, a locally deterministic CD-system of restarting automata of type RR(W)(W) can be simulated by a locally deterministic CD-system of restarting automata of the more restricted type R(W)(W). This is the first time that a non-monotone type of R-automaton without auxiliary symbols is shown to be as expressive as the corresponding type of RR-automaton.

Systems of Parallel Communicating Restarting Automata

In der vorliegenden Dissertation werden Systeme von parallel arbeitenden und miteinander kommunizierenden Restart-Automaten (engl.: systems of parallel communicating restarting automata; abgekürzt PCRA-Systeme) vorgestellt und untersucht. Dabei werden zwei bekannte Konzepte aus den Bereichen Formale Sprachen und Automatentheorie miteinander vescrknüpft: das Modell der Restart-Automaten und die sogenannten PC-Systeme (systems of parallel communicating components). Ein PCRA-System besteht aus endlich vielen Restart-Automaten, welche einerseits parallel und unabhängig voneinander lokale Berechnungen durchführen und andererseits miteinander kommunizieren dürfen. Die Kommunikation erfolgt dabei durch ein festgelegtes Kommunikationsprotokoll, das mithilfe von speziellen Kommunikationszuständen realisiert wird. Ein wesentliches Merkmal hinsichtlich der Kommunikationsstruktur in Systemen von miteinander kooperierenden Komponenten ist, ob die Kommunikation zentralisiert oder nichtzentralisiert erfolgt. Während in einer nichtzentralisierten Kommunikationsstruktur jede Komponente mit jeder anderen Komponente kommunizieren darf, findet jegliche Kommunikation innerhalb einer zentralisierten Kommunikationsstruktur ausschließlich mit einer ausgewählten Master-Komponente statt. Eines der wichtigsten Resultate dieser Arbeit zeigt, dass zentralisierte Systeme und nichtzentralisierte Systeme die gleiche Berechnungsstärke besitzen (das ist im Allgemeinen bei PC-Systemen nicht so). Darüber hinaus bewirkt auch die Verwendung von Multicast- oder Broadcast-Kommunikationsansätzen neben Punkt-zu-Punkt-Kommunikationen keine Erhöhung der Berechnungsstärke. Desweiteren wird die Ausdrucksstärke von PCRA-Systemen untersucht und mit der von PC-Systemen von endlichen Automaten und mit der von Mehrkopfautomaten verglichen. PC-Systeme von endlichen Automaten besitzen bekanntermaßen die gleiche Ausdrucksstärke wie Einwegmehrkopfautomaten und bilden eine untere Schranke für die Ausdrucksstärke von PCRA-Systemen mit Einwegkomponenten. Tatsächlich sind PCRA-Systeme auch dann stärker als PC-Systeme von endlichen Automaten, wenn die Komponenten für sich genommen die gleiche Ausdrucksstärke besitzen, also die regulären Sprachen charakterisieren. Für PCRA-Systeme mit Zweiwegekomponenten werden als untere Schranke die Sprachklassen der Zweiwegemehrkopfautomaten im deterministischen und im nichtdeterministischen Fall gezeigt, welche wiederum den bekannten Komplexitätsklassen L (deterministisch logarithmischer Platz) und NL (nichtdeterministisch logarithmischer Platz) entsprechen. Als obere Schranke wird die Klasse der kontextsensitiven Sprachen gezeigt. Außerdem werden Erweiterungen von Restart-Automaten betrachtet (nonforgetting-Eigenschaft, shrinking-Eigenschaft), welche bei einzelnen Komponenten eine Erhöhung der Berechnungsstärke bewirken, in Systemen jedoch deren Stärke nicht erhöhen. Die von PCRA-Systemen charakterisierten Sprachklassen sind unter diversen Sprachoperationen abgeschlossen und einige Sprachklassen sind sogar abstrakte Sprachfamilien (sogenannte AFL's). Abschließend werden für PCRA-Systeme spezifische Probleme auf ihre Entscheidbarkeit hin untersucht. Es wird gezeigt, dass Leerheit, Universalität, Inklusion, Gleichheit und Endlichkeit bereits für Systeme mit zwei Restart-Automaten des schwächsten Typs nicht semientscheidbar sind. Für das Wortproblem wird gezeigt, dass es im deterministischen Fall in quadratischer Zeit und im nichtdeterministischen Fall in exponentieller Zeit entscheidbar ist.

Improving cropping systems of semi-arid south-western Madagascar under multiple ecological and socio-economic constraints

Das Mahafaly Plateau im südwestlichen Madagaskar ist gekennzeichnet durch raue klimatische Bedingungen, vor allem regelmäßige Dürren und Trockenperioden, geringe Infrastruktur, steigende Unsicherheit, hohe Analphabetenrate und regelmäßige Zerstörung der Ernte durch Heuschreckenplagen. Da 97% der Bevölkerung von der Landwirtschaft abhängen, ist eine Steigerung der Produktivität von Anbausystemen die Grundlage für eine Verbesserung der Lebensbedingungen und Ernährungssicherheit in der Mahafaly Region. Da wenig über die Produktivität von traditionellen extensiven und neu eingeführten Anbaumethoden in diesem Gebiet bekannt ist, waren die Zielsetzungen der vorliegenden Arbeit, die limitierenden Faktoren und vielversprechende alternative Anbaumethoden zu identifizieren und diese unter Feldbedingungen zu testen. Wir untersuchten die Auswirkungen von lokalem Viehmist und Holzkohle auf die Erträge von Maniok, der Hauptanbaufrucht der Region, sowie die Beiträge von weiteren Faktoren, die im Untersuchungsgebiet ertragslimitierend sind. Darüber hinaus wurde in der Küstenregion das Potenzial für bewässerten Gemüseanbau mit Mist und Holzkohle untersucht, um zu einer Diversifizierung von Einkommen und Ernährung beizutragen. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Schätzung von Taubildung und deren Beitrag in der Jahreswasserbilanz durch Testen eines neu entworfenen Taumessgerätes. Maniok wurde über drei Jahre und in drei Versuchsfeldern in zwei Dörfern auf dem Plateau angebaut, mit applizierten Zeburindermistraten von 5 und 10 t ha-1, Holzkohleraten von 0,5 und 2 t ha-1 und Maniokpflanzdichten von 4500 Pflanzen ha-1. Maniokknollenerträge auf Kontrollflächen erreichten 1 bis 1,8 t Trockenmasse (TM) ha-1. Mist führte zu einer Knollenertragssteigerung um 30 - 40% nach drei Jahren in einem kontinuierlich bewirtschafteten Feld mit geringer Bodenfruchtbarkeit, hatte aber keinen Effekt auf den anderen Versuchsfeldern. Holzkohle hatte keinen Einfluss auf Erträge über den gesamten Testzeitraum, während die Infektion mit Cassava-Mosaikvirus zu Ertragseinbußen um bis zu 30% führte. Pflanzenbestände wurden felder-und jahresübergreifend um 4-54% des vollen Bestandes reduziert, was vermutlich auf das Auftreten von Trockenperioden und geringe Vitalität von Pflanzmaterial zurückzuführen ist. Karotten (Daucus carota L. var. Nantaise) und Zwiebeln (Allium cepa L. var. Red Créole) wurden über zwei Trockenzeiten mit lokal erhältlichem Saatgut angebaut. Wir testeten die Auswirkungen von lokalem Rindermist mit einer Rate von 40 t ha-1, Holzkohle mit einer Rate von 10 t ha-1, sowie Beschattung auf die Gemüseernteerträge. Lokale Bewässerungswasser hatte einen Salzgehalt von 7,65 mS cm-1. Karotten- und Zwiebelerträge über Behandlungen und Jahre erreichten 0,24 bis 2,56 t TM ha-1 beziehungsweise 0,30 bis 4,07 DM t ha-1. Mist und Holzkohle hatten keinen Einfluss auf die Erträge beider Kulturen. Beschattung verringerte Karottenerträge um 33% im ersten Jahr, während sich die Erträge im zweiten Jahr um 65% erhöhten. Zwiebelerträge wurden unter Beschattung um 148% und 208% im ersten und zweiten Jahr erhöht. Salines Bewässerungswasser sowie Qualität des lokal verfügbaren Saatgutes reduzierten die Keimungsraten deutlich. Taubildung im Küstendorf Efoetsy betrug 58,4 mm und repräsentierte damit 19% der Niederschlagsmenge innerhalb des gesamten Beobachtungszeitraum von 18 Monaten. Dies weist darauf hin, dass Tau in der Tat einen wichtigen Beitrag zur jährlichen Wasserbilanz darstellt. Tageshöchstwerte erreichten 0,48 mm. Die getestete Tauwaage-Vorrichtung war in der Lage, die nächtliche Taubildung auf der metallischen Kondensationsplatte zuverlässig zu bestimmen. Im abschließenden Kapitel werden die limitierenden Faktoren für eine nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft in der Untersuchungsregion diskutiert.

Designing flexible procurement systems

The systems used for the procurement of buildings are organizational systems. They involve people in a series of strategic decisions, and a pattern of roles, responsibilities and relationships that combine to form the organizational structure of the project. To ensure effectiveness of the building team, this organizational structure needs to be contingent upon the environment within which the construction project takes place. In addition, a changing environment means that the organizational structure within a project needs to be responsive, and dynamic. These needs are often not satisfied in the construction industry, due to the lack of analytical tools with which to analyse the environment and to design appropriate temporary organizations. This paper presents two techniques. First is the technique of "Environmental Complexity Analysis", which identifies the key variables in the environment of the construction project. These are classified as Financial, Legal, Technological, Aesthetic and Policy. It is proposed that their identification will set the parameters within which the project has to be managed. This provides a basis for the project managers to define the relevant set of decision points that will be required for the project. The Environmental Complexity Analysis also identifies the project's requirements for control systems concerning Budget, Contractual, Functional, Quality and Time control. The process of environmental scanning needs to be done at regular points during the procurement process to ensure that the organizational structure is adaptive to the changing environment. The second technique introduced is the technique of "3R analysis", being a graphical technique for describing and modelling Roles, Responsibilities and Relationships. A list of steps is introduced that explains the procedure recommended for setting up a flexible organizational structure that is responsive to the environment of the project. This is by contrast with the current trend towards predetermined procurement paths that may not always be in the best interests of the client.

Efficient FPGA-based regular expression pattern matching

An approach to the automatic generation of efficient Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) circuits for the Regular Expression-based (RegEx) Pattern Matching problems is presented. Using a novel design strategy, as proposed, circuits that are highly area-and-time-efficient can be automatically generated for arbitrary sets of regular expressions. This makes the technique suitable for applications that must handle very large sets of patterns at high speed, such as in the network security and intrusion detection application domains. We have combined several existing techniques to optimise our solution for such domains and proposed the way the whole process of dynamic generation of FPGAs for RegEX pattern matching could be automated efficiently.

Compositional technique for synthesising multi-phase regular arrays

We describe a high-level design method to synthesize multi-phase regular arrays. The method is based on deriving component designs using classical regular (or systolic) array synthesis techniques and composing these separately evolved component design into a unified global design. Similarity transformations ar e applied to component designs in the composition stage in order to align data ow between the phases of the computations. Three transformations are considered: rotation, re ection and translation. The technique is aimed at the design of hardware components for high-throughput embedded systems applications and we demonstrate this by deriving a multi-phase regular array for the 2-D DCT algorithm which is widely used in many vide ocommunications applications.

Feedback design for regularizing descriptor systems

This paper surveys numerical techniques for the regularization of descriptor (generalized state-space) systems by proportional and derivative feedback. We review generalizations of controllability and observability to descriptor systems along with definitions of regularity and index in terms of the Weierstraß canonical form. Three condensed forms display the controllability and observability properties of a descriptor system. The condensed forms are obtained through orthogonal equivalence transformations and rank decisions, so they may be computed by numerically stable algorithms. In addition, the condensed forms display whether a descriptor system is regularizable, i.e., when the system pencil can be made to be regular by derivative and/or proportional output feedback, and, if so, what index can be achieved. Also included is a a new characterization of descriptor systems that can be made to be regular with index 1 by proportional and derivative output feedback.

Regularization of descriptor systems by output feedback

Conditions are given under which a descriptor, or generalized state-space system can be regularized by output feedback. It is shown that under these conditions, proportional and derivative output feedback controls can be constructed such that the closed-loop system is regular and has index at most one. This property ensures the solvability of the resulting system of dynamic-algebraic equations. A reduced form is given that allows the system properties as well as the feedback to be determined. The construction procedures used to establish the theory are based only on orthogonal matrix decompositions and can therefore be implemented in a numerically stable way.

Regularization of Descriptor Systems by Derivative and Proportional State Feedback

For linear multivariable time-invariant continuous or discrete-time singular systems it is customary to use a proportional feedback control in order to achieve a desired closed loop behaviour. Derivative feedback is rarely considered. This paper examines how derivative feedback in descriptor systems can be used to alter the structure of the system pencil under various controllability conditions. It is shown that derivative and proportional feedback controls can be constructed such that the closed loop system has a given form and is also regular and has index at most 1. This property ensures the solvability of the resulting system of dynamic-algebraic equations. The construction procedures used to establish the theory are based only on orthogonal matrix decompositions and can therefore be implemented in a numerically stable way. The problem of pole placement with derivative feedback alone and in combination with proportional state feedback is also investigated. A computational algorithm for improving the “conditioning” of the regularized closed loop system is derived.