From Kandinsky to Java (The Use of 20th Century Abstract Art in Learning Programming)

At the University of Worcester we are continually striving to find new approaches to the learning and teaching of programming, to improve the quality of learning and the student experience. Over the past three years we have used the contexts of robotics, computer games, and most recently a study of Abstract Art to this end. This paper discusses our motivation for using Abstract Art as a context, details our principles and methodology, and reports on an evaluation of the student experience. Our basic tenet is that one can view the works of artists such as Kandinsky, Klee and Malevich as Object-Oriented (OO) constructions. Discussion of these works can therefore be used to introduce OO principles, to explore the meaning of classes, methods and attributes and finally to synthesize new works of art through Java code. This research has been conducted during delivery of an “Advanced OOP (Java)” programming module at final-year Undergraduate level, and during a Masters’ OO-Programming (Java) module. This allows a comparative evaluation of novice and experienced programmers’ learning. In this paper, we identify several instructional factors which emerge from our approach, and reflect upon the associated pedagogy. A Catalogue of ArtApplets is provided at the associated web-site.

Database evolution on an orthogonal persistent programming system: A semi-transparent approach

In this paper the problem of the evolution of an object-oriented database in the context of orthogonal persistent programming systems is addressed. We have observed two characteristics in that type of systems that offer particular conditions to implement the evolution in a semi-transparent fashion. That transparency can further be enhanced with the obliviousness provided by the Aspect-Oriented Programming techniques. Was conceived a meta-model and developed a prototype to test the feasibility of our approach. The system allows programs, written to a schema, access semi-transparently to data in other versions of the schema.

Classification multi-échelle d'images à très haute résolution spatiale basée sur une nouvelle approche texturale

Résumé : Face à l’accroissement de la résolution spatiale des capteurs optiques satellitaires, de nouvelles stratégies doivent être développées pour classifier les images de télédétection. En effet, l’abondance de détails dans ces images diminue fortement l’efficacité des classifications spectrales; de nombreuses méthodes de classification texturale, notamment les approches statistiques, ne sont plus adaptées. À l’inverse, les approches structurelles offrent une ouverture intéressante : ces approches orientées objet consistent à étudier la structure de l’image pour en interpréter le sens. Un algorithme de ce type est proposé dans la première partie de cette thèse. Reposant sur la détection et l’analyse de points-clés (KPC : KeyPoint-based Classification), il offre une solution efficace au problème de la classification d’images à très haute résolution spatiale. Les classifications effectuées sur les données montrent en particulier sa capacité à différencier des textures visuellement similaires. Par ailleurs, il a été montré dans la littérature que la fusion évidentielle, reposant sur la théorie de Dempster-Shafer, est tout à fait adaptée aux images de télédétection en raison de son aptitude à intégrer des concepts tels que l’ambiguïté et l’incertitude. Peu d’études ont en revanche été menées sur l’application de cette théorie à des données texturales complexes telles que celles issues de classifications structurelles. La seconde partie de cette thèse vise à combler ce manque, en s’intéressant à la fusion de classifications KPC multi-échelle par la théorie de Dempster-Shafer. Les tests menés montrent que cette approche multi-échelle permet d’améliorer la classification finale dans le cas où l’image initiale est de faible qualité. De plus, l’étude effectuée met en évidence le potentiel d’amélioration apporté par l’estimation de la fiabilité des classifications intermédiaires, et fournit des pistes pour mener ces estimations.

Orientation de l’effort des tests unitaires dans les systèmes orientés objet : une approche basée sur les métriques logicielles

Les logiciels actuels sont de grandes tailles, complexes et critiques. Le besoin de qualité exige beaucoup de tests, ce qui consomme de grandes quantités de ressources durant le développement et la maintenance de ces systèmes. Différentes techniques permettent de réduire les coûts liés aux activités de test. Notre travail s’inscrit dans ce cadre, est a pour objectif d’orienter l’effort de test vers les composants logiciels les plus à risque à l’aide de certains attributs du code source. À travers plusieurs démarches empiriques menées sur de grands logiciels open source, développés avec la technologie orientée objet, nous avons identifié et étudié les métriques qui caractérisent l’effort de test unitaire sous certains angles. Nous avons aussi étudié les liens entre cet effort de test et les métriques des classes logicielles en incluant les indicateurs de qualité. Les indicateurs de qualité sont une métrique synthétique, que nous avons introduite dans nos travaux antérieurs, qui capture le flux de contrôle ainsi que différentes caractéristiques du logiciel. Nous avons exploré plusieurs techniques permettant d’orienter l’effort de test vers des composants à risque à partir de ces attributs de code source, en utilisant des algorithmes d’apprentissage automatique. En regroupant les métriques logicielles en familles, nous avons proposé une approche basée sur l’analyse du risque des classes logicielles. Les résultats que nous avons obtenus montrent les liens entre l’effort de test unitaire et les attributs de code source incluant les indicateurs de qualité, et suggèrent la possibilité d’orienter l’effort de test à l’aide des métriques.

Metodologia do Projecto Tecnológico : estudo comparativo de várias plataformas digitais (Moodle, Second Life e Sloodle) na aprendizagem dos mestrandos de ECM

Relatório de Estágio apresentado para a obtenção do grau de mestre em Educação e Comunicação Multiméddia

Metodologia do Projecto Tecnológico : estudo comparativo de várias plataformas digitais (Moodle, Second Life e Sloodle) na aprendizagem dos mestrandos de ECM

Relatório de Estágio apresentado para a obtenção do grau de mestre em Educação e Comunicação Multiméddia

Modelado orientado a objetos del sistema de control de la presión arterial en pacientes sometidos al tratamiento de hemodiálisis

Se ha realizado el modelado orientado a objetos del sistema de control cardiovascular en situaciones de diálisis aplicando una analogía eléctrica en el que se emplean componentes conectados mediante interconexiones. En este modelado se representan las ecuaciones diferenciales del sistema cardiovascular y del sistema de control barorreceptor así como las ecuaciones dinámicas del intercambio de fluidos y solutos del sistema hemodializador. A partir de este modelo se ha realizado experiencias de simulación en condiciones normales y situaciones de hemorragias, transfusiones de sangre y de ultrafiltración e infusión de fluido durante tratamiento de hemodiálisis. Los resultados obtenidos muestran en primer lugar la efectividad del sistema barorreceptor para compensar la hipotensión arterial inducida por los episodios de hemorragia y transfusión de sangre. En segundo lugar se muestra la respuesta del sistema de control ante diferentes tasas de ultrafiltración durante la hemodiálisis y se sugieren valores óptimos para la adecuada operación.

LiDom builder: Automatising the construction of multilingual domain modules

136 p.

Improving the Performance of Database-Centric Applications Through Program Analysis

Thesis (Ph.D, Computing) -- Queen's University, 2016-09-30 09:55:51.506

Apports de la texture multibande dans la classification orientée-objets d'images multisources (optique et radar).

Résumé : La texture dispose d’un bon potentiel discriminant qui complète celui des paramètres radiométriques dans le processus de classification d’image. L’indice Compact Texture Unit (CTU) multibande, récemment mis au point par Safia et He (2014), permet d’extraire la texture sur plusieurs bandes à la fois, donc de tirer parti d’un surcroît d’informations ignorées jusqu’ici dans les analyses texturales traditionnelles : l’interdépendance entre les bandes. Toutefois, ce nouvel outil n’a pas encore été testé sur des images multisources, usage qui peut se révéler d’un grand intérêt quand on considère par exemple toute la richesse texturale que le radar peut apporter en supplément à l’optique, par combinaison de données. Cette étude permet donc de compléter la validation initiée par Safia (2014) en appliquant le CTU sur un couple d’images optique-radar. L’analyse texturale de ce jeu de données a permis de générer une image en « texture couleur ». Ces bandes texturales créées sont à nouveau combinées avec les bandes initiales de l’optique, avant d’être intégrées dans un processus de classification de l’occupation du sol sous eCognition. Le même procédé de classification (mais sans CTU) est appliqué respectivement sur : la donnée Optique, puis le Radar, et enfin la combinaison Optique-Radar. Par ailleurs le CTU généré sur l’Optique uniquement (monosource) est comparé à celui dérivant du couple Optique-Radar (multisources). L’analyse du pouvoir séparateur de ces différentes bandes à partir d’histogrammes, ainsi que l’outil matrice de confusion, permet de confronter la performance de ces différents cas de figure et paramètres utilisés. Ces éléments de comparaison présentent le CTU, et notamment le CTU multisources, comme le critère le plus discriminant ; sa présence rajoute de la variabilité dans l’image permettant ainsi une segmentation plus nette, une classification à la fois plus détaillée et plus performante. En effet, la précision passe de 0.5 avec l’image Optique à 0.74 pour l’image CTU, alors que la confusion diminue en passant de 0.30 (dans l’Optique) à 0.02 (dans le CTU).

Umbrella pine above ground biomass estimation with very high spatial resolution satellite images

Above ground biomass is frequently estimated with forest inventory data and an extrapolation method for the per unit area evaluations. This procedure is labour demanding and costly. In this study above ground biomass functions, whose independent variable is crown horizontal projection, were developed. Multi-resolution segmentation method and object-oriented classification, based on very high spatial resolution satellite images, were used to obtain the area of tree crown horizontal projection for umbrella pine (Pinus pinea L.). A set of inventory plots were measured and with existing allometric functions for this species above ground biomass per tree and per plot were calculated. The two data sets were used to fit linear functions both for individual plot and their cumulative values. The results show a good performance of the models. Errors smaller than 10% are obtained for stand areas greater than 1.4 ha. These functions have the advantages of estimating above ground biomass for all the area under study or surveillance, not requiring forest inventory; allow monitoring in short time periods; and are easily implemented in a geographical information system environment.

Modelos, lenguajes y abstracción (ING)

Every construction process (whatever buildings, machines, software, etc.) requires first to make a model of the artifact that is going to be built. This model should be based on a paradigm or meta-model, which defines the basic modeling elements: which real world concepts can be represented, which relationships can be established among them, and son on. There also should be a language to represent, manipulate and think about that model. Usually this model should be redefined at various levels of abstraction. So both, the paradigm an the language, must have abstraction capacity. In this paper I characterize the relationships that exist between these concepts: model, language and abstraction. I also analyze some historical models, like the relational model for databases, the imperative programming model and the object oriented model. Finally, I remark the need to teach that model-driven approach to students, and even go further to higher level models, like component models o business models.

Digital 3D reconstruction as a research environment in art and architecture history: uncertainty classification and visualisation

The dissertation addresses the still not solved challenges concerned with the source-based digital 3D reconstruction, visualisation and documentation in the domain of archaeology, art and architecture history. The emerging BIM methodology and the exchange data format IFC are changing the way of collaboration, visualisation and documentation in the planning, construction and facility management process. The introduction and development of the Semantic Web (Web 3.0), spreading the idea of structured, formalised and linked data, offers semantically enriched human- and machine-readable data. In contrast to civil engineering and cultural heritage, academic object-oriented disciplines, like archaeology, art and architecture history, are acting as outside spectators. Since the 1990s, it has been argued that a 3D model is not likely to be considered a scientific reconstruction unless it is grounded on accurate documentation and visualisation. However, these standards are still missing and the validation of the outcomes is not fulfilled. Meanwhile, the digital research data remain ephemeral and continue to fill the growing digital cemeteries. This study focuses, therefore, on the evaluation of the source-based digital 3D reconstructions and, especially, on uncertainty assessment in the case of hypothetical reconstructions of destroyed or never built artefacts according to scientific principles, making the models shareable and reusable by a potentially wide audience. The work initially focuses on terminology and on the definition of a workflow especially related to the classification and visualisation of uncertainty. The workflow is then applied to specific cases of 3D models uploaded to the DFG repository of the AI Mainz. In this way, the available methods of documenting, visualising and communicating uncertainty are analysed. In the end, this process will lead to a validation or a correction of the workflow and the initial assumptions, but also (dealing with different hypotheses) to a better definition of the levels of uncertainty.

Virtual commissioning of automatic machines for mesh panels manufacturing

The purpose of this thesis is to present the concept of simulation for automatic machines and how it might be used to test and debug software implemented for an automatic machine. The simulation is used to detect errors and allow corrections of the code before the machine has been built. Simulation permits testing different solutions and improving the software to get an optimized one. Additionally, simulation can be used to keep track of a machine after the installation in order to improve the production process during the machine’s life cycle. The central argument of this project is discussing the advantage of using virtual commissioning to test the implemented software in a virtual environment. Such an environment is getting benefit in avoiding potential damages as well as reduction of time to have the machine ready to work. Also, the use of virtual commissioning allows testing different solutions without high losses of time and money. Subsequently, an optimized solution could be found after testing different proposed solutions. The software implemented is based on the Object-Oriented Programming paradigm which implies different features such as encapsulation, modularity, and reusability of the code. Therefore, this way of programming helps to get simplified code that is easier to be understood and debugged as well as its high efficiency. Finally, different communication protocols are implemented in order to allow communication between the real plant and the simulation model. By the outcome that this communication provides, we might be able to gather all the necessary data for the simulation and the analysis, in real-time, of the production process in a way to improve it during the machine life cycle.

Ambientes virtuais de aprendizagem

Texto que compõe a unidade 2 do módulo “Introdução a EAD” do curso de especialização em Nefrologia Multidisciplinar, produzido pela UNA-SUS/UFMA. São abordados os conceitos básicos sobre os Ambientes Virtuais de Aprendizagem – AVA e a sua função dentro da EAD, sendo discutido também o uso e a adoção do MOODLE (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment), um software livre de apoio a aprendizagem executado no ambiente virtual.