NUcache: an efficient multicore cache organization based on next-use distance

The effectiveness of the last-level shared cache is crucial to the performance of a multi-core system. In this paper, we observe and make use of the DelinquentPC - Next-Use characteristic to improve shared cache performance. We propose a new PC-centric cache organization, NUcache, for the shared last level cache of multi-cores. NUcache logically partitions the associative ways of a cache set into MainWays and DeliWays. While all lines have access to the MainWays, only lines brought in by a subset of delinquent PCs, selected by a PC selection mechanism, are allowed to enter the DeliWays. The PC selection mechanism is an intelligent cost-benefit analysis based algorithm that utilizes Next-Use information to select the set of PCs that can maximize the hits experienced in DeliWays. Performance evaluation reveals that NUcache improves the performance over a baseline design by 9.6%, 30% and 33% respectively for dual, quad and eight core workloads comprised of SPEC benchmarks. We also show that NUcache is more effective than other well-known cache-partitioning algorithms.

Accurate performance analysis of single and opportunistic AF relay cooperation with imperfect cascaded channel estimates

Given the significant gains that relay-based cooperation promises, the practical problems of acquisition of channel state information (CSI) and the characterization and optimization of performance with imperfect CSI are receiving increasing attention. We develop novel and accurate expressions for the symbol error probability (SEP) for fixed-gain amplify-and-forward relaying when the destination acquires CSI using the time-efficient cascaded channel estimation (CCE) protocol. The CCE protocol saves time by making the destination directly estimate the product of the source-relay and relay-destination channel gains. For a single relay system, we first develop a novel SEP expression and a tight SEP upper bound. We then similarly analyze an opportunistic multi-relay system, in which both selection and coherent demodulation use imperfect estimates. A distinctive aspect of our approach is the use of as few simplifying approximations as possible, which results in new results that are accurate at signal-to-noise-ratios as low as 1 dB for single and multi-relay systems. Using insights gleaned from an asymptotic analysis, we also present a simple, closed-form, nearly-optimal solution for allocation of energy between pilot and data symbols at the source and relay(s).

Albumin-mediated incorporation of water-insoluble therapeutics in layer-by-layer assembled thin films and microcapsules

The present study demonstrates a method to deliver hydrophobic drugs by incorporation into thin films and microcapsules fabricated via a layer-by-layer assembly approach. The hydrophobic molecule binding properties of albumin have been exploited for solubilization of a water-insoluble molecule, pyrene (model drug), by preparation of non-covalent conjugates with bovine serum albumin (BSA). Conjugation with BSA renders a highly negative zeta potential to the previously uncharged pyrene which favors the assembly formation by electrostatic interaction with a positively charged polyelectrolyte, chitosan (at acidic pH). The growth of the assembly was followed by monitoring pyrene absorbance with successive layer deposition. The thin film assembly was demonstrated to be capable of releasing its hydrophobic cargo under physiological conditions. We demonstrated the applicability of this approach by encapsulating a water-insoluble drug, curcumin. These assemblies were further loaded with the anti-cancer drug Doxorubicin. Biocompatible calcium carbonate microparticles were used for capsule preparation. The porous nature of the microparticles allows for the pre-encapsulation of therapeutic macromolecules like protein. The fabrication of protein encapsulated stable microcapsules with hydrophobic molecules incorporated into the shell of the microcapsules has been demonstrated. The microcapsules were further capable of loading hydrophilic molecules like Rhodamine B. Thus, using the approach described, a multi-agent carrier for hydrophobic and hydrophilic drugs as well as therapeutic macromolecules can be envisioned.

南海北部沙波运移的观测与理论分析

针对南海北部海域特点建立了模拟该区域小尺度沙波运移过程的准三维力学模型.以多波束海底地貌扫描数据和水文资料为基础,预测了研究区域沙波的运移,其结果在沙脊脊沟处与实际观测一致,而在脊背上与实际观测值存在差异.分析表明,本文所提出的物理模型可以用于预测南海海域以推移质泥沙运动为主的小尺度沙波运移规律.这一结果对该区域海底管线等工程设计是很有意义的.

Carbon-carbon bond forming reactions from bis(carbene)-platinum(II) complexes and olefin polymerization and oligomerization using group 4 post-metallocene complexes

A long-standing challenge in transition metal catalysis is selective C–C bond coupling of simple feedstocks, such as carbon monoxide, ethylene or propylene, to yield value-added products. This work describes efforts toward selective C–C bond formation using early- and late-transition metals, which may have important implications for the production of fuels and plastics, as well as many other commodity chemicals.

The industrial Fischer-Tropsch (F-T) process converts synthesis gas (syngas, a mixture of CO + H₂) into a complex mixture of hydrocarbons and oxygenates. Well-defined homogeneous catalysts for F-T may provide greater product selectivity for fuel-range liquid hydrocarbons compared to traditional heterogeneous catalysts. The first part of this work involved the preparation of late-transition metal complexes for use in syngas conversion. We investigated C–C bond forming reactions via carbene coupling using bis(carbene)platinum(II) compounds, which are models for putative metal–carbene intermediates in F-T chemistry. It was found that C–C bond formation could be induced by either (1) chemical reduction of or (2) exogenous phosphine coordination to the platinum(II) starting complexes. These two mild methods afforded different products, constitutional isomers, suggesting that at least two different mechanisms are possible for C–C bond formation from carbene intermediates. These results are encouraging for the development of a multicomponent homogeneous catalysis system for the generation of higher hydrocarbons.

A second avenue of research focused on the design and synthesis of post-metallocene catalysts for olefin polymerization. The polymerization chemistry of a new class of group 4 complexes supported by asymmetric anilide(pyridine)phenolate (NNO) pincer ligands was explored. Unlike typical early transition metal polymerization catalysts, NNO-ligated catalysts produce nearly regiorandom polypropylene, with as many as 30-40 mol % of insertions being 2,1-inserted (versus 1,2-inserted), compared to <1 mol % in most metallocene systems. A survey of model Ti polymerization catalysts suggests that catalyst modification pathways that could affect regioselectivity, such as C–H activation of the anilide ring, cleavage of the amine R-group, or monomer insertion into metal–ligand bonds are unlikely. A parallel investigation of a Ti–amido(pyridine)phenolate polymerization catalyst, which features a five- rather than a six-membered Ti–N chelate ring, but maintained a dianionic NNO motif, revealed that simply maintaining this motif was not enough to produce regioirregular polypropylene; in fact, these experiments seem to indicate that only an intact anilide(pyridine)phenolate ligated-complex will lead to regioirregular polypropylene. As yet, the underlying causes for the unique regioselectivity of anilide(pyridine)phenolate polymerization catalysts remains unknown. Further exploration of NNO-ligated polymerization catalysts could lead to the controlled synthesis of new types of polymer architectures.

Finally, we investigated the reactivity of a known Ti–phenoxy(imine) (Ti-FI) catalyst that has been shown to be very active for ethylene homotrimerization in an effort to upgrade simple feedstocks to liquid hydrocarbon fuels through co-oligomerization of heavy and light olefins. We demonstrated that the Ti-FI catalyst can homo-oligomerize 1-hexene to C₁₂ and C₁₈ alkenes through olefin dimerization and trimerization, respectively. Future work will include kinetic studies to determine monomer selectivity by investigating the relative rates of insertion of light olefins (e.g., ethylene) vs. higher α-olefins, as well as a more detailed mechanistic study of olefin trimerization. Our ultimate goal is to exploit this catalyst in a multi-catalyst system for conversion of simple alkenes into hydrocarbon fuels.

Estudo aleatório e controlado do uso clínico de um primer autocondicionante na colagem de bráquetes ortodônticos

O uso de primers autocondicionantes tem sido proposto como uma alternativa para a redução de passos clínicos. O objetivo deste estudo clínico aleatório e controlado foi avaliar a performance de um sistema autocondicionante (Transbond Plus Self-Etching Primer, 3M Unitek - SEP) comparado a um sistema multipasso convencional (Transbond XT, 3M Unitek - TBXT) de colagem ortodôntica, durante um período de 12 meses. Vinte e oito pacientes participaram deste estudo, sendo estes alocados aos grupos SEP ou TBXT de forma aleatória, através de randomização em bloco. Um total de 548 bráquetes metálicos (Micro-Arch, prescrição Alexander, GAC International, Bohemia, NY) foram colados com uso da pasta adesiva Transbond XT (3M Unitek), sendo todos os produtos manuseados de acordo com as recomendações dos fabricantes. Foram totalizados 276 bráquetes no grupo controle e 272 no segundo. Curvas de sobrevivência Kaplan-Meier e o teste log-rank (p<0,05) foram utilizados para comparar o percentual de falhas adesivas para as duas técnicas. Ao final do período foram verificadas trinta e duas falhas adesivas (bráquetes descolados), sendo 19 (6,98%) falhas quando utilizado o primer autocondicionante (SEP) e 13 (4,71%) quando usado o primer convencional (TBXT). Não houve diferença significante entre a sobrevivência dos bráquetes entre os dois grupos avaliados (log-rank test, p=0,311). Quando a influência de gênero do paciente, arco dentário e tipo dentário (anterior ou posterior) foram analisados, somente o tipo dentário foi achado significante. Bráquetes de dentes posteriores apresentaram uma maior probabilidade de falha adesiva que os colados em dentes anteriores (p=0,013) Os autores concluem que o primer autocondicionante pode ser utilizado para colagem direta de bráquetes ortodônticos sem que sua sobrevivência clínica seja afetada.

Integrando multiagentes em ambientes 3D: um serious game para estimulação cognitiva

Sistemas Multiagentes estão recebendo cada vez mais a atenção de pesquisadores e desenvolvedores de jogos virtuais. O uso de agentes permite controlar o desempenho do usuário, adaptando a interface e alterando automaticamente o nível de dificuldade das tarefas. Este trabalho descreve uma estratégia de integração de sistemas multiagentes e ambientes virtuais tridimensionais e exemplifica a viabilidade dessa integração através do desenvolvimento de um jogo com características de Serious game. Este jogo visa estimular as funções cognitivas, tais como atenção e memória e é voltado para pessoas portadoras de diferentes distúrbios neuropsiquiátricos. A construção do jogo foi apoiada em um processo de desenvolvimento composto por várias etapas: estudos teóricos sobre as áreas envolvidas, estudo de tecnologias capazes de apoiar essa integração, levantamento de requisitos com especialistas, implementação e avaliação com especialistas. O produto final foi avaliado por especialistas da área médica, que consideraram os resultados como positivos.

Arquitetura de uma rede de interconexão com memória compartilhada baseada na topologia crossbar

Multi-Processor System-on-Chip (MPSoC) possui vários processadores, em um único chip. Várias aplicações podem ser executadas de maneira paralela ou uma aplicação paralelizável pode ser particionada e alocada em cada processador, a fim de acelerar a sua execução. Um problema em MPSoCs é a comunicação entre os processadores, necessária para a execução destas aplicações. Neste trabalho, propomos uma arquitetura de rede de interconexão baseada na topologia crossbar, com memória compartilhada. Esta arquitetura é parametrizável, possuindo N processadores e N módulos de memórias. A troca de informação entre os processadores é feita via memória compartilhada. Neste tipo de implementação cada processador executa a sua aplicação em seu próprio módulo de memória. Através da rede, todos os processadores têm completo acesso a seus módulos de memória simultaneamente, permitindo que cada aplicação seja executada concorrentemente. Além disso, um processador pode acessar outros módulos de memória, sempre que necessite obter dados gerados por outro processador. A arquitetura proposta é modelada em VHDL e seu desempenho é analisado através da execução paralela de uma aplicação, em comparação à sua respectiva execução sequencial. A aplicação escolhida consiste na otimização de funções objetivo através do método de Otimização por Enxame de Partículas (Particle Swarm Optimization - PSO). Neste método, um enxame de partículas é distribuído igualmente entre os processadores da rede e, ao final de cada interação, um processador acessa o módulo de memória de outro processador, a fim de obter a melhor posição encontrada pelo enxame alocado neste. A comunicação entre processadores é baseada em três estratégias: anel, vizinhança e broadcast. Essa aplicação foi escolhida por ser computacionalmente intensiva e, dessa forma, uma forte candidata a paralelização.

Comparação de desenvolvimento orientado a agentes para jogos educacionais: um estudo de caso

A tecnologia de agentes tem sido reconhecida como um paradigma promissor em sistemas educacionais da nova geração. Entretanto, o esforço e inflexibilidade de algumas metodologias próprias para agentesacarretam num alto custo, tempo e adaptação de escopo. Este trabalho visaavaliar alternativas de desenvolvimento de um jogo educacional médico orientado a agentes, através da aplicação de um estudo de caso, com o intuito de verificar se metodologias próprias para implementação de sistemas multiagentes trazem benefícios no resultado final da implementação do jogo, e também se os resultados alcançados na comparação de processos de desenvolvimento de cunho tradicional e ágil fazem diferença no resultado final. Desta forma, este trabalho compara três metodologias baseadas nos conceitos da Engenharia de Software através de um estudo de caso, sendo elas: O-MaSE que é uma metodologiatradicional de desenvolvimento de sistemas multiagentes e utiliza um processo de desenvolvimento tradicional; AgilePASSI que é baseada no processo de desenvolvimento ágil e específica para sistemas multiagentes; e, por último, Scrum que é uma metodologia ágil, não sendo específica para implementação de sistemas multiagentes

Blind frequency synchronisation for OFDM systems with pulse shaping

In multi-carrier systems, small carrier frequency offsets result in significant degradation of performance and this offset should be compensated before demodulation can be performed. In this paper, we consider a generic multi-carrier system with pulse shaping and estimate the frequency offset by exploiting the cyclostationarity of the received signal. By transforming the time domain signal to the cyclic correlation domain we are able to estimate the frequency offset without the aid of pilot symbols or the cyclic prefix. The Bayesian framework is used to obtain the estimate and we show how we can simplify the estimation process. © 1999 IEEE.