DRAMA: Dynamic re-allocation of meshes for parallel finite element applications

In many areas of simulation, a crucial component for efficient numerical computations is the use of solution-driven adaptive features: locally adapted meshing or re-meshing; dynamically changing computational tasks. The full advantages of high performance computing (HPC) technology will thus only be able to be exploited when efficient parallel adaptive solvers can be realised. The resulting requirement for HPC software is for dynamic load balancing, which for many mesh-based applications means dynamic mesh re-partitioning. The DRAMA project has been initiated to address this issue, with a particular focus being the requirements of industrial Finite Element codes, but codes using Finite Volume formulations will also be able to make use of the project results.

Looking for a road to get out for poverty. Is the current allocation of public spending on education in Colombia helping?

This paper presents a methodology to explore the impact on poverty of the public spending on education. The methodology consists of two approaches: Benefit Incidence Analysis (BIA) and behavioral approach. BIA considers the cost and use of the educational service, and the distribution of the benefits among groups of income. Regarding the behavioral approach, we use a Probit model of schooling attendance, in order to determinethe influence of public spending on the probability for thepoor to attend the school. As a complement, a measurement of targeting errors in the allocation of public spending is included in the methodology.

The optimal sample allocation problem for mapped outputs

Abstract not available

Efficient algorithms to solve scheduling problems with a variety of optimization criteria

La programmation par contraintes est une technique puissante pour résoudre, entre autres, des problèmes d’ordonnancement de grande envergure. L’ordonnancement vise à allouer dans le temps des tâches à des ressources. Lors de son exécution, une tâche consomme une ressource à un taux constant. Généralement, on cherche à optimiser une fonction objectif telle la durée totale d’un ordonnancement. Résoudre un problème d’ordonnancement signifie trouver quand chaque tâche doit débuter et quelle ressource doit l’exécuter. La plupart des problèmes d’ordonnancement sont NP-Difficiles. Conséquemment, il n’existe aucun algorithme connu capable de les résoudre en temps polynomial. Cependant, il existe des spécialisations aux problèmes d’ordonnancement qui ne sont pas NP-Complet. Ces problèmes peuvent être résolus en temps polynomial en utilisant des algorithmes qui leur sont propres. Notre objectif est d’explorer ces algorithmes d’ordonnancement dans plusieurs contextes variés. Les techniques de filtrage ont beaucoup évolué dans les dernières années en ordonnancement basé sur les contraintes. La proéminence des algorithmes de filtrage repose sur leur habilité à réduire l’arbre de recherche en excluant les valeurs des domaines qui ne participent pas à des solutions au problème. Nous proposons des améliorations et présentons des algorithmes de filtrage plus efficaces pour résoudre des problèmes classiques d’ordonnancement. De plus, nous présentons des adaptations de techniques de filtrage pour le cas où les tâches peuvent être retardées. Nous considérons aussi différentes propriétés de problèmes industriels et résolvons plus efficacement des problèmes où le critère d’optimisation n’est pas nécessairement le moment où la dernière tâche se termine. Par exemple, nous présentons des algorithmes à temps polynomial pour le cas où la quantité de ressources fluctue dans le temps, ou quand le coût d’exécuter une tâche au temps t dépend de t.

Dynamic Resource Allocation in Wireless Heterogeneous Networks

Deployment of low power basestations within cellular networks can potentially increase both capacity and coverage. However, such deployments require efficient resource allocation schemes for managing interference from the low power and macro basestations that are located within each other’s transmission range. In this dissertation, we propose novel and efficient dynamic resource allocation algorithms in the frequency, time and space domains. We show that the proposed algorithms perform better than the current state-of-art resource management algorithms. In the first part of the dissertation, we propose an interference management solution in the frequency domain. We introduce a distributed frequency allocation scheme that shares frequencies between macro and low power pico basestations, and guarantees a minimum average throughput to users. The scheme seeks to minimize the total number of frequencies needed to honor the minimum throughput requirements. We evaluate our scheme using detailed simulations and show that it performs on par with the centralized optimum allocation. Moreover, our proposed scheme outperforms a static frequency reuse scheme and the centralized optimal partitioning between the macro and picos. In the second part of the dissertation, we propose a time domain solution to the interference problem. We consider the problem of maximizing the alpha-fairness utility over heterogeneous wireless networks (HetNets) by jointly optimizing user association, wherein each user is associated to any one transmission point (TP) in the network, and activation fractions of all TPs. Activation fraction of a TP is the fraction of the frame duration for which it is active, and together these fractions influence the interference seen in the network. To address this joint optimization problem which we show is NP-hard, we propose an alternating optimization based approach wherein the activation fractions and the user association are optimized in an alternating manner. The subproblem of determining the optimal activation fractions is solved using a provably convergent auxiliary function method. On the other hand, the subproblem of determining the user association is solved via a simple combinatorial algorithm. Meaningful performance guarantees are derived in either case. Simulation results over a practical HetNet topology reveal the superior performance of the proposed algorithms and underscore the significant benefits of the joint optimization. In the final part of the dissertation, we propose a space domain solution to the interference problem. We consider the problem of maximizing system utility by optimizing over the set of user and TP pairs in each subframe, where each user can be served by multiple TPs. To address this optimization problem which is NP-hard, we propose a solution scheme based on difference of submodular function optimization approach. We evaluate our scheme using detailed simulations and show that it performs on par with a much more computationally demanding difference of convex function optimization scheme. Moreover, the proposed scheme performs within a reasonable percentage of the optimal solution. We further demonstrate the advantage of the proposed scheme by studying its performance with variation in different network topology parameters.

Rate of Belowground Carbon Allocation Differs with Successional Habit of Two Afromontane Trees

Background: Anthropogenic disturbance of old-growth tropical forests increases the abundance of early successional tree species at the cost of late successional ones. Quantifying differences in terms of carbon allocation and the proportion of recently fixed carbon in soil CO2 efflux is crucial for addressing the carbon footprint of creeping degradation. Methodology: We compared the carbon allocation pattern of the late successional gymnosperm Podocarpus falcatus (Thunb.) Mirb. and the early successional (gap filling) angiosperm Croton macrostachyus Hochst. es Del. in an Ethiopian Afromontane forest by whole tree (CO2)-C-13 pulse labeling. Over a one-year period we monitored the temporal resolution of the label in the foliage, the phloem sap, the arbuscular mycorrhiza, and in soil-derived CO2. Further, we quantified the overall losses of assimilated C-13 with soil CO2 efflux. Principal Findings: C-13 in leaves of C. macrostachyus declined more rapidly with a larger size of a fast pool (64% vs. 50% of the assimilated carbon), having a shorter mean residence time (14 h vs. 55 h) as in leaves of P. falcatus. Phloem sap velocity was about 4 times higher for C. macrostachyus. Likewise, the label appeared earlier in the arbuscular mycorrhiza of C. macrostachyus and in the soil CO2 efflux as in case of P. falcatus (24 h vs. 72 h). Within one year soil CO2 efflux amounted to a loss of 32% of assimilated carbon for the gap filling tree and to 15% for the late successional one. Conclusions: Our results showed clear differences in carbon allocation patterns between tree species, although we caution that this experiment was unreplicated. A shift in tree species composition of tropical montane forests (e. g., by degradation) accelerates carbon allocation belowground and increases respiratory carbon losses by the autotrophic community. If ongoing disturbance keeps early successional species in dominance, the larger allocation to fast cycling compartments may deplete soil organic carbon in the long run.

The dynamic decode-and-forward channel: SNR allocation.

In the half-duplex relay channel applying the decode-and-forward protocol the relay introduces energy over random time intervals into the channel as observed at the destination. Consequently, during simulation the average signal power seen at the destination becomes known at run-time only. Therefore, in order to obtain specific performance measures at the signal-to-noise ratio (SNR) of interest, strategies are required to adjust the noise variance during simulation run-time. It is necessary that these strategies result in the same performance as measured under real-world conditions. This paper introduces three noise power allocation strategies and demonstrates their applicability using numerical and simulation results.

Optimal Budget-Constrained Sample Allocation for Selection Decisions with Multiple Uncertain Attributes

A decision-maker, when faced with a limited and fixed budget to collect data in support of a multiple attribute selection decision, must decide how many samples to observe from each alternative and attribute. This allocation decision is of particular importance when the information gained leads to uncertain estimates of the attribute values as with sample data collected from observations such as measurements, experimental evaluations, or simulation runs. For example, when the U.S. Department of Homeland Security must decide upon a radiation detection system to acquire, a number of performance attributes are of interest and must be measured in order to characterize each of the considered systems. We identified and evaluated several approaches to incorporate the uncertainty in the attribute value estimates into a normative model for a multiple attribute selection decision. Assuming an additive multiple attribute value model, we demonstrated the idea of propagating the attribute value uncertainty and describing the decision values for each alternative as probability distributions. These distributions were used to select an alternative. With the goal of maximizing the probability of correct selection we developed and evaluated, under several different sets of assumptions, procedures to allocate the fixed experimental budget across the multiple attributes and alternatives. Through a series of simulation studies, we compared the performance of these allocation procedures to the simple, but common, allocation procedure that distributed the sample budget equally across the alternatives and attributes. We found the allocation procedures that were developed based on the inclusion of decision-maker knowledge, such as knowledge of the decision model, outperformed those that neglected such information. Beginning with general knowledge of the attribute values provided by Bayesian prior distributions, and updating this knowledge with each observed sample, the sequential allocation procedure performed particularly well. These observations demonstrate that managing projects focused on a selection decision so that the decision modeling and the experimental planning are done jointly, rather than in isolation, can improve the overall selection results.

Seeking transparency on allocation of kidneys from deceased donors

Kidney transplantation is the preferred treatment for many end stage renal disease patients; however, the small number of organs for transplantation does not allow all patients to have access to this scarce resource. An allocation system for deceased donor kidneys should be anchored to transparent policies and rules. It should take into account the relationship between supply and demand, hence seeking a balance between the higher net benefit of survival that can be provided by a particular organ and the transplant candidates’ waiting time (as well as the probability of being transplanted).

Décentralisation et allocation des ressources : les détours de la municipalisation du système de santé brésilien

Dans cette thèse, nous avons analysé le déroulement d’un processus de municipalisation du système de santé, effectué au Rio Grande do Norte (RN), un des états fédérés du nord-est du Brésil. En tenant compte des contextes historiques d’implantation, nous avons centré notre attention sur la contribution des acteurs impliqués dans ce processus, spécialement dans l’allocation des ressources financières du système. Les croyances, perceptions, attentes, représentations, connaissances, intérêts, l’ensemble des facteurs qui contribuent à la constitution des capacités cognitives de ces acteurs, favorise la réflexivité sur leurs actions et la définition de stratégies diverses de façon à poursuivre leurs objectifs dans le système de santé. Ils sont vus ainsi comme des agents compétents et réflexifs, capables de s’approprier des propriétés structurelles du système de santé (règles et ressources), de façon à prendre position dans l’espace social de ce système pour favoriser le changement ou la permanence du statu quo. Au cours du processus de structuration du Système unique de santé brésilien, le SUS, la municipalisation a été l’axe le plus développé d’un projet de réforme de la santé. Face aux contraintes contextuelles et de la dynamique complexe des espaces sociaux de la santé, les acteurs réformistes n’ont pas pu suivre le chemin de l’utopie idéalisée; quelques détours ont été parcourus. Au RN, la municipalisation de la santé a constitué un processus très complexe où la triade centralisation/décentralisation/recentralisation a suivi son cours au milieu de négociations, de conflits, d’alliances, de disputes, de coopérations, de compétitions. Malgré les contraintes des contextes successifs, des propriétés structurelles du système et des dynamiques sociales dans le système de santé, quelques changements sont intervenus : la construction de leaderships collectifs; l’émergence d’une culture de négociation; la création des structures et des espaces sociaux du système, favorisant les rencontres des acteurs dans chaque municipalité et au niveau de l’état fédéré; un apprentissage collectif sur le processus de structuration du SUS; une grande croissance des services de première ligne permettant d’envisager une inversion de tendance du modèle de prestation des services; les premiers pas vers la rupture avec la culture bureaucratique du système. Le SUS reste prisonnier de quelques enjeux institutionnalisés dans ce système de santé : la dépendance du secteur privé et de quelques groupes de professionnels; le financement insuffisant et instable; la situation des ressources humaines. Les changements arrivés sont convergents, incrémentiels, lents; ils résultent d’actions normatives, délibérées, formalisées. Elles aussi sont issues de l’inattendu, de l’informel, du paradoxe; quelques-unes plus localisées, d’autres plus généralisées, pour une courte ou une plus longue durée.

Online Supplement to ‘Myopic Allocation Policy with Asymptotically Optimal Sampling Rate’

This document is the Online Supplement to ‘Myopic Allocation Policy with Asymptotically Optimal Sampling Rate,’ to be published in the IEEE Transactions of Automatic Control in 2017.

Du terme prédicatif au cadre sémantique : méthodologie de compilation d'une ressource terminologique pour les termes arabes de l'informatique

La description des termes dans les ressources terminologiques traditionnelles se limite à certaines informations, comme le terme (principalement nominal), sa définition et son équivalent dans une langue étrangère. Cette description donne rarement d’autres informations qui peuvent être très utiles pour l’utilisateur, surtout s’il consulte les ressources dans le but d’approfondir ses connaissances dans un domaine de spécialité, maitriser la rédaction professionnelle ou trouver des contextes où le terme recherché est réalisé. Les informations pouvant être utiles dans ce sens comprennent la description de la structure actancielle des termes, des contextes provenant de sources authentiques et l’inclusion d’autres parties du discours comme les verbes. Les verbes et les noms déverbaux, ou les unités terminologiques prédicatives (UTP), souvent ignorés par la terminologie classique, revêtent une grande importance lorsqu’il s’agit d’exprimer une action, un processus ou un évènement. Or, la description de ces unités nécessite un modèle de description terminologique qui rend compte de leurs particularités. Un certain nombre de terminologues (Condamines 1993, Mathieu-Colas 2002, Gross et Mathieu-Colas 2001 et L’Homme 2012, 2015) ont d’ailleurs proposé des modèles de description basés sur différents cadres théoriques. Notre recherche consiste à proposer une méthodologie de description terminologique des UTP de la langue arabe, notamment l’arabe standard moderne (ASM), selon la théorie de la Sémantique des cadres (Frame Semantics) de Fillmore (1976, 1977, 1982, 1985) et son application, le projet FrameNet (Ruppenhofer et al. 2010). Le domaine de spécialité qui nous intéresse est l’informatique. Dans notre recherche, nous nous appuyons sur un corpus recueilli du web et nous nous inspirons d’une ressource terminologique existante, le DiCoInfo (L’Homme 2008), pour compiler notre propre ressource. Nos objectifs se résument comme suit. Premièrement, nous souhaitons jeter les premières bases d’une version en ASM de cette ressource. Cette version a ses propres particularités : 1) nous visons des unités bien spécifiques, à savoir les UTP verbales et déverbales; 2) la méthodologie développée pour la compilation du DiCoInfo original devra être adaptée pour prendre en compte une langue sémitique. Par la suite, nous souhaitons créer une version en cadres de cette ressource, où nous regroupons les UTP dans des cadres sémantiques, en nous inspirant du modèle de FrameNet. À cette ressource, nous ajoutons les UTP anglaises et françaises, puisque cette partie du travail a une portée multilingue. La méthodologie consiste à extraire automatiquement les unités terminologiques verbales et nominales (UTV et UTN), comme Ham~ala (حمل) (télécharger) et taHmiyl (تحميل) (téléchargement). Pour ce faire, nous avons adapté un extracteur automatique existant, TermoStat (Drouin 2004). Ensuite, à l’aide des critères de validation terminologique (L’Homme 2004), nous validons le statut terminologique d’une partie des candidats. Après la validation, nous procédons à la création de fiches terminologiques, à l’aide d’un éditeur XML, pour chaque UTV et UTN retenue. Ces fiches comprennent certains éléments comme la structure actancielle des UTP et jusqu’à vingt contextes annotés. La dernière étape consiste à créer des cadres sémantiques à partir des UTP de l’ASM. Nous associons également des UTP anglaises et françaises en fonction des cadres créés. Cette association a mené à la création d’une ressource terminologique appelée « DiCoInfo : A Framed Version ». Dans cette ressource, les UTP qui partagent les mêmes propriétés sémantiques et structures actancielles sont regroupées dans des cadres sémantiques. Par exemple, le cadre sémantique Product_development regroupe des UTP comme Taw~ara (طور) (développer), to develop et développer. À la suite de ces étapes, nous avons obtenu un total de 106 UTP ASM compilées dans la version en ASM du DiCoInfo et 57 cadres sémantiques associés à ces unités dans la version en cadres du DiCoInfo. Notre recherche montre que l’ASM peut être décrite avec la méthodologie que nous avons mise au point.

ADVERTISEMENT ALLOCATION AND TRUST MECHANISMS DESIGN IN SOCIAL NETWORKS

Social network sites (SNS), such as Facebook, Google+ and Twitter, have attracted hundreds of millions of users daily since their appearance. Within SNS, users connect to each other, express their identity, disseminate information and form cooperation by interacting with their connected peers. The increasing popularity and ubiquity of SNS usage and the invaluable user behaviors and connections give birth to many applications and business models. We look into several important problems within the social network ecosystem. The first one is the SNS advertisement allocation problem. The other two are related to trust mechanisms design in social network setting, including local trust inference and global trust evaluation. In SNS advertising, we study the problem of advertisement allocation from the ad platform's angle, and discuss its differences with the advertising model in the search engine setting. By leveraging the connection between social networks and hyperbolic geometry, we propose to solve the problem via approximation using hyperbolic embedding and convex optimization. A hyperbolic embedding method, \hcm, is designed for the SNS ad allocation problem, and several components are introduced to realize the optimization formulation. We show the advantages of our new approach in solving the problem compared to the baseline integer programming (IP) formulation. In studying the problem of trust mechanisms in social networks, we consider the existence of distrust (i.e. negative trust) relationships, and differentiate between the concept of local trust and global trust in social network setting. In the problem of local trust inference, we propose a 2-D trust model. Based on the model, we develop a semiring-based trust inference framework. In global trust evaluation, we consider a general setting with conflicting opinions, and propose a consensus-based approach to solve the complex problem in signed trust networks.

The socioeconomic gradient in health: The role of intra-household resource allocation

This paper aims to analyse the impact of different household financial regimes on the health status of males and females in a number of European countries. Using the EU-SILC 2010 on intra-household sharing of resources, we find that each member of the couple is worse off if his/her partner has most decision-making responsibilities. Additionally, the presence of children in the household plays a role in the effect that household financial regimens exert on individual self-assessed health, especially among females. We conclude that family arrangements regarding resource allocation and decision-making have important consequences and should be given some attention in the task of identifying individuals predisposed to health problems.

Allocation du carbone et métabolisme azoté chez l'haptophyte Tisochrysis lutea

The aim of this thesis is to improve knowledge on mechanisms involved in the response to nitrogen limitation and in lipid accumulation in the microalgae haptophyte Tisochrysis lutea. The wild type strain and a lipid accumulating mutant strain were grown under different nitrogen limitation and starvation and analyzed by functional genomics. Four genes of high-affinity nitrate/nitrite transporter (Nrt2) were identified and characterized to reveal the mechanisms involved in mineral absorption in this species. Transcriptomes of both strains were sequenced and proteins affected by nitrogen starvation and differentially expressed between the two strains were identified. We so identified the functions regulated by nitrogen deficiency and potentially involved in the accumulation of storage lipids. The responses of both strains to thin variations of nitrogen limitation were studied. The results of high-throughput proteomic analyzes suggest that the lipid-accumulation in the mutant strain is the result of carbon metabolism impacted overall, this spurred on signaling mechanisms. Two proteins have been studied since probably involved in carbon and nitrogen remobilization from amino acids catabolism during nitrogen limitation. This work increases knowledge on haptophytes, and brings assumptions on metabolic key involved in nitrogen limitation and carbon allocation in microalgae.