The VINEYARD Approach: Versatile, Integrated, Accelerator-Based, Heterogeneous Data Centres.

Emerging web applications like cloud computing, Big Data and social networks have created the need for powerful centres hosting hundreds of thousands of servers. Currently, the data centres are based on general purpose processors that provide high flexibility buts lack the energy efficiency of customized accelerators. VINEYARD aims to develop an integrated platform for energy-efficient data centres based on new servers with novel, coarse-grain and fine-grain, programmable hardware accelerators. It will, also, build a high-level programming framework for allowing end-users to seamlessly utilize these accelerators in heterogeneous computing systems by employing typical data-centre programming frameworks (e.g. MapReduce, Storm, Spark, etc.). This programming framework will, further, allow the hardware accelerators to be swapped in and out of the heterogeneous infrastructure so as to offer high flexibility and energy efficiency. VINEYARD will foster the expansion of the soft-IP core industry, currently limited in the embedded systems, to the data-centre market. VINEYARD plans to demonstrate the advantages of its approach in three real use-cases (a) a bio-informatics application for high-accuracy brain modeling, (b) two critical financial applications, and (c) a big-data analysis application.

Promoting healthy dietary behaviour through personalised nutrition: technology push or technology pull?

The notion of educating the public through generic healthy eating messages has pervaded dietary health promotion efforts over the years and continues to do so through various media, despite little evidence for any enduring impact upon eating behaviour. There is growing evidence, however, that tailored interventions such as those that could be delivered online can be effective in bringing about healthy dietary behaviour change. The present paper brings together evidence from qualitative and quantitative studies that have considered the public perspective of genomics, nutrigenomics and personalised nutrition, including those conducted as part of the EU-funded Food4Me project. Such studies have consistently indicated that although the public hold positive views about nutrigenomics and personalised nutrition, they have reservations about the service providers' ability to ensure the secure handling of health data. Technological innovation has driven the concept of personalised nutrition forward and now a further technological leap is required to ensure the privacy of online service delivery systems and to protect data gathered in the process of designing personalised nutrition therapies.

Automated retinal image quality assessment on the UK Biobank dataset for epidemiological studies

Morphological changes in the retinal vascular network are associated with future risk of many systemic and vascular diseases. However, uncertainty over the presence and nature of some of these associations exists. Analysis of data from large population based studies will help to resolve these uncertainties. The QUARTZ (QUantitative Analysis of Retinal vessel Topology and siZe) retinal image analysis system allows automated processing of large numbers of retinal images. However, an image quality assessment module is needed to achieve full automation. In this paper, we propose such an algorithm, which uses the segmented vessel map to determine the suitability of retinal images for use in the creation of vessel morphometric data suitable for epidemiological studies. This includes an effective 3-dimensional feature set and support vector machine classification. A random subset of 800 retinal images from UK Biobank (a large prospective study of 500,000 middle aged adults; where 68,151 underwent retinal imaging) was used to examine the performance of the image quality algorithm. The algorithm achieved a sensitivity of 95.33% and a specificity of 91.13% for the detection of inadequate images. The strong performance of this image quality algorithm will make rapid automated analysis of vascular morphometry feasible on the entire UK Biobank dataset (and other large retinal datasets), with minimal operator involvement, and at low cost.

Detecting obfuscated malware using reduced opcode set and optimised runtime trace

The research presented, investigates the optimal set of operational codes (opcodes) that create a robust indicator of malicious software (malware) and also determines a program’s execution duration for accurate classification of benign and malicious software. The features extracted from the dataset are opcode density histograms, extracted during the program execution. The classifier used is a support vector machine and is configured to select those features to produce the optimal classification of malware over different program run lengths. The findings demonstrate that malware can be detected using dynamic analysis with relatively few opcodes.

Network signatures based on gene pair expression ratios improve classification and the analysis of muscle-invasive urothelial cancer

Urothelial cancer (UC) is highly recurrent and can progress from non-invasive (NMIUC) to a more aggressive muscle-invasive (MIUC) subtype that invades the muscle tissue layer of the bladder. We present a proof of principle study that network-based features of gene pairs can be used to improve classifier performance and the functional analysis of urothelial cancer gene expression data. In the first step of our procedure each individual sample of a UC gene expression dataset is inflated by gene pair expression ratios that are defined based on a given network structure. In the second step an elastic net feature selection procedure for network-based signatures is applied to discriminate between NMIUC and MIUC samples. We performed a repeated random subsampling cross validation in three independent datasets. The network signatures were characterized by a functional enrichment analysis and studied for the enrichment of known cancer genes. We observed that the network-based gene signatures from meta collections of proteinprotein interaction (PPI) databases such as CPDB and the PPI databases HPRD and BioGrid improved the classification performance compared to single gene based signatures. The network based signatures that were derived from PPI databases showed a prominent enrichment of cancer genes (e.g., TP53, TRIM27 and HNRNPA2Bl). We provide a novel integrative approach for large-scale gene expression analysis for the identification and development of novel diagnostical targets in bladder cancer. Further, our method allowed to link cancer gene associations to network-based expression signatures that are not observed in gene-based expression signatures.

Classificação automática de documentos de arquivo corrente: estudo de caso sobre a Câmara Municipal de Palmela

Esta dissertação tem como propósito averiguar a aplicabilidade das metodologias de categorização ou classificação automática à classificação em arquivo corrente nas Câmaras Municipais, partindo do Município de Palmela como estudo de caso. A classificação continua a ser de fundamental importância numa época de proliferação de documentos eletrónicos e de sistemas informáticos que os gerem e uma solução que a simplifique e agilize mantendo a sua eficiência seria uma mais-valia. Os objetivos, numa primeira parte, serão caracterizar a classificação em arquivo e a importância da sua definição e implementação desde a origem e incluída em sistemas informáticos, e numa segunda parte caracterizar a tarefa de categorização ou classificação automática, a sua possível relação com a classificação em arquivo e a possibilidade de a automatizar. Para tal, foi realizado um teste e avaliação de resultados. Os resultados experimentais permitiram validar a hipótese colocada. /ABSTRACT - This essay has as intention to inquire the applicability of automatic categorization or classification methodologies to the classification of current archives of the City councils, having the City council of Palmela as case study. Classification continues to be of basic importance at a time of proliferation of electronic documents and informatics systems that manage them and a solution that simplifies and speeds it maintaining its efficiency would be of major value. The purposes will be, in the first chapters, to characterize classification in archives and the importance of its definition and implementation since the origin, in City councils and enclosed in those systems, and in the last chapters, to characterize the task of automatic categorization or classification, its possible relation with archival classification and the possibility of automatizing it. A test and evaluation of its results were made. The experimental results validate the hypothesis placed.

Avaliação das aprendizagens no ensino superior: estudo de um sistema de avaliação nas unidades curriculares de projeto de simulação empresarial

Com a preocupação de suprir lacunas evidenciadas pelo ensino tradicional típico do Curso de Contabilidade e Administração do Instituto Superior de Contabilidade e Administração do Porto, introduziu-se no seu sistema de ensino as unidades curriculares de Projeto de Simulação Empresarial I e II (PSE I e PSE II), que, pela sua singularidade e especificidades, denominamos de Ambiente Empresarial. A particularidade deste processo de formação, centrado no desenvolvimento de competências, molda a metodologia do ensino, da aprendizagem e da avaliação. De destacar que o sistema de avaliação das aprendizagens introduzido está construído numa base informática de recolha contínua e ponderação sistemática de uma série de indicadores. A presente tese tem como objetivo estudar as potencialidades e constrangimentos do sistema de avaliação utilizado nas unidades curriculares referidas. Pretendemos, em particular, analisar em que medida este sistema beneficia o sucesso escolar dos estudantes, em resultado de uma melhoria no processo de aprendizagem e, consequentemente, no desenvolvimento das competências dos estudantes. No decorrer dos anos letivos de 2008-2009 e de 2009-2010, segundo e primeiro semestres, respetivamente, recolhemos dados qualitativos e quantitativos através de questionários aos estudantes e entrevistas aos docentes e ao responsável pela coordenação das unidades curriculares. Os resultados do estudo levantaram uma série de questões relacionadas com a avaliação e a forma como esta desenvolve nos estudantes uma diferente postura no que concerne ao processo de ensino e aprendizagem. A centralidade no estudante como foco deste sistema de avaliação possibilita a autorregulação da aprendizagem através da retroação. O trabalho individual e de grupo apresentam-se como principais fatores no desenvolvimento das competências genéricas (relacionais) e comportamentais.

O projeto PmatE e a aprendizagem da matemática no ensino superior

O contexto educacional exige renovação de paradigmas. Impõem-se profundas alterações ao nível do papel e da função do professor e dos alunos, devendo-se privilegiar metodologias de aprendizagem ativas, cooperativas e participativas, rompendo-se com o ensino magistral e a mera transmissão de ‘conhecimentos’. As ferramentas informáticas poderão constituir-se uma mais-valia no contexto educativo, promovendo uma aprendizagem significativa e autorregulada pelo aluno, sempre sob a adequada orientação do professor. Neste contexto, foi criado, na Universidade de Aveiro, o Projeto Matemática Ensino (PmatE), com o principal objetivo de combater, de uma forma inovadora, as causas do insucesso escolar a matemática. No entanto, tal plataforma ainda não foi alvo de uma avaliação sistemática, nomeadamente ao nível do ensino superior, que nos permita concluir da consecução dos seus propósitos. Assim, a questão de investigação subjacente ao estudo em curso é - Qual o impacte da utilização diferenciada, como complemento à abordagem didáctica, da plataforma de ensino assistido (PEA) desenvolvida pelo PmatE na aprendizagem de temas matemáticos ao nível do Ensino Superior, principalmente ao nível da autonomia, da construção e aplicação de conhecimentos e do desenvolvimento de apetências pela Matemática. Para se tentar dar resposta à mesma, implementou-se um estudo misto, quantitativo e qualitativo, com alunos da unidade curricular Análise Matemática I do Curso Engenharia Alimentar de um Instituto Politécnico português, a quem se propôs uma exploração prévia da plataforma extra-aula para que, nesse espaço, se pudesse conceptualizar os conceitos envolvidos e realizar tarefas variadas quanto à sua natureza. Usaram-se como principais técnicas de recolha de dados a análise documental, a inquirição e a observação direta, suportadas pelos diversos instrumentos: Questionário Inicial e Final; testes de avaliação, nas versões pré-teste, pós-teste1 e pós-teste2; produções de uma bateria de tarefas de natureza diversificada; registo computorizado do percurso dos alunos relativamente ao trabalho por eles desenvolvido na plataforma do PmatE; notas de campo; dossier dos alunos e entrevistas. Os resultados obtidos, a partir de uma análise estatística dos dados quantitativos e de conteúdo dos dados qualitativos, indicam, por um lado, que os alunos mais autónomos, mais persistentes e que obtêm os melhores resultados são os alunos que usaram a plataforma com frequência e, por outro, que a utilização da plataforma contribuiu para aumentar o gosto pela Matemática. Este estudo permitiu, também, obter informação importante sobre aspetos que poderão melhorar a plataforma, em particular, relativos à natureza das tarefas e à resolução dos exercícios propostos.

Service composition for biomedical applications

A exigente inovação na área das aplicações biomédicas tem guiado a evolução das tecnologias de informação nas últimas décadas. Os desafios associados a uma gestão, integração, análise e interpretação eficientes dos dados provenientes das mais modernas tecnologias de hardware e software requerem um esforço concertado. Desde hardware para sequenciação de genes a registos electrónicos de paciente, passando por pesquisa de fármacos, a possibilidade de explorar com precisão os dados destes ambientes é vital para a compreensão da saúde humana. Esta tese engloba a discussão e o desenvolvimento de melhores estratégias informáticas para ultrapassar estes desafios, principalmente no contexto da composição de serviços, incluindo técnicas flexíveis de integração de dados, como warehousing ou federação, e técnicas avançadas de interoperabilidade, como serviços web ou LinkedData. A composição de serviços é apresentada como um ideal genérico, direcionado para a integração de dados e para a interoperabilidade de software. Relativamente a esta última, esta investigação debruçou-se sobre o campo da farmacovigilância, no contexto do projeto Europeu EU-ADR. As contribuições para este projeto, um novo standard de interoperabilidade e um motor de execução de workflows, sustentam a sucesso da EU-ADR Web Platform, uma plataforma para realizar estudos avançados de farmacovigilância. No contexto do projeto Europeu GEN2PHEN, esta investigação visou ultrapassar os desafios associados à integração de dados distribuídos e heterogéneos no campo do varíoma humano. Foi criada uma nova solução, WAVe - Web Analyses of the Variome, que fornece uma coleção rica de dados de variação genética através de uma interface Web inovadora e de uma API avançada. O desenvolvimento destas estratégias evidenciou duas oportunidades claras na área de software biomédico: melhorar o processo de implementação de software através do recurso a técnicas de desenvolvimento rápidas e aperfeiçoar a qualidade e disponibilidade dos dados através da adopção do paradigma de web semântica. A plataforma COEUS atravessa as fronteiras de integração e interoperabilidade, fornecendo metodologias para a aquisição e tradução flexíveis de dados, bem como uma camada de serviços interoperáveis para explorar semanticamente os dados agregados. Combinando as técnicas de desenvolvimento rápidas com a riqueza da perspectiva "Semantic Web in a box", a plataforma COEUS é uma aproximação pioneira, permitindo o desenvolvimento da próxima geração de aplicações biomédicas.

Algoritmos inteligentes de baixa complexidade

A domótica é uma área com grande interesse e margem de exploração, que pretende alcançar a gestão automática e autónoma de recursos habitacionais, proporcionando um maior conforto aos utilizadores. Para além disso, cada vez mais se procuram incluir benefícios económicos e ambientais neste conceito, por forma a garantir um futuro sustentável. O aquecimento de água (por meios elétricos) é um dos fatores que mais contribui para o consumo de energia total de uma residência. Neste enquadramento surge o tema “algoritmos inteligentes de baixa complexidade”, com origem numa parceria entre o Departamento de Eletrónica, Telecomunicações e Informática (DETI) da Universidade de Aveiro e a Bosch Termotecnologia SA, que visa o desenvolvimento de algoritmos ditos “inteligentes”, isto é, com alguma capacidade de aprendizagem e funcionamento autónomo. Os algoritmos devem ser adaptados a unidades de processamento de 8 bits para equipar pequenos aparelhos domésticos, mais propriamente tanques de aquecimento elétrico de água. Uma porção do desafio está, por isso, relacionada com as restrições computacionais de microcontroladores de 8 bits. No caso específico deste trabalho, foi determinada a existência de sensores de temperatura da água no tanque como a única fonte de informação externa aos algoritmos, juntamente com parâmetros pré-definidos pelo utilizador que estabelecem os limiares de temperatura máxima e mínima da água. Partindo deste princípio, os algoritmos desenvolvidos baseiam-se no perfil de consumo de água quente, observado ao longo de cada semana, para tentar prever futuras tiragens de água e, consequentemente, agir de forma adequada, adiantando ou adiando o aquecimento da água do tanque. O objetivo é alcançar uma gestão vantajosa entre a economia de energia e o conforto do utilizador (água quente), isto sem que exista necessidade de intervenção direta por parte do utilizador final. A solução prevista inclui também o desenvolvimento de um simulador que permite observar, avaliar e comparar o desempenho dos algoritmos desenvolvidos.

Software libre : una alternativa para la gestión de recursos de información en bibliotecas

El presente trabajo tiene por objetivo exponer los fundamentos éticos y tecnológicos que caracterizan al movimiento del software libre, así como su cercana relación que tiene con el mundo de la gestión bibliotecaria y de la información. También se presentan algunas de las principales herramientas libres que existen para la administración de bibliotecas, al tiempo que se muestran los alcances y posibilidades que éstas y otras herramientas poseen para la creación de sistemas de información a bajo costo y repositorios documentales acordes con el movimiento mundial de Open Access.

Genetic and bacterial programming for B-Spline neural networks design

The design phase of B-spline neural networks is a highly computationally complex task. Existent heuristics have been found to be highly dependent on the initial conditions employed. Increasing interest in biologically inspired learning algorithms for control techniques such as Artificial Neural Networks and Fuzzy Systems is in progress. In this paper, the Bacterial Programming approach is presented, which is based on the replication of the microbial evolution phenomenon. This technique produces an efficient topology search, obtaining additionally more consistent solutions.

Anytime information processing based on fuzzy and neural network models

In modern measurement and control systems, the available time and resources are often not only limited, but could change during the operation of the system. In these cases, the so-called anytime algorithms could be used advantageously. While diflerent soft computing methods are wide-spreadly used in system modeling, their usability in these cases are limited.

Guest reputation indexes to analyze hotel’s online reputation using data extracted from OTAs

Nowadays many travelers use online travel agency (OTAs) to book flights, hotel rooms, rent-a-cars, cruises or entire vacation packages. Usually OTAs allow their users to give scores and to write reviews about what was used. Each OTA defines the terms and conditions for guest rating or review score and hoteliers are giving increasing importance to the scores and reviews their guests do in OTAs. This paper proposes two guest reputation index to help hoteliers to monitorize their presence in OTAs. The Aggregated Guest Reputation Index (AGRI), which shows the positioning of a hotel in different OTAs and it is calculated from the scores obtained by the hotels in those OTAs. Another one, the Semantic Guest Reputation Index (SGRI), which incorporates the social reputation of a hotel and that can be visualized through the development of word clouds or tag clouds. Examples of usage of these indexes are given with data extracted from 5-stars hotels in the Algarve, south region of Portugal, that are available on Booking and Expedia.

Messung der Zufriedenheit von Studierenden der Fakultät Wirtschaft und Informatik der Hochschule Hannover mit der Hochschul-Zentralbibliothek

In der vorliegenden Arbeit wird die Zufriedenheit von Studierenden mit der Hochschul-Zentralbibliothek (HZB) der Hochschule Hannover untersucht. Es wird überprüft, inwieweit Alter, Semesteranzahl und Geschlecht der Befragten einen Einfluss auf die Zufriedenheit mit der HZB haben. Des Weiteren besteht ein Aspekt der Untersuchung aus der Einschätzung der Wichtigkeit einzelner Faktoren aus Sicht der Studierenden, welcher bei den praktischen Implikationen zum Tragen kommt. Die Literaturrecherche machte deutlich, dass bereits diverse Umfragen von Bibliotheken zur Zufriedenheit der Nutzer stattgefunden haben. Wenige Umfragen richten sich jedoch direkt an Studierende. Da der Leistungskatalog von Bibliothek zu Bibliothek variiert, muss der Fragebogen an die konkreten Rahmenbendingungen der HZB angepasst werden. Mit der vorliegenden Arbeit werden Aussagen über die Zufriedenheit und Wichtigkeit der einzelnen Faktoren aus Studierendensicht getroffen. Mittels eines elektronischen Fragebogens werden die Studierenden der Fakultät IV – Wirtschaft und Informatik, hierunter die Abteilungen Betriebswirtschaft und Wirtschaftsinformatik, der Hochschule Hannover befragt, von denen 116 den Fragebogen beantwortet haben. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ergebnisse die aufgestellten Hypothesen nicht unterstützen. Es liegen keine signifikanten Ergebnisse vor und es bestehen keine Zusammenhänge zwischen Alter, Geschlecht oder Semesterzahl mit der Zufriedenheit der Studierenden. Die Auswertung der Wichtigkeit verdeutlicht, dass keines der abgefragten Kriterien besonders negativ beurteilt wurde während es gleichzeitig für die Studierenden von großer Wichtigkeit ist.