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We present a theoretical study of solvent effect on C2H5N···HF hydrogen-bonded complex through the application of the AGOA methodology. By using the TIP4P model to orientate the configuration of water molecules, the hydration clusters generated by AGOA were obtained through the analysis of the molecular electrostatic potential (MEP) of solute (C2H5N···HF). Thereby, it was calculated the hydration energies on positive and negative MEP fields, which are maxima (PEMmax) and minima (PEMmin) when represent the -CH2- methylene groups and hydrofluoric acid, respectively. By taking into account the higher and lower hydration energy values of -370.6 kJ mol-1 and -74.3 kJ mol-1 for PEMmax and PEMmin of the C2H5N···HF, our analysis shows that these results corroborate the open ring reaction of aziridine, in which the preferential attack of water molecules occurs at the methylene groups of this heterocyclic.
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Affiliation: Pascal Michel : Département de pathologie et microbiologie, Faculté de médecine vétérinaire
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Electrochemical reduction of the triangular clusters [Os-3(CO)(10)(alpha-dimine)] (alpha-dimine = 2,2'-bipyridine (bpy), 2,2'-bipyrimidine (bpym)) and [Os-3(CO)(10)(mu-bpym) ReBr(CO)(3)] produces primarily the corresponding radical anions. Their stability is strongly determined by the pi acceptor ability of the reducible alpha-dimine ligand, which decreases in the order mu-bpym > bpym >> bpy. Along this series, increasing delocalisation of the odd electron density in the radical anion over the Os(alpha-dimine) chelate ring causes weakening of the axial (CO)(4)Os-Os(CO)(2)(alpha-dimine) bond and its facile cleavage for alpha-diimine = bpy. In contrast, the cluster radical anion is inherently stable for the bridging bpym ligand, the strongest pi-acceptor in the studied series. In the absence of the partial delocalisation of the unpaired electron over the Re( bpym) chelate bond, the Os-3-core of the radical anion remains intact only at low temperatures. Subsequent one-electron reduction of [Os-3(CO)(10)(bpym)](center dot-) at T = 223 K gives the open-triosmium core (= Os-3*) dianion, [Os-3*(CO)(10)(bpym)](2-). Its oxidation leads to the recovery of parent [Os-3(CO)(10)( bpym)]. At room temperature, [Os-3*( CO)(10)(bpym)](2-) is formed along a two-electron (ECE) reduction path. The chemical step (C) results in the formation of an open- core radical anion that is directly reducible at the cathodic potential of the parent cluster in the second electrochemical (E) step. In weakly coordinating tetrahydrofuran, [Os-3*(CO)(10)( bpym)](2-) rapidly attacks yet non- reduced parent cluster molecules, producing the relatively stable open- core dimer [Os-3*(CO)(10)(bpym)](2)(2-) featuring two open- triangle cluster moieties connected with an ( bpym) Os - Os( bpym) bond. In butyronitrile, [Os-3*( CO)(10)(bpym)](2-) is stabilised by the solvent and the dimer [Os-3*(CO)(10)(bpym)](2)(2-) is then mainly formed by reoxidation of the dianion on reverse potential scan. The more reactive cluster [Os-3(CO)(10)(bpy)] follows the same reduction path, as supported by spectroelectrochemical results and additional valuable evidence obtained from cyclic voltammetric scans. The ultimate process in the reduction mechanism is fragmentation of the cluster core triggered by the reduction of the dimer [Os-3*(CO)(10)(alpha- diimine)](2)(2-). The products formed are [Os-2(CO)(8)](2-) and {Os(CO)(2)(alpha- diimine)}(2). The latter dinuclear fragments constitute a linear polymeric chain [Os( CO)(2)(alpha-dimine)] n that is further reducible at the alpha-dimine ligands. For alpha-dimine = bpy, the charged polymer is capable of reducing carbon dioxide. The electrochemical opening of the triosmium core in the [Os-3( CO)(10)(alpha-dimine)] clusters exhibits several common features with their photochemistry. The same Os-alpha-dimine bond dissociates in both cases but the intimate mechanisms are different.
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Bonding, photochemical and electrochemical properties of the clusters [Ru-3(CO)(8)(mu-CO)(2)(alpha-diimine)] (alpha-diimine=2,2'-bipyridine (1), 4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridine (2) and 2,2'-bipyrimidine (3)) are strongly influenced by the presence of bridging carbonyl ligands. Irradiation at 471 nm initially results in the population of a sigma(Ru-3)pi*(alpha-diimine) excited state. From this state, fast decay takes place to the optically hardly directly accessible pi(Ru/mu-CO) pi*(alpha-diimine) lowest excited state. These assignments agree with theoretical (TD-DFT) results, resonance Raman and picosecond time-resolved infrared spectra. The involvement of the bridging carbonyl ligands in the electron transfer increases the energetic barrier for the formation of open-structure photoproducts such as biradicals and zwitterions. Zwitterions were therefore only obtained in strongly coordinating media such as pyridine at 250 K. The bridging carbonyl ligands also stabilize the radical anions produced upon one-electron reduction of the clusters [Ru-3(CO)(8)(mu-CO)(2)(alpha-diimine)] and observed with cyclic voltammetry, EPR and IR spectroelectrochemistry (for alpha-diimine=2,2'-bipyrimidine). In contrast, open-triangle intermediates formed along the reduction path to [Ru(CO)(2)(alpha-diimine)](n) and [Ru-2(CO)(8)](2-) are more reactive than their triosmium analogues.
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The synthesis and crystal structure of four gallium sulphide open frameworks, built from supertetrahedral clusters, are described. The structures of [C4NH12]6[Ga10S18][C4NH12]6[Ga10S18](1) and [C4NH12]12[Ga20S35.5(S3)0.5O](2) contain supertetrahedral T3 clusters, while in the isostructural compounds [C4NH12]16[Ga10S18M4Ga16S33][C4NH12]16[Ga10S18M4Ga16S33] (M=CoM=Co(3), Zn (4)), T3 and T4 clusters alternate. These materials exhibit three-dimensional frameworks, with topologies consisting of two interpenetrating diamond lattices, and contain over 50% of solvent accessible void space. UV–Vis diffuse reflectance measurements indicate that these compounds are semiconducting, with band gaps over the range 3.4–4.1 eV.
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A presente Dissertação propõe uma biblioteca de comunicação de alto desempenho, baseada em troca de mensagens, especificamente projetada para explorar eficientemente as potencialidades da tecnologia SCI (Scalable Coherent Interface). No âmago da referida biblioteca, a qual se denominou DECK/SCI, acham-se três protocolos de comunicação distintos: um protocolo de baixa latência e mínimo overhead, especializado na troca de mensagens pequenas; um protocolo de propósito geral; e um protocolo de comunicação que emprega uma técnica de zero-copy, também idealizada neste Trabalho, no intuito de elevar a máxima largura de banda alcançável durante a transmissão de mensagens grandes. As pesquisas desenvolvidas no decurso da Dissertação que se lhe apresenta têm por mister proporcionar um ambiente para o desenvolvimento de aplicações paralelas, que demandam alto desempenho computacional, em clusters que se utilizam da tecnologia SCI como rede de comunicação. A grande motivação para os esforços envidados reside na consolidação dos clusters como arquiteturas, a um só tempo, tecnologicamente comparáveis às máquinas paralelas dedicadas, e economicamente viáveis. A interface de programação exportada pelo DECK/SCI aos usuários abarca o mesmo conjunto de primitivas da biblioteca DECK (Distributed Execution Communication Kernel), concebida originalmente com vistas à consecução de alto desempenho sobre a tecnologia Myrinet. Os resultados auferidos com o uso do DECK/SCI revelam a eficiência dos mecanismos projetados, e a utilização profícua das características de alto desempenho intrínsecas da rede SCI, haja visto que se obteve uma performance muito próxima dos limites tecnológicos impostos pela arquitetura subjacente. Outrossim, a execução de uma clássica aplicação paralela, para fins de validação, testemunha que as primitivas e abstrações fornecidas pelo DECK/SCI mantêm estritamente a mesma semântica da interface de programação do original DECK.
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Este trabalho tem como objetivo desenvolver e empregar técnicas e estruturas de dados agrupadas visando paralelizar os métodos do subespaço de Krylov, fazendo-se uso de diversas ferramentas e abordagens. A partir dos resultados é feita uma análise comparativa de desemvpenho destas ferramentas e abordagens. As paralelizações aqui desenvolvidas foram projetadas para serem executadas em um arquitetura formada por um agregado de máquinas indepentes e multiprocessadas (Cluster), ou seja , são considerados o paralelismo e intra-nodos. Para auxiliar a programação paralela em clusters foram, e estão sendo, desenvolvidas diferentes ferramentas (bibliotecas) que visam a exploração dos dois níveis de paralelismo existentes neste tipo de arquitetura. Neste trabalho emprega-se diferentes bibliotecas de troca de mensagens e de criação de threads para a exploração do paralelismo inter-nodos e intra-nodos. As bibliotecas adotadas são o DECK e o MPICH e a Pthread. Um dos itens a serem analisados nestes trabalho é acomparação do desempenho obtido com essas bibliotecas.O outro item é a análise da influência no desemepnho quando quando tulizadas múltiplas threads no paralelismo em clusters multiprocessados. Os métodos paralelizados nesse trabalho são o Gradiente Conjugação (GC) e o Resíduo Mínmo Generalizado (GMRES), quepodem ser adotados, respectivamente, para solução de sistemas de equações lineares sintéticos positivos e definidos e não simétricas. Tais sistemas surgem da discretização, por exemplo, dos modelos da hidrodinâmica e do transporte de massa que estão sendo desenvolvidos no GMCPAD. A utilização desses métodos é justificada pelo fato de serem métodos iterativos, o que os torna adequados à solução de sistemas de equações esparsas e de grande porte. Na solução desses sistemas através desses métodos iterativos paralelizados faz-se necessário o particionamento do domínio do problema, o qual deve ser feito visando um bom balanceamento de carga e minimização das fronteiras entre os sub-domínios. A estrutura de dados desenvolvida para os métodos paralelizados nesse trabalho permite que eles sejam adotados para solução de sistemas de equações gerados a partir de qualquer tipo de particionamento, pois o formato de armazenamento de dados adotado supre qualquer tipo de dependência de dados. Além disso, nesse trabalho são adotadas duas estratégias de ordenação para as comunicações, estratégias essas que podem ser importantes quando se considera a portabilidade das paralelizações para máquinas interligadas por redes de interconexão com buffer de tamanho insuficiente para evitar a ocorrência de dealock. Os resultados obtidos nessa dissertação contribuem nos trabalhos do GMCPAD, pois as paralelizações são adotadas em aplicações que estão sendo desenvolvidas no grupo.
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A transformação da tecnologia, tanto na área da informática quanto em telecomunicações, facilitou o acesso a informação, bem como, reduziu os seus custos de acesso. Isso fez com que as redes de relações entre os agentes econômicos adquirissem maior agilidade e alcance geográfico, estreitando a interação ente o local e o global. Desta forma, a organização na busca da inserção no mercado internacional voltou-se para um processo regional, no qual o conceito de cluster passa a ser uma ferramenta hábil para responder distintas indagações. Esses questionamentos surgem desde o ciclo dos negócios e da administração das firmas, até a utilização de recursos como espaço, mão-de-obra, insumos e principalmente da disseminação do conhecimento. Inerte neste novo ambiente criado pelo avanço tecnológico, as aglomerações industriais servem como facilitadoras na criação de inovações que apresentam-se como externalidades positivas, na geração do desenvolvimento econômico regional. Tanto que, chegam a incitar a participação, em determinadas situações, bastante ativa dos governos no intuito de promover e sustentar o industrial clustering. Portanto, o tema central deste trabalho será clusters, e o seu papel determinante na obtenção de vantagens competitivas na indústria e sua relação com o desenvolvimento regional. Dentro deste intuito, também apresenta-se-á, no Capítulo 5, a análise do cluster de calçados do Vale dos Sinos no Estado do Rio Grande do Sul, através do método estrutural diferencial, com dados fornecidos pela Relação Anual de Informações Sociais – RAIS, no período de 1990 até 2001.
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Devido a sua baixa latência de banda, os clusters equipados com o adaptador SCI são uma alternativa para sistemas de tempo real distribuídos. Esse trabalho apresenta o projeto e implementação de uma plataforma de comunicação de tempo real sobre clusters SCI. O hardware padrão do SCI não se mostra adequado para a transmissão de tráfego de tempo real devido ao problema da contenção de acesso ao meio que causa inversão de prioridade. Por isso uma disciplina de acesso ao meio é implementada como parte da plataforma. Através da arquitetura implementada é possível o estabelecimento de canais de comunicação com garantia de banda. Assim, aplicações multimídias, por exemplo, podem trocar com taxa constante de conunicação. Cada mensagem é enviada somente uma vez. Assim, mensagens som a semântica de eventos podem ser enviadas. Além disso, a ordem e o tamanho das mensagens são garantidos. Além do tráfego com largura de banda garantida, a plataforma possibilita a troca de pacotes IP entre diferentes máquinas do cluster. Esses pacotes são inseridos no campo de dados dos pacotes próprios da plataforma e após são enviados através do uso de pacotes IP. Além disso, essa funcionalidade da plataforma permite também a execução de bibliotecas de comunicação baseadas em TCP/IP como o MPI sobre o cluster SCI. A plataforma de comunicação é implementada como modulos do sistema operacional Linux com a execução de tempo real RTAI. A valiação da plataforma mostrou que mesmo em cenários com muita comunicação entre todos os nodos correndo, a largura de banda reservada para cada canal foi mantida.
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A evolução da Computação Baseada em Clusters, impulsionada pelo avanço tecnológico e pelo custo relativamente baixo do hardware de PCs, tem levado ao surgimento de máquinas paralelas de porte cada vez maior, chegando à ordem das centenas e mesmo milhares de nós de processamento. Um dos principais problemas na implantação de clusters desse porte é o gerenciamento de E/S, pois soluções centralizadas de armazenamento de arquivos, como o NFS, rapidamente se tornam o gargalo dessa parte do sistema. Ao longo dos últimos anos, diversas soluções para esse problema têm sido propostas, tanto pela utilização de tecnologias especializadas de armazenamento e comunicação, como RAID e fibra ótica, como pela distribuição das funcionalidades do servidor de arquivos entre várias máquinas, objetivando a paralelização de suas operações. Seguindo essa última linha, o projeto NFSP (NFS Parallèle) é uma proposta de sistema de arquivos distribuído que estende o NFS padrão de forma a aumentar o desempenho das operações de leitura de dados pela distribuição do serviço em vários nós do cluster. Com essa abordagem, o NFSP objetiva aliar desempenho e escalabilidade aos benefícios do NFS, como a estabilidade de sua implementação e familiaridade de usuários e administradores com sua semântica de uso e seus procedimentos de configuração e gerenciamento. A proposta aqui apresentada, chamada de dNFSP, é uma extensão ao NFSP com o objetivo principal de proporcionar melhor desempenho a aplicações que explorem tanto a leitura como a escrita de dados, uma vez que essa última característica não é contemplada pelo modelo original A base para o funcionamento do sistema é um modelo de gerenciamento distribuído de meta-dados, que permite melhor escalabilidade e reduz o custo computacional sobre o meta-servidor original do NFSP, e também um mecanismo relaxado de manutenção de coerência baseado em LRC (Lazy Release Consistency), o qual permite a distribuição do serviço sem acarretar em operações onerosas de sincronização de dados. Um protótipo do modelo dNFSP foi implementado e avaliado com uma série de testes, benchmarks e aplicações. Os resultados obtidos comprovam que o modelo pode ser aplicado como sistema de arquivos para um cluster, efetivamente proporcionando melhor desempenho às aplicações e ao mesmo tempo mantendo um elevado nível de compatibilidade com as ferramentas e procedimentos habituais de administração de um cluster, em especial o uso de clientes NFS padrões disponíveis em praticamente todos os sistemas operacionais da atualidade.
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This thesis aims to open a theoretical discussion on the importance of cluster for the development of Small and Medium Enterprises. The methodology applied was based on bibliographical and qualitative research. The basic questions raised by this study can be summarized as follows: How the creation of a cluster will help in the development of the SME?. Consequently, the final objective of the work is to identify which are the characteristics that help into the success of a Small & Medium Enterprises inserted in a cluster. The answer to this question led the research to a better understanding of (i) the characterization of the Small & Medium Enterprises; (ii) the clusters theory; (iii) evidence for a developed (Italy) and a developing (Chile) country that support our proposition to verify. The main results confirm the relevance of the cluster for the development of the Small and Medium Enterprises because of the collective efficiency that generates, improving the funding conditions, the exporter capacity and diminishing the activities costs of the small companies that are part of the conglomerate.
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The physical properties of small rhodium clusters, Rh-n, have been in debate due to the shortcomings of density functional theory (DFT). To help in the solution of those problems, we obtained a set of putative lowest energy structures for small Rh-n (n = 2-15) clusters employing hybrid-DFT and the generalized gradient approximation (GGA). For n = 2-6, both hybrid and GGA functionals yield similar ground-state structures (compact), however, hybrid favors compact structures for n = 7-15, while GGA favors open structures based on simple cubic motifs. Thus, experimental results are crucial to indicate the correct ground-state structures, however, we found that a unique set of structures (compact or open) is unable to explain all available experimental data. For example, the GGA structures (open) yield total magnetic moments in excellent agreement with experimental data, while hybrid structures (compact) have larger magnetic moments compared with experiments due to the increased localization of the 4d states. Thus, we would conclude that GGA provides a better description of the Rh-n clusters, however, a recent experimental-theoretical study [ Harding et al., J. Chem. Phys. 133, 214304 (2010)] found that only compact structures are able to explain experimental vibrational data, while open structures cannot. Therefore, it indicates that the study of Rh-n clusters is a challenging problem and further experimental studies are required to help in the solution of this conundrum, as well as a better description of the exchange and correlation effects on the Rh n clusters using theoretical methods such as the quantum Monte Carlo method.
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Abstract Background Heavy metal Resistance-Nodulation-Division (HME-RND) efflux systems help Gram-negative bacteria to keep the intracellular homeostasis under high metal concentrations. These proteins constitute the cytoplasmic membrane channel of the tripartite RND transport systems. Caulobacter crescentus NA1000 possess two HME-RND proteins, and the aim of this work was to determine their involvement in the response to cadmium, zinc, cobalt and nickel, and to analyze the phylogenetic distribution and characteristic signatures of orthologs of these two proteins. Results Expression assays of the czrCBA operon showed significant induction in the presence of cadmium and zinc, and moderate induction by cobalt and nickel. The nczCBA operon is highly induced in the presence of nickel and cobalt, moderately induced by zinc and not induced by cadmium. Analysis of the resistance phenotype of mutant strains showed that the ΔczrA strain is highly sensitive to cadmium, zinc and cobalt, but resistant to nickel. The ΔnczA strain and the double mutant strain showed reduced growth in the presence of all metals tested. Phylogenetic analysis of the C. crescentus HME-RND proteins showed that CzrA-like proteins, in contrast to those similar to NczA, are almost exclusively found in the Alphaproteobacteria group, and the characteristic protein signatures of each group were highlighted. Conclusions The czrCBA efflux system is involved mainly in response to cadmium and zinc with a secondary role in response to cobalt. The nczCBA efflux system is involved mainly in response to nickel and cobalt, with a secondary role in response to cadmium and zinc. CzrA belongs to the HME2 subfamily, which is almost exclusively found in the Alphaproteobacteria group, as shown by phylogenetic analysis. NczA belongs to the HME1 subfamily which is more widespread among diverse Proteobacteria groups. Each of these subfamilies present distinctive amino acid signatures.
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In the past decade, the advent of efficient genome sequencing tools and high-throughput experimental biotechnology has lead to enormous progress in the life science. Among the most important innovations is the microarray tecnology. It allows to quantify the expression for thousands of genes simultaneously by measurin the hybridization from a tissue of interest to probes on a small glass or plastic slide. The characteristics of these data include a fair amount of random noise, a predictor dimension in the thousand, and a sample noise in the dozens. One of the most exciting areas to which microarray technology has been applied is the challenge of deciphering complex disease such as cancer. In these studies, samples are taken from two or more groups of individuals with heterogeneous phenotypes, pathologies, or clinical outcomes. these samples are hybridized to microarrays in an effort to find a small number of genes which are strongly correlated with the group of individuals. Eventhough today methods to analyse the data are welle developed and close to reach a standard organization (through the effort of preposed International project like Microarray Gene Expression Data -MGED- Society [1]) it is not unfrequant to stumble in a clinician's question that do not have a compelling statistical method that could permit to answer it.The contribution of this dissertation in deciphering disease regards the development of new approaches aiming at handle open problems posed by clinicians in handle specific experimental designs. In Chapter 1 starting from a biological necessary introduction, we revise the microarray tecnologies and all the important steps that involve an experiment from the production of the array, to the quality controls ending with preprocessing steps that will be used into the data analysis in the rest of the dissertation. While in Chapter 2 a critical review of standard analysis methods are provided stressing most of problems that In Chapter 3 is introduced a method to adress the issue of unbalanced design of miacroarray experiments. In microarray experiments, experimental design is a crucial starting-point for obtaining reasonable results. In a two-class problem, an equal or similar number of samples it should be collected between the two classes. However in some cases, e.g. rare pathologies, the approach to be taken is less evident. We propose to address this issue by applying a modified version of SAM [2]. MultiSAM consists in a reiterated application of a SAM analysis, comparing the less populated class (LPC) with 1,000 random samplings of the same size from the more populated class (MPC) A list of the differentially expressed genes is generated for each SAM application. After 1,000 reiterations, each single probe given a "score" ranging from 0 to 1,000 based on its recurrence in the 1,000 lists as differentially expressed. The performance of MultiSAM was compared to the performance of SAM and LIMMA [3] over two simulated data sets via beta and exponential distribution. The results of all three algorithms over low- noise data sets seems acceptable However, on a real unbalanced two-channel data set reagardin Chronic Lymphocitic Leukemia, LIMMA finds no significant probe, SAM finds 23 significantly changed probes but cannot separate the two classes, while MultiSAM finds 122 probes with score >300 and separates the data into two clusters by hierarchical clustering. We also report extra-assay validation in terms of differentially expressed genes Although standard algorithms perform well over low-noise simulated data sets, multi-SAM seems to be the only one able to reveal subtle differences in gene expression profiles on real unbalanced data. In Chapter 4 a method to adress similarities evaluation in a three-class prblem by means of Relevance Vector Machine [4] is described. In fact, looking at microarray data in a prognostic and diagnostic clinical framework, not only differences could have a crucial role. In some cases similarities can give useful and, sometimes even more, important information. The goal, given three classes, could be to establish, with a certain level of confidence, if the third one is similar to the first or the second one. In this work we show that Relevance Vector Machine (RVM) [2] could be a possible solutions to the limitation of standard supervised classification. In fact, RVM offers many advantages compared, for example, with his well-known precursor (Support Vector Machine - SVM [3]). Among these advantages, the estimate of posterior probability of class membership represents a key feature to address the similarity issue. This is a highly important, but often overlooked, option of any practical pattern recognition system. We focused on Tumor-Grade-three-class problem, so we have 67 samples of grade I (G1), 54 samples of grade 3 (G3) and 100 samples of grade 2 (G2). The goal is to find a model able to separate G1 from G3, then evaluate the third class G2 as test-set to obtain the probability for samples of G2 to be member of class G1 or class G3. The analysis showed that breast cancer samples of grade II have a molecular profile more similar to breast cancer samples of grade I. Looking at the literature this result have been guessed, but no measure of significance was gived before.