Measure Fields for Function Approximation

The computation of a piecewise smooth function that approximates a finite set of data points may be decomposed into two decoupled tasks: first, the computation of the locally smooth models, and hence, the segmentation of the data into classes that consist on the sets of points best approximated by each model, and second, the computation of the normalized discriminant functions for each induced class. The approximating function may then be computed as the optimal estimator with respect to this measure field. We give an efficient procedure for effecting both computations, and for the determination of the optimal number of components.

Complexity of Human Language Comprehension

The goal of this article is to reveal the computational structure of modern principle-and-parameter (Chomskian) linguistic theories: what computational problems do these informal theories pose, and what is the underlying structure of those computations? To do this, I analyze the computational complexity of human language comprehension: what linguistic representation is assigned to a given sound? This problem is factored into smaller, interrelated (but independently statable) problems. For example, in order to understand a given sound, the listener must assign a phonetic form to the sound; determine the morphemes that compose the words in the sound; and calculate the linguistic antecedent of every pronoun in the utterance. I prove that these and other subproblems are all NP-hard, and that language comprehension is itself PSPACE-hard.

Incremental Verification of Timing Constraints for Real-Time Systems

Testing constraints for real-time systems are usually verified through the satisfiability of propositional formulae. In this paper, we propose an alternative where the verification of timing constraints can be done by counting the number of truth assignments instead of boolean satisfiability. This number can also tell us how “far away” is a given specification from satisfying its safety assertion. Furthermore, specifications and safety assertions are often modified in an incremental fashion, where problematic bugs are fixed one at a time. To support this development, we propose an incremental algorithm for counting satisfiability. Our proposed incremental algorithm is optimal as no unnecessary nodes are created during each counting. This works for the class of path RTL. To illustrate this application, we show how incremental satisfiability counting can be applied to a well-known rail-road crossing example, particularly when its specification is still being refined.

FastAero – A Precorrected FFT – Fast Multipole Tree Steady and Unsteady Potential Flow Solver

In this paper a precorrected FFT-Fast Multipole Tree (pFFT-FMT) method for solving the potential flow around arbitrary three dimensional bodies is presented. The method takes advantage of the efficiency of the pFFT and FMT algorithms to facilitate more demanding computations such as automatic wake generation and hands-off steady and unsteady aerodynamic simulations. The velocity potential on the body surfaces and in the domain is determined using a pFFT Boundary Element Method (BEM) approach based on the Green’s Theorem Boundary Integral Equation. The vorticity trailing all lifting surfaces in the domain is represented using a Fast Multipole Tree, time advected, vortex participle method. Some simple steady state flow solutions are performed to demonstrate the basic capabilities of the solver. Although this paper focuses primarily on steady state solutions, it should be noted that this approach is designed to be a robust and efficient unsteady potential flow simulation tool, useful for rapid computational prototyping.

Lecture 2 - Java

Programming Overview The JVM (The Java Virtual Machine) A brief look at Structure Class Method Statement Magic incantations main() output Coding a Dog Programming Principle(1) If and Boolean operations Coding a Bank Account Quick look at ToolBox

Linear algebra with applications

Lecture slides and notes for a PhD level course on linear algebra for electrical engineers and computer scientists. This course is given in in the framework of the School of Electronics and Computer Science Mathematics Training Courses https://secure.ecs.soton.ac.uk/notes/pg_maths/ (ECS password required)

MSc Audiology library induction, 2010

Library induction given to the postgraduate audiology students in October 2010. Session covers an introduction to the Hartley library including Library of Congress classification, finding items from reading lists, print journals, e-journals, search strategies including boolean operators and truncation and using online databases, in particular Web of Science.

MSc Sound & Vibration Library Induction, October 2010

Library induction and information skills for MSc Sound and Vibration, given in October 2010. As well as an introduction to the hartley Library and the LoC classification scheme, it covers finding material from reading lists, e-journals, making up search strategies and searching online databases using boolean operators.

Hartley Library Search Planner

This 2-page planner will help students search databases more effectively using Boolean logic

Análisis bibliométrico sobre la inclusión de niños, niñas y adolescentes con discapacidad haciendo uso de la música como herramienta central

Objetivo: identificar evidencia bibliográfica del uso de la música como herramienta en procesos de inclusión de personas con discapacidad, que permitiera ofrecer sustento teórico al proyecto del convenio establecido entre la Fundación Saldarriaga Concha y la Fundación Nacional Batuta. Materiales y métodos: como estrategia de búsqueda se utilizaron los temas “música”, “inclusión” y “discapacidad” y el booleano AND en tres bases de datos: Ebsco, Medline y Lilacs. Los análisis fueron realizados mediante el establecimiento de frecuencias para variables como revista, país, tipo de estudio y años de publicación. Se localizaron veintidós artículos que incluyeron los criterios de búsqueda definidos por los autores. Resultados: los resultados muestran que la mayoría de publicaciones se encuentra en la base de datos Ebsco, en la revista Music Educators Journal, en el período comprendido entre el año 2004 a 2006 (40,9%). Estados Unidos es el país que más publicaciones ha realizado (81,8%). El tipo de estudio más frecuente es la revisión de tema (86,4%) y la temática más utilizada incorpora aspectos como música-discapacidad. De acuerdo con Rumbo, Aranton y García, el grado de evidencia de los documentos analizados es 3, lo que indica que son principalmente estudios descriptivos y de opinión de expertos. Conclusiones: después de realizar la búsqueda sistemática se puede concluir que las publicaciones que incorporan el uso de la música como herramienta para facilitar procesos de inclusión social de niños y adolescentes es escasa, por lo que se sugiere sistematizar y publicar resultados de las intervenciones en este campo de la Terapia Ocupacional. El presente documento proporciona una posible ruta para el desarrollo de futuras investigaciones referentes al tema.

Sistema computacional para reconocimiento de actitudes y estilos en música culta

En esta investigación, se elaboran una serie de sistemas expertos destinados a conservatorios de música españoles. Los sistemas expertos desarrollados están basados en lógica y álgebra computacional, por ello se denominan a los sistemas presentados sistemas computacionales.. Por un lado, se diseña un primer sistema computacional para evaluar las condiciones musicales de quienes desean dedicarse profesionalmente al estudio de un instrumento. Este sistema está destinado a las pruebas de ingreso, desarrolladas en conservatorios de música españoles. Se pretende facilitar ayuda adicional para la selección del alumnado más eficiente. El sistema computacional tiene en cuenta algunos factores que los expertos pasan por alto como las actitudes personales de los candidatos, capacidades físicas, ámbito social y ámbito familiar entre otros. Se desarrollan tres sistemas, presentados en orden cronológico, para reconocer algunos de los estilos musicales más relevantes desde el siglo XVII, uno para el reconocimiento del Barroco, el Rococó y el Clásico; otro para el reconocimiento del Romanticismo, el Impresionismo y Nacionalismo; y un tercero para el reconocimiento de estilos musicales durante el siglo XX, Antiimpresionismo, Verismo y Expresionismo.. El trabajo recoge una descripción exhaustiva de la información que da lugar a las cuatro bases de conocimiento elaboradas. Se describen, de forma clara y concisa, los elementos fundamentales de la teoría de las 'Bases de Gröbner' y de la relación entre consecuencia en lógica y 'pertenencia a un ideal' en álgebra. La construcción de los programas en el lenguaje CoCoA, Computations in Commutative Álgebra, está realizada con rigor. Se incluye un interfaz para que cualquier persona sin conocimientos informáticos, pueda utilizar los sistemas. En esta tesis se combinan, de forma original y útil, música, lógica, matemáticas e informática..

Calculation of Franck-Condon factors including anharmonicity: simulation of the C2 H4+ X̃2B 3u←C2 H4X̃1 Ag band in the photoelectron spectrum of ethylene

Our new simple method for calculating accurate Franck-Condon factors including nondiagonal (i.e., mode-mode) anharmonic coupling is used to simulate the C2H4+X2B 3u←C2H4X̃1 Ag band in the photoelectron spectrum. An improved vibrational basis set truncation algorithm, which permits very efficient computations, is employed. Because the torsional mode is highly anharmonic it is separated from the other modes and treated exactly. All other modes are treated through the second-order perturbation theory. The perturbation-theory corrections are significant and lead to a good agreement with experiment, although the separability assumption for torsion causes the C2 D4 results to be not as good as those for C2 H4. A variational formulation to overcome this circumstance, and deal with large anharmonicities in general, is suggested

Robustness on resource allocation problems

En problemes d'assignació de recursos, normalment s'han de tenir en compte les incerteses que poden provocar canvis en les dades inicials. Aquests canvis dificulten l'aplicabilitat de les planificacions que s'hagin fet inicialment. Aquesta tesi se centra en l'elaboració de tècniques que consideren la incertesa alhora de cercar solucions robustes, és a dir solucions que puguin continuar essent vàlides encara que hi hagi canvis en l'entorn. Particularment, introduïm el concepte de robustesa basat en reparabilitat, on una solució robusta és una que pot ser reparada fàcilment en cas que hi hagi incidències. La nostra aproximació es basa en lògica proposicional, codificant el problema en una fórmula de satisfactibilitat Booleana, i aplicant tècniques de reformulació per a la generació de solucions robustes. També presentem un mecanisme per a incorporar flexibilitat a les solucions robustes, de manera que es pugui establir fàcilment el grau desitjat entre robustesa i optimalitat de les solucions.

Desenvolupament computacional de la semblança molecular quàntica

La present Tesi Doctoral, titulada desenvolupament computacional de la semblança molecular quàntica, tracta, fonamentalment, els aspectes de càlcul de mesures de semblança basades en la comparació de funcions de densitat electrònica.El primer capítol, Semblança quàntica, és introductori. S'hi descriuen les funcions de densitat de probabilitat electrònica i llur significança en el marc de la mecànica quàntica. Se n'expliciten els aspectes essencials i les condicions matemàtiques a satisfer, cara a una millor comprensió dels models de densitat electrònica que es proposen. Hom presenta les densitats electròniques, mencionant els teoremes de Hohenberg i Kohn i esquematitzant la teoria de Bader, com magnituds fonamentals en la descripció de les molècules i en la comprensió de llurs propietats.En el capítol Models de densitats electròniques moleculars es presenten procediments computacionals originals per l'ajust de funcions densitat a models expandits en termes de gaussianes 1s centrades en els nuclis. Les restriccions físico-matemàtiques associades a les distribucions de probabilitat s'introdueixen de manera rigorosa, en el procediment anomenat Atomic Shell Approximation (ASA). Aquest procediment, implementat en el programa ASAC, parteix d'un espai funcional quasi complert, d'on se seleccionen variacionalment les funcions o capes de l'expansió, d'acord als requisits de no negativitat. La qualitat d'aquestes densitats i de les mesures de semblança derivades es verifica abastament. Aquest model ASA s'estén a representacions dinàmiques, físicament més acurades, en quant que afectades per les vibracions nuclears, cara a una exploració de l'efecte de l'esmorteïment dels pics nuclears en les mesures de semblança molecular. La comparació de les densitats dinàmiques respecte les estàtiques evidencia un reordenament en les densitats dinàmiques, d'acord al que constituiria una manifestació del Principi quàntic de Le Chatelier. El procediment ASA, explícitament consistent amb les condicions de N-representabilitat, s'aplica també a la determinació directe de densitats electròniques hidrogenoides, en un context de teoria del funcional de la densitat.El capítol Maximització global de la funció de semblança presenta algorismes originals per la determinació de la màxima sobreposició de les densitats electròniques moleculars. Les mesures de semblança molecular quàntica s'identifiquen amb el màxim solapament, de manera es mesuri la distància entre les molècules, independentment dels sistemes de referència on es defineixen les densitats electròniques. Partint de la solució global en el límit de densitats infinitament compactades en els nuclis, es proposen tres nivells de aproximació per l'exploració sistemàtica, no estocàstica, de la funció de semblança, possibilitant la identificació eficient del màxim global, així com també dels diferents màxims locals. Es proposa també una parametrització original de les integrals de recobriment a través d'ajustos a funcions lorentzianes, en quant que tècnica d'acceleració computacional. En la pràctica de les relacions estructura-activitat, aquests avenços possibiliten la implementació eficient de mesures de semblança quantitatives, i, paral·lelament, proporcionen una metodologia totalment automàtica d'alineació molecular. El capítol Semblances d'àtoms en molècules descriu un algorisme de comparació dels àtoms de Bader, o regions tridimensionals delimitades per superfícies de flux zero de la funció de densitat electrònica. El caràcter quantitatiu d'aquestes semblances possibilita la mesura rigorosa de la noció química de transferibilitat d'àtoms i grups funcionals. Les superfícies de flux zero i els algorismes d'integració usats han estat publicats recentment i constitueixen l'aproximació més acurada pel càlcul de les propietats atòmiques. Finalment, en el capítol Semblances en estructures cristal·lines hom proposa una definició original de semblança, específica per la comparació dels conceptes de suavitat o softness en la distribució de fonons associats a l'estructura cristal·lina. Aquests conceptes apareixen en estudis de superconductivitat a causa de la influència de les interaccions electró-fonó en les temperatures de transició a l'estat superconductor. En aplicar-se aquesta metodologia a l'anàlisi de sals de BEDT-TTF, s'evidencien correlacions estructurals entre sals superconductores i no superconductores, en consonància amb les hipòtesis apuntades a la literatura sobre la rellevància de determinades interaccions.Conclouen aquesta tesi un apèndix que conté el programa ASAC, implementació de l'algorisme ASA, i un capítol final amb referències bibliogràfiques.