A study of risk-aware program transformation

In the trend towards tolerating hardware unreliability, accuracy is exchanged for cost savings. Running on less reliable machines, functionally correct code becomes risky and one needs to know how risk propagates so as to mitigate it. Risk estimation, however, seems to live outside the average programmer’s technical competence and core practice. In this paper we propose that program design by source-to-source transformation be risk-aware in the sense of making probabilistic faults visible and supporting equational reasoning on the probabilistic behaviour of programs caused by faults. This reasoning is carried out in a linear algebra extension to the standard, `a la Bird-Moor algebra of programming. This paper studies, in particular, the propagation of faults across standard program transformation techniques known as tupling and fusion, enabling the fault of the whole to be expressed in terms of the faults of its parts.

Metaphorisms in programming

This paper introduces the metaphorism pattern of relational specification and addresses how specification following this pattern can be refined into recursive programs. Metaphorisms express input-output relationships which preserve relevant information while at the same time some intended optimization takes place. Text processing, sorting, representation changers, etc., are examples of metaphorisms. The kind of metaphorism refinement proposed in this paper is a strategy known as change of virtual data structure. It gives sufficient conditions for such implementations to be calculated using relation algebra and illustrates the strategy with the derivation of quicksort as example.

An integrated model for simulation of construction phasing of arch concrete dams

Dissertação de mestrado integrado em Civil Engineering

Desarrollo de Algoritmos Numéricos para el Estudio de la Propagación no Lineal de Ondas en Aplicaciones Aeroespaciales y Astrofísicas. Develop to Numerical Algorithms to Study non-Linear Waves Propagation in Aerospace and Astrophysics Applications.

En este proyecto se desarrollarán algoritmos numéricos para sistemas no lineales hiperbólicos-parabólicos de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Dichos sistemas tienen aplicación en propagación de ondas en ámbitos aeroespaciales y astrofísicos.Objetivos generales: 1)Desarrollo y mejora de algoritmos numéricos con la finalidad de incrementar la calidad en la simulación de propagación e interacción de ondas gasdinámicas y magnetogasdinámicas no lineales. 2)Desarrollo de códigos computacionales con la finalidad de simular flujos gasdinámicos de elevada entalpía incluyendo cambios químicos, efectos dispersivos y difusivos.3)Desarrollo de códigos computacionales con la finalidad de simular flujos magnetogasdinámicos ideales y reales.4)Aplicación de los nuevos algoritmos y códigos computacionales a la solución del flujo aerotermodinámico alrededor de cuerpos que ingresan en la atmósfera terrestre. 5)Aplicación de los nuevos algoritmos y códigos computacionales a la simulación del comportamiento dinámico no lineal de arcos magnéticos en la corona solar. 6)Desarrollo de nuevos modelos para describir el comportamiento no lineal de arcos magnéticos en la corona solar.Este proyecto presenta como objetivo principal la introducción de mejoras en algoritmos numéricos para simular la propagación e interacción de ondas no lineales en dos medios gaseosos: aquellos que no poseen carga eléctrica libre (flujos gasdinámicos) y aquellos que tienen carga eléctrica libre (flujos magnetogasdinámicos). Al mismo tiempo se desarrollarán códigos computacionales que implementen las mejoras de las técnicas numéricas.Los algoritmos numéricos se aplicarán con la finalidad de incrementar el conocimiento en tópicos de interés en la ingeniería aeroespacial como es el cálculo del flujo de calor y fuerzas aerotermodinámicas que soportan objetos que ingresan a la atmósfera terrestre y en temas de astrofísica como la propagación e interacción de ondas, tanto para la transferencia de energía como para la generación de inestabilidades en arcos magnéticos de la corona solar. Estos dos temas poseen en común las técnicas y algoritmos numéricos con los que serán tratados. Las ecuaciones gasdinámicas y magnetogasdinámicas ideales conforman sistemas hiperbólicos de ecuaciones diferenciales y pueden ser solucionados utilizando "Riemann solvers" junto con el método de volúmenes finitos (Toro 1999; Udrea 1999; LeVeque 1992 y 2005). La inclusión de efectos difusivos genera que los sistemas de ecuaciones resulten hiperbólicos-parabólicos. La contribución parabólica puede ser considerada como términos fuentes y tratada adicionalmente tanto en forma explícita como implícita (Udrea 1999; LeVeque 2005).Para analizar el flujo alrededor de cuerpos que ingresan en la atmósfera se utilizarán las ecuaciones de Navier-Stokes químicamente activas, mientras la temperatura no supere los 6000K. Para mayores temperaturas es necesario considerar efectos de ionización (Anderson, 1989). Tanto los efectos difusivos como los cambios químicos serán considerados como términos fuentes en las ecuaciones de Euler. Para tratar la propagación de ondas, transferencia de energía e inestabilidades en arcos magnéticos de la corona solar se utilizarán las ecuaciones de la magnetogasdinámica ideal y real. En este caso será también conveniente implementar términos fuente para el tratamiento de fenómenos de transporte como el flujo de calor y el de radiación. Los códigos utilizarán la técnica de volúmenes finitos, junto con esquemas "Total Variation Disminishing - TVD" sobre mallas estructuradas y no estructuradas.

Fuzzy-Clusteranalyse : Methoden zur Exploration von Daten mit fehlenden Werten sowie klassifizierten Daten

Fuzzy-Clusteranalyse, Fuzzy-Datenanlayse

Objective function based fuzzy clustering in air traffic management

Data analysis, fuzzy clustering, fuzzy rules, air traffic management

Partially supervised learning of fuzzy classification rules

Fuzzy classification, semi-supervised learning, data mining

Data-driven system identification via evolutionary retrieval of Takagi-Sugeno fuzzy models

Systemidentification, evolutionary automatic, data-driven model, fuzzy Takagi-Sugeno grammar, genotype interpretability, toxicity-prediction

Describing orbitopes by linear inequalities and projection based tools

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2011

Non-linear model reduction and control of molten carbonate fuel cell systems with internal reforming fuel cell systems with internal reforming

Magdeburg, Univ., Diss, 2007

Design of biped robot walking based on non-linear periodical oscillations

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2012

Optimal designs for multivariate linear models

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2013

Application of Fuzzy Variables for Systems of Management Decision Support

The following article describes an approach covering the variety of opinions and uncertainties of estimates within the chosen technique of decision support. Mathematical operations used for assessment of options are traced to operations of working with functions that are used for assessment of possible options of decision-making. Approach proposed could be used within any technique of decision support based on elementary mathematical operations. In this article the above-mentioned approach is described under analytical hierarchy process.

Sizes of linear descriptions in combinatorial optimization

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Mathematik, Univ., Dissertation, 2015

Linear stochastic differential algebraic equations with constant coefficients

We consider linear stochastic differential-algebraic equations with constant coefficients and additive white noise. Due to the nature of this class of equations, the solution must be defined as a generalised process (in the sense of Dawson and Fernique). We provide sufficient conditions for the law of the variables of the solution process to be absolutely continuous with respect to Lebesgue measure.