Periodic scheduling for cache-miss minimisation

In dit proefschrift behandelen we een meerdimensionaal periodiek planningsprobleem.Dit probleem vindt zijn oorsprong in de videosignaalbewerking. Algoritmen voor de bewerking van videosignalen beschouwen we als verzamelingenoperaties die periodiek uitgevoerd moeten worden met zeer hoge frequentie. Daartoe moeten snelle processoren gebruikt worden. De verwerkingssnelheid van deze processoren is in de afgelopen jaren toegenomen met meer dan 50% op jaarbasis.De geheugens waarvan deze processoren gebruik maken zijn jaarlijks slechts 7%sneller geworden, waardoor beide uit de pas gaan lopen. Een standaard oplossing om dit verschil in snelheid te overbruggen is het toevoegen van cachegeheugen tussen de processor en het geheugen. Een cachegeheugen is een snel maar klein buffer dat tussenresultaten van een berekening kan opslaan. De vraag hoe een cachegeheugen optimaal benut wordt kan gezien worden als een planningsprobleem.Het effectief oplossen van dit probleem is echter nog een open vraagstuk.Het planningsprobleem bestaat eruit om twee toekenningen te vinden, te weten een tijdstoekenning en een geheugentoekenning. De tijdstoekenning representeert de volgorde waarin de operaties uitgevoerd moeten worden. Van deze toekenningeisen we dat operaties in een zodanige volgorde plaatsvinden dat tussenresultaten berekend worden voordat ze worden gebruikt. De geheugentoekenning legt voor ieder tussenresultaat in de berekening een geheugenplaats vast. Van deze toekenningeisen we dat een geheugenplaats waar een tussenresultaat opgeslagen is niet overschreven wordt voordat dit tussenresultaat voor de laatste maal gebruikt is.Verder eisen we van de toekenningen dat het cachegeheugen optimaal gebruikt wordt, hetgeen we vertalen in een minimalisatie van het aantal cache misses.We hebben aangetoond dat dit planningsprobleem formeel lastig is. De lastigheid wordt enerzijds veroorzaakt door de beperkingen die opgelegd worden aan de tijdstoekenning en geheugentoekenning. Anderzijds blijkt het lastig om voor een gegeven tijdstoekenning, geheugentoekenning en cachegeheugen, het aantal cache misses uit te rekenen.Elke tijdstoekenning bepaalt een volgorde waarin de operaties uitgevoerd moeten worden. Helaas kunnen niet alle tijdstoekenningen op een efficiente wijze uitgevoerd worden worden door een processor. Om de verzameling tijdstoekenningen in te perken tot toekenningen die een efficiente afbeelding toestaan, leggen we aanvullende beperkingen op.De kern van het proefschrift wordt gevormd door een discussie over het berekenen van het aantal cache misses voor een gegeven tijdstoekenning en geheugentoekenning.Deze berekening doet later dienst als een middel om verschillende toekenningen met elkaar te kunnen vergelijken. Aangezien het bepalen van het aantal cache misses een formeel lastig probleem is, beschouwen we hiervoor een benaderingsalgoritme. Daartoe hebben we het probleem in twee delen gesplitst. In het eerste deel proberen we zo goed mogelijk het hergebruik van tussenresultaten te bepalen, hetgeen gemeten wordt in de tijd die verstrijkt tussen twee opeenvolgende momenten waarop een tussenresultaat gebruikt wordt. In het tweede deel benaderen we de vulling van het cachegeheugen. De vulling geeft een tijdspanne aan waarin alle tussenresultaten zich nog in het cachegeheugen bevinden. We laten zien dat op basis van het hergebruik en de vulling het aantal cache misses berekend kan worden. Gebaseerd op deze opsplitsing hebben we een benaderingsalgoritme ontworpen.Het resulterende algoritme voor het benaderen van het aantal cache misses hebben we geimplementeerd en gebruikt voor een aantal experimenten. We hebben laten zien dat we het aantal cache misses goed kunnen benaderen in rekentijden die veel kleiner zijn dan de tijden die nodig zijn voor een zogenaamde cachesimulatie.Tenslotte hebben we een eerste stap gedaan in de richting van een lokaalzoekalgoritme voor het planningsprobleem. De basis voor het algoritme wordt gevormd door het benaderingsalgoritme voor het aantal cache misses. De zoekruimte, die nodig is voor lokaal zoeken, wordt opgespannen door veranderingen n de tijdstoekenning en geheugentoekenning. Voor deze veranderingen stellen wij technieken voor die bekend zijn uit de literatuur

Functional Calculus

The aim of this book is to present a broad overview of the theory and applications related to functional calculus. The book is based on two main subject areas: matrix calculus and applications of Hilbert spaces. Determinantal representations of the core inverse and its generalizations, new series formulas for matrix exponential series, results on fixed point theory, and chaotic graph operations and their fundamental group are contained under the umbrella of matrix calculus. In addition, numerical analysis of boundary value problems of fractional differential equations are also considered here. In addition, reproducing kernel Hilbert spaces, spectral theory as an application of Hilbert spaces, and an analysis of PM10 fluctuations and optimal control are all contained in the applications of Hilbert spaces. The concept of this book covers topics that will be of interest not only for students but also for researchers and professors in this field of mathematics. The authors of each chapter convey a strong emphasis on theoretical foundations in this book

Data Service Outsourcing and Privacy Protection in Mobile Internet

Mobile Internet data have the characteristics of large scale, variety of patterns, and complex association. On the one hand, it needs efficient data processing model to provide support for data services, and on the other hand, it needs certain computing resources to provide data security services. Due to the limited resources of mobile terminals, it is impossible to complete large-scale data computation and storage. However, outsourcing to third parties may cause some risks in user privacy protection. This monography focuses on key technologies of data service outsourcing and privacy protection, including the existing methods of data analysis and processing, the fine-grained data access control through effective user privacy protection mechanism, and the data sharing in the mobile Internet

Engineering coordination : eine Methodologie für die Koordination von Planungssystemen

Planning problems, like real-world planning and scheduling problems, are complex tasks. As an efficient strategy for handing such problems is the ‘divide and conquer’ strategy has been identified. Each sub problem is then solved independently. Typically the sub problems are solved in a linear way. This approach enables the generation of sub-optimal plans for a number of real world problems. Today, this approach is widely accepted and has been established e.g. in the organizational structure of companies. But existing interdependencies between the sub problems are not sufficiently regarded, as each problem are solved sequentially and no feedback information is given. The field of coordination has been covered by a number of academic fields, like the distributed artificial intelligence, economics or game theory. An important result is, that there exist no method that leads to optimal results in any given coordination problem. Consequently, a suitable coordination mechanism has to be identified for each single coordination problem. Up to now, there exists no process for the selection of a coordination mechanism, neither in the engineering of distributed systems nor in agent oriented software engineering. Within the scope of this work the ECo process is presented, that address exactly this selection problem. The Eco process contains the following five steps. • Modeling of the coordination problem • Defining the coordination requirements • Selection / Design of the coordination mechanism • Implementation • Evaluation Each of these steps is detailed in the thesis. The modeling has to be done to enable a systemic analysis of the coordination problem. Coordination mechanisms have to respect the given situation and the context in which the coordination has to be done. The requirements imposed by the context of the coordination problem are formalized in the coordination requirements. The selection process is driven by these coordination requirements. Using the requirements as a distinction for the selection of a coordination mechanism is a central aspect of this thesis. Additionally these requirements can be used for documentation of design decisions. Therefore, it is reasonable to annotate the coordination mechanisms with the coordination requirements they fulfill and fail to ease the selection process, for a given situation. For that reason we present a new classification scheme for coordination methods within this thesis that classifies existing coordination methods according to a set of criteria that has been identified as important for the distinction between different coordination methods. The implementation phase of the ECo process is supported by the CoPS process and CoPS framework that has been developed within this thesis, as well. The CoPS process structures the design making that has to be done during the implementation phase. The CoPS framework provides a set of basic features software agents need for realizing the selected coordination method. Within the CoPS process techniques are presented for the design and implementation of conversations between agents that can be applied not only within the context of the coordination of planning systems, but for multiagent systems in general. The ECo-CoPS approach has been successfully validated in two case studies from the logistic domain.Reale Planungsprobleme, wie etwa die Produktionsplanung in einer Supply Chain, sind komplex Planungsprobleme. Eine übliche Strategie derart komplexen Problemen zu lösen, ist es diese Probleme in einfachere Teilprobleme zu zerlegen und diese dann separat, meist sequentiell, zu lösen (divide-and-conquer Strategie). Dieser Ansatz erlaubt die Erstellung von (suboptimalen) Plänen für eine Reihe von realen Anwendungen, und ist heute in den Organisationsstrukturen von größeren Unternehmen institutionalisiert worden. Allerdings werden Abhängigkeiten zwischen den Teilproblemen nicht ausreichend berücksichtigt, da die Partialprobleme sequentiell ohne Feedback gelöst werden. Die erstellten Teillösungen müssen deswegen oft nachträglich koordiniert werden. Das Gebiet der Koordination wird in verschiedenen Forschungsgebieten, wie etwa der verteilten Künstlichen Intelligenz, den Wirtschaftswissenschaften oder der Spieltheorie untersucht. Ein zentrales Ergebnis dieser Forschung ist, dass es keinen für alle Situationen geeigneten Koordinationsmechanismus gibt. Es stellt sich also die Aufgabe aus den zahlreichen vorgeschlagenen Koordinationsmechanismen eine Auswahl zu treffen, die für die aktuelle Situation den geeigneten Mechanismus identifiziert. Für die Auswahl eines solchen Mechanismus existiert bisher jedoch kein strukturiertes Verfahren für die Entwicklung von verteilten Systems und insbesondere im Bereich der Agenten orientierter Softwareentwicklung. Im Rahmen dieser Arbeit wird genau hierfür ein Verfahren vorgestellt, der ECo-Prozess. Mit Hilfe dieses Prozesses wird der Auswahlprozess in die folgenden Schritte eingeteilt: • Modellierung der Problemstellung und des relevante Kontextes • Formulierung von Anforderungen an einen Koordinationsmechanismus (coordination requirements) • Auswahl/Entwurf eines Koordinationsmechanismuses • Implementierung des Koordinationsverfahrens • Evaluation des Koordinationsverfahrens Diese Schritte werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit detailliert beschrieben. Die Modellierung der Problemstellung stellt dabei den ersten Schritt dar, um die Problemstellung analytisch zugänglich zu machen. Koordinationsverfahren müssen die Gegebenheiten, den Kontext und die Domäne, in der sie angewendet werden sollen hinreichend berücksichtigen um anwendbar zu sein. Dieses kann über Anforderungen an den Koordinationsprozess formalisiert werden. Der von den Anforderungen getrieben Auswahlprozess ist ein Kernstück der hier vorgestellten Arbeit. Durch die Formulierung der Anforderungen und der Annotation eines Koordinationsmechanismus bezüglich der erfüllten und nicht erfüllten Anforderungen werden die Motive für Designentscheidungen dieses Verfahren expliziert. Wenn Koordinationsverfahren anhand dieser Anforderungen klassifiziert werden können, ist es weiterhin möglich den Auswahlprozess (unabhängig vom ECo-Ansatz) zu vereinfachen und zu beschleunigen. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Klassifikation von Koordinationsansätzen anhand von allgemeinen Kriterien vorgestellt, die die Identifikation von geeigneten Kandidaten erleichtern. Diese Kandidaten können dann detaillierter untersucht werden. Dies wurde in den vorgestellten Fallstudien erfolgreich demonstriert. Für die Unterstützung der Implementierung eines Koordinationsansatzes wird in dieser Arbeit zusätzlich der CoPS Prozess vorgeschlagen. Der CoPS Prozess erlaubt einen ganzheitlichen systematischen Ansatz für den Entwurf und die Implementierung eines Koordinationsverfahrens. Unterstürzt wird der CoPS Prozess durch das CoPS Framework, das die Implementierung erleichtert, indem es als eine Plattform mit Basisfunktionalität eines Agenten bereitstellt, der für die Koordination von Planungssystemen verantwortlich ist. Im Rahmen des CoPS Verfahrens werden Techniken für den Entwurf und die Implementierung von Konversation im Kontext des agenten-orientiertem Software Engineerings ausführlich behandelt. Der Entwurf von Konversationen geht dabei weit über Fragestellung der Formatierung von Nachrichten hinaus, wie dies etwa in den FIPA Standards geregelt ist, und ist für die Implementierung von agentenbasierten Systemen im Allgemeinen von Bedeutung. Die Funktionsweise des ECo-CoPS Ansatzes wird anhand von zweierfolgreich durchgeführten Fallstudien aus dem betriebswirtschaftlichen Kontext vorgestellt

Optics in Our Time

Optics, Lasers, Photonics, Optical Devices; Quantum Optics; Popular Science in Physics; History and Philosophical Foundations of Physic

The development of microfluidic based processes

Doctor of Science (DSc) thesis.Full version unavailable due to 3rd party copyright restrictions

Purple and White: 1927 - 1928

School Year 1927-1928 Vol. 4: no. 1 (1927: Oct. 15) 16p.Vol. 4: no. 2 (1927: Nov. 1) 12p.Vol. 4: no. 3 (1927: Nov. 15) 12p.Vol. 4: no. 4 (1927: Dec. 1) 12p.Vol. 4: no. 5 (1927: Dec. 15) 20p.Vol. 4: no. 6 (1928: Jan 15) 12p.Vol. 4: no. 7 (1928: Feb. 1) 12p.Vol. 4: no. 8 (1928: Feb. 15) 12p.Vol. 4: no. 9 (1928: Mar. 1) 12p.Vol. 4: no. 10 (1928: Mar. 15) 12p.Vol. 4: no. 11 (1928: Apr. 5) 32p.Vol. 4: no. 12 (1928: Apr. 20) 12p.Vol. 4: no. 13 (1928: May 1) 12p.Vol. 4: no. 14 (1928: June 10) 44p. Includes 2 unnumbered “Souvenir Number” pages at the beginning; then 40 numbered pages; then 2 more, unnumbered pages at the endhttps://scholar.uwindsor.ca/purpleandwhite/1007/thumbnail.jp