Investigation into the wafer-scale integration of fine-grain parallel processing computer systems

This thesis was submitted for the degree of Doctor of Philosophy and awarded by Brunel University.This thesis investigates the potential of wafer-scale integration (WSI) for the implementation of low-cost fine-grain parallel processing computer systems. As WSI is a relatively new subject, there was little work on which to base investigations. Indeed, most WSI architectures existed only as untried and sometimes vague proposals. Accordingly, the research strategy approached this problem by identifying a representative WSI structure and architecture on which to base investigations. An analysis of architectural proposals identified associative memory to be general purpose parallel processing component used in a wide range of WSI architectures. Furthermore, this analysis provided a set of WSI-level design requirements to evaluate the sustainability of different architectures as research vehicles. The WSI-ASP (WASP) device, which has a large associative memory as its main component is shown to meet these requirements and hence was chosen as the research vehicle. Consequently, this thesis addresses WSI potential through an in-depth investigation into the feasibility of implementing a large associative memory for the WASP device that meets the demanding technological constraints of WSI. Overall, the thesis concludes that WSI offers significant potential for the implementation of low-cost fine-grain parallel processing computer systems. However, due to the dual constraints of thermal management and the area required for the power distribution network, power density is a major design constraint in WSI. Indeed, it is shown that WSI power densities need to be an order of magnitude lower than VLSI power densities. The thesis demonstrates that for associative memories at least, VLSI designs are unsuited to implementation in WSI. Rather, it is shown that WSI circuits must be closely matched to the operational environment to assure suitable power densities. These circuits are significantly larger than their VLSI equivalents. Nonetheless, the thesis demonstrates that by concentrating on the most power intensive circuits, it is possible to achieve acceptable power densities with only a modest increase in area overheads.SER

Demystifying rational expectations theory through an economic-psychological model

Rational Expectations;Economic Models;Economic Psychology

The 1993 Goddard Conference on Space Applications of Artificial Intelligence

This publication comprises the papers presented at the 1993 Goddard Conference on Space Applications of Artificial Intelligence held at the NASA/Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD on May 10-13, 1993. The purpose of this annual conference is to provide a forum in which current research and development directed at space applications of artificial intelligence can be presented and discussed

Convertisseurs à bobine variable pour applications de transport durables

Abstract: Power electronics converters are key components and enable efficient conversion and management of electrical energy in a wide range of applications. For vehicular use, there is an inevitable need to improve their performance and reducing their size. This is particularly important in case of powertrain DC-DC converters as they are required to have improved performance while respecting the specifications, characteristics and stringent space limitations. These objectives define research targets and a particular progress is essential in the field of passive components, semiconductor devices, converter topologies and control. At the current state of technologies, the passive components particularly the power inductors are dominant components which affect the overall volume, cost and performance of power electronic converters. Considering the aforementioned critical aspects, this thesis proposes a variable inductor (VI) concept in order to reduce the weight and size power inductors which are traditionally bulky and have fairly limited operating range. By modulating the permeability of the magnetic material, this concept enhances the current handling capability of power inductors, controls the current ripples, reduces the magnetic and switching losses, as well as the stresses applied to switching devices. Furthermore, it enables the use of smaller cores which leads to the reduction of mass and volume allowing improvements in the converter operation and its overall performance. However, to integrate it into powertrain DC-DC converters, it is fundamental, to question the design of the component itself, the selection of suitable magnetic core materials, and the control of current in the auxiliary winding and saturation management of magnetic cores. This thesis systematically addresses these different research challenges. A particular attention is paid to the experimental study of a VI prototype to demonstrate the concept on a small-scale in order to explore its viability. Subsequently a detailed characterization was developed using finite element analysis to determine the intrinsic functionality of the passive component. Furthermore, this thesis proposed an RMS current based VI design to reduce oversizing of power inductors for electric vehicles application. In this methodology, the selection of a suitable magnetic core material is a crucial step to assure smaller and efficient converters. Hence, this thesis proposes a simplified approach based on weighted property method (WPM) for an appropriate selection of magnetic core in accordance to the needs of the user. Furthermore, to validate the integration of this concept in DC-DC converter topology used in the powertrain of electrified vehicles, an affine parameterization method is used to design the control parameters and a simple management strategy is proposed to enable dynamic control of the VI. The converter control and the proposed strategy are evaluated through simulations of a complete powertrain of a three-wheel recreational vehicle. The small-scale experimental and simulations, and full-scale simulations have demonstrated an interesting capacity of the VI for improving the performance of DC-DC converters for electrified vehicles and manage the saturation of the magnetic core while reducing the size and weight of magnetic components.Les convertisseurs d’électroniques de puissance sont des composants clés de la conversion et gestion efficace de l’énergie électrique dans une large gamme d’applications. Pour des utilisations véhiculaires, il est inévitablement nécessaire d’améliorer leurs performances et de réduire leur taille. Ceci est particulièrement important dans le cas des convertisseurs à courant continu (CC) de la chaine de traction où des performances améliorées en réponse à une large gamme de variations de charge sont recherchées tout en respectant les spécificités, caractéristiques et limitation d’espace nécessaires aux véhicules électrifiés. Ces objectifs définissent une cible de recherche et en particulier des progrès sont essentiels dans le domaine des composants passifs, des dispositifs semi-conducteurs, des topologies des convertisseurs et leurs commandes pour généraliser l’utilisation de véhicules électriques. Les composants passifs, en particulier les inductances de puissance, sont des composants dominants qui affectent le volume global, le coût et les performances de ces convertisseurs d’électroniques de puissance. Compte tenu de ces aspects, cette thèse propose un concept de bobine variable afin de réduire le poids et la taille des inductances de puissance qui sont traditionnellement encombrantes et ont une gamme de fonctionnement assez limitée. En modulant la perméabilité du matériau magnétique, ce concept améliore la capacité de gestion du courant des bobines de puissance, contrôle les ondulations du courant et réduit les pertes magnétiques et par commutation, bien comme les contraintes appliquées aux dispositifs de commutation. En outre, il permet l’utilisation de noyaux plus petits, ce qui entraîne une réduction de masse et de volume, en permettant une amélioration du fonctionnement du convertisseur et de ses performances globales. Cependant, pour l’intégrer aux convertisseurs CC-CC utilisés dans la chaine de traction, il est fondamental de se questionner sur la conception du composant lui-même, la sélection du matériau magnétique, la commande du courant de l’enroulement auxiliaire et la gestion de la saturation du noyau magnétique. Cette thèse aborde de manière systématique ces différents défis de recherche. Une attention particulière est accordée à l’étude expérimentale d’un prototype de bobine variable pour faire la preuve de concept à petite échelle afin d’explorer sa viabilité. Par la suite, une large caractérisation par éléments finis a été développée pour déterminer le fonctionnement intrinsèque de ce composant passif. De plus, cette thèse propose une méthode systématique de design de bobine variable basée sur le courant RMS pour réduire le surdimensionnement traditionnellement associer aux inductances de puissance pour des applications véhiculaires. Dans cette méthodologie, la sélection appropriée du matériau pour le noyau magnétique est une étape cruciale pour garantir des convertisseurs plus petits et efficaces, donc une démarche de sélection simplifiée basée sur la méthode des propriétés pondérées pour le choix de noyau magnétique approprié au besoin de l’application a été mis au point. De plus, pour valider l’intégration de ce concept dans une topologie de convertisseur CC-CC traditionnellement utilisée dans la chaine de traction des véhicules électrifiés, une méthode de synthèse affine a été utilisée pour définir les paramètres des contrôleurs de courant et une stratégie de gestion de la saturation du noyau a été proposée pour permettre le contrôle dynamique de la bobine variable. La commande du convertisseur et la stratégie ont été évaluées par simulation d’une chaine de traction complète d’un véhicule récréatif réel. Les résultats expérimentaux à petite échelle et simulations à pleine échelle ont démontrés des capacités intéressantes de cette bobine variable pour l’amélioration des performances des convertisseurs CC-CC, ayant la capacité de gestion de la saturation du noyau magnétique tout en réduisant la taille et le poids de ces composants passifs, dans le but de son utilisation dans la chaine de traction des véhicules électrifiés

The Apostasy Of George Rochberg

An exploration of George Rochberg’s much-publicized rejection of musical modernism—in particular serialism—in the early 1960s. The paper will explore Rochberg’s conception of musical time and space, duration in music and its relationship to the roles of memory, identity, intuition, and perception in the shaping of human experience. It will explain his notion of the “metaphysical gap between human consciousness and cosmos,” which he derived in part from Wittgenstein’s proposition that ethical and aesthetic judgments lie outside the property of language. In Rochberg’s view, serialism fails to provide an organic three-dimensional model of duration as experienced through the human perception of time: past (memory) and future (anticipation) become conflated into a continuous present, and the crucial balance between information and redundancy has malfunctioned.Une exploration du rejet bien connu, chez George Rochberg, du modernisme musical — plus particulièrement du sérialisme — au début des années 1960. Cet article examine la conception que Rochberg se faisait de l’espace et du temps musical, de la durée en musique et de ses rapports avec la mémoire, l’identité, l’intuition, ainsi que la perception dans le développement de l’expérience humaine. Il explique la notion d’« écart métaphysique entre la conscience humaine et le cosmos » que Rochberg fait en partie remonter à la proposition de Wittgenstein selon laquelle le jugement éthique et esthétique résiderait en dehors des propriétés du langage. Selon Rochberg, le sérialisme ne parvient pas à fournir un modèle organique tridimensionnel de la durée qui correspondrait à celui qui provient de la perception humaine du temps : passé (mémoire) et futur (prévision) fusionnent en un présent continu, et l’équilibre décisif entre information et redondance se révèle défaillant

Concept drift learning and its application to adaptive information filtering

Tracking the evolution of user interests is a problem instance of concept drift learning. Keeping track of multiple interest categories is a natural phenomenon as well as an interesting tracking problem because interests can emerge and diminish at different time frames. The first part of this dissertation presents a Multiple Three-Descriptor Representation (MTDR) algorithm, a novel algorithm for learning concept drift especially built for tracking the dynamics of multiple target concepts in the information filtering domain. The learning process of the algorithm combines the long-term and short-term interest (concept) models in an attempt to benefit from the strength of both models. The MTDR algorithm improves over existing concept drift learning algorithms in the domain. Being able to track multiple target concepts with a few examples poses an even more important and challenging problem because casual users tend to be reluctant to provide the examples needed, and learning from a few labeled data is generally difficult. The second part presents a computational Framework for Extending Incomplete Labeled Data Stream (FEILDS). The system modularly extends the capability of an existing concept drift learner in dealing with incomplete labeled data stream. It expands the learner's original input stream with relevant unlabeled data; the process generates a new stream with improved learnability. FEILDS employs a concept formation system for organizing its input stream into a concept (cluster) hierarchy. The system uses the concept and cluster hierarchy to identify the instance's concept and unlabeled data relevant to a concept. It also adopts the persistence assumption in temporal reasoning for inferring the relevance of concepts. Empirical evaluation indicates that FEILDS is able to improve the performance of existing learners particularly when learning from a stream with a few labeled data. Lastly, a new concept formation algorithm, one of the key components in the FEILDS architecture, is presented. The main idea is to discover intrinsic hierarchical structures regardless of the class distribution and the shape of the input stream. Experimental evaluation shows that the algorithm is relatively robust to input ordering, consistently producing a hierarchy structure of high quality

Probabilistic temporal multimedia datamining

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH