Implementing Transition P Systems

Ponencia en el Congreso NIT 201

Diseño de un Procesador de Membranas Paralelo para los Sistemas P de Transición

La computación con membranas surge como una alternativa a la computación tradicional. Dentro de este campo se sitúan los denominados Sistemas P de Transición que se basan en la existencia de regiones que contienen recursos y reglas que hacen evolucionar a dichos recursos para poder llevar a cada una de las regiones a una nueva situación denominada configuración. La sucesión de las diferentes configuraciones conforman la computación. En este campo, el Grupo de Computación Natural de la Universidad Politécnica de Madrid lleva a cabo numerosas investigaciones al amparo de las cuales se han publicado numerosos artículos y realizado varias tesis doctorales. Las principales vías de investigación han sido, hasta el momento, el estudio del modelo teórico sobre el que se definen los Sistemas P, el estudio de los algoritmos que se utilizan para la aplicación de las reglas de evolución en las regiones, el diseño de nuevas arquitecturas que mejoren las comunicaciones entre las diferentes membranas (regiones) que componen el sistema y la implantación de estos sistemas en dispositivos hardware que pudiesen definir futuras máquinas basadas en este modelo. Dentro de este último campo, es decir, dentro del objetivo de construir finalmente máquinas que puedan llevar a cabo la funcionalidad de la computación con Sistemas P, la presente tesis doctoral se centra en el diseño de dos procesadores paralelos que, aplicando variantes de algoritmos existentes, favorezcan el crecimiento en el nivel de intra-paralelismo a la hora de aplicar las reglas. El diseño y creación de ambos procesadores presentan novedosas aportaciones al entorno de investigación de los Sistemas P de Transición en tanto en cuanto se utilizan conceptos que aunque previamente definidos de manera teórica, no habían sido introducidos en el hardware diseñado para estos sistemas. Así, los dos procesadores mantienen las siguientes características: - Presentan un alto rendimiento en la fase de aplicación de reglas, manteniendo por otro lado una flexibilidad y escalabilidad medias que son dependientes de la tecnología final sobre la que se sinteticen dichos procesadores. - Presentan un alto nivel de intra-paralelismo en las regiones al permitir la aplicación simultánea de reglas. - Tienen carácter universal en tanto en cuanto no depende del carácter de las reglas que componen el Sistema P. - Tienen un comportamiento indeterminista que es inherente a la propia naturaleza de estos sistemas. El primero de los circuitos utiliza el conjunto potencia del conjunto de reglas de aplicación así como el concepto de máxima aplicabilidad para favorecer el intra-paralelismo y el segundo incluye, además, el concepto de dominio de aplicabilidad para determinar el conjunto de reglas que son aplicables en cada momento con los recursos existentes. Ambos procesadores se diseñan y se prueban mediante herramientas de diseño electrónico y se preparan para ser sintetizados sobre FPGAs. ABSTRACT Membrane computing appears as an alternative to traditional computing. P Systems are placed inside this field and they are based upon the existence of regions called “membranes” that contain resources and rules that describe how the resources may vary to take each of these regions to a new situation called "configuration". Successive configurations conform computation. Inside this field, the Natural Computing Group of the Universidad Politécnica of Madrid develops a large number of works and researches that provide a lot of papers and some doctoral theses. Main research lines have been, by the moment, the study of the theoretical model over which Transition P Systems are defined, the study of the algorithms that are used for the evolution rules application in the regions, the design of new architectures that may improve communication among the different membranes (regions) that compose the whole system and the implementation of such systems over hardware devices that may define machines based upon this new model. Within this last research field, this is, within the objective of finally building machines that may accomplish the functionality of computation with P Systems, the present thesis is centered on the design of two parallel processors that, applying several variants of some known algorithms, improve the level of the internal parallelism at the evolution rule application phase. Design and creation of both processors present innovations to the field of Transition P Systems research because they use concepts that, even being known before, were never used for circuits that implement the applying phase of evolution rules. So, both processors present the following characteristics: - They present a very high performance during the application rule phase, keeping, on the other hand, a level of flexibility and scalability that, even known it is not very high, it seems to be acceptable. - They present a very high level of internal parallelism inside the regions, allowing several rule to be applied at the same time. - They present a universal character meaning this that they are not dependent upon the active rules that compose the P System. - They have a non-deterministic behavior that is inherent to this systems nature. The first processor uses the concept of "power set of the application rule set" and the concept of "maximal application" number to improve parallelism, and the second one includes, besides the previous ones, the concept of "applicability domain" to determine the set of rules that may be applied in each moment with the existing resources.. Both processors are designed and tested with the design software by Altera Corporation and they are ready to be synthetized over FPGAs

Transducers based on networks of evolutionary processors LOS FINANCIADORES NO ESTÁN BIEN

We consider a new type of transducer that does not scan sequentially the input word. Instead, it consists of a directed graph whose nodes are processors which work in parallel and are specialized in just one type of a very simple evolutionary operation: inserting, deleting or substituting a symbol by another one. The computation on an input word starts with this word placed in a designated node, the input node, of the network an alternates evolutionary and communication steps. The computation halts as soon as another designated node, the output node, is nonempty. The translation of the input word is the set of words existing in the output node when the computation halts. We prove that these transducers can simulate the work of generalized sequential machines on every input. Furthermore, all words obtained by a given generalized sequential machine by the shortest computations on a given word can also be computed by the new transducers. Unlike the case of generalized sequential machines, every recursively enumerable language can be the transduction de?ned by the new transducer of a very simple regular language. The same idea may be used for proving that these transducers can simulate the shortest computations of an arbitrary Turing machine, used as a transducer, on every input word. Finally, we consider a restricted variant of NEP transducer, namely pure NEP transducers and prove that there are still regular languages whose pure NEP transductions are not semilinear

La caracterización molecular y ampelográfica de clones de "Albariño", "Savagnin Blanc" y "Caíño Blanco" (Vitis vinifera L.) demuestra que son cultivares diferentes

The grapevine cultivar "Albariño" is one of the oldest grown in the vine-growing areas of North-Western Spain and Northern Portugal. Since recognition of Origin Denomination status for the Rías Baixas region (the coast of Western Galicia, Spain) in 1987, the economic importance of this cultivar has increased, and its grapes are now among the most expensive in Spain. The area occupied by "Albariño" vines in this region is increasing every year, and the wines made from its grapes are gaining international recognition. These events, plus the fact that "Albariño" was little known outside its traditional growing area, have led to speculation about its origin and the existence of synonyms. Misnames of "Albariño" have included "Savagnin Blanc" and "Caíño Blanco". The present work compares "Albariño", "Savagnin Blanc" and "Caíño Blanco" ampelographically (i.e., it compares shoot, leaf, grape cluster, berry and seed characteristics) and molecularly using microsatellite markers. The results show that they are in fact three different cultivars providing a complete description. For "Caíño Blanco", there is little previously reported information.El "Albariño" es uno de los cultivares más antiguos de la zona vitícola del Noroeste de España y norte de Portugal. Desde la aprobación en el año 1987 de la Denominación de Origen Rías Baixas, este cultivar es el de mayor valor económico de esta zona vitícola, y su uva alcanza uno de los precios más elevados de España. Su superficie de cultivo, dentro de esta Denominación de Origen, se multiplica año tras año, y sus vinos adquieren fama internacional. Todo ello, unido a que era un cultivar poco conocido fuera de esta pequeña zona vitícola española, ha llevado a la aparición en los últimos años de diversas especulaciones sobre su origen, y a la atribución de diferentes sinonimias. Entre los nombres erróneamente atribuidos al "Albariño" se encuentran "Savagnin Blanc" y "Caíño Blanco". En el presente trabajo se hace un estudio comparativo de los tres cultivares a nivel ampelográfico (brote, hoja, racimo, baya, semilla) y a nivel molecular por medio de marcadores microsatélite. Los resultados demuestran que "Albariño", "Savagnin Blanc" y "Caíño Blanco" son cultivares distintos, proporcionando una completa descripción de cada uno. De uno de ellos, "Caíño Blanco", existe muy poca información previa

Un Primer Paso a la agilidad: Retrospectivas para el aprendizaje de la ingeniería del SW

En los últimos años la industria software demanda, cada vez más, ingenieros que posean conocimientos y experiencia en la aplicación de metodologías ágiles. Los principios y valores en los que se basan las metodologías ágiles fomentan la adquisición de competencias como la capacidad de organización, el trabajo en equipo, la comunicación, o el liderazgo, entre otras, denominadas en el marco del Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) como competencias generales o transversales. Ambas razones justifican la adopción de las metodologías ágiles como métodos de aprendizaje activos, es decir, la implantación de metodologías ágiles durante el ciclo formativo del ingeniero software. Esta apuesta se ha materializado en el proyecto de innovación educativa Agile Learning - Aprendizaje Ágil, cuyos primeros pasos, resultados y lecciones aprendidas se presentan en este artículo

Módulo Moodle para la gestión automatizada de tutorías

La tutoría es un recurso del que disponen los estudiantes en el desarrollo de su proceso formativo y académico, que en muchos casos está siendo infrautilizada. La existencia de herramientas software orientadas a facilitar la asistencia a tutorías permite un mejor aprovechamiento de dicho recurso. Este hecho ha podido constatarse en trabajos previos a éste, que han conducido a la creación y utilización de la aplicación web TutorialAction, que permite la gestión automatizada de tutorías. OBJETIVOS: Este trabajo persigue la incorporación a campus virtuales de un módulo de gestión automatizada de tutorías, que facilite a estudiantes la reserva de tutorías, y a profesores, la gestión de la información asociada a las mismas. METODOLOGÍA: Siguiendo principios y prácticas de las metodología ágiles de desarrollo software se ha creado un módulo de acción tutorial como extensión de la plataforma Moodle. Se ha elegido Moodle puesto que es una de la opciones más utilizadas para la creación de campus virtuales. RESULTADOS: El módulo creado está siendo utilizado de forma experimental por estudiantes y profesores de grado en la ETS de Ingeniería de Sistemas Informáticos de la Universidad Politécnica de Madrid. En opinión de los estudiantes y profesores participantes la utilización dentro del campus virtual del módulo de gestión de tutorías representa una mejora notable respecto al sistema clásico de asistencia a tutorías. CONCLUSIONES: Los resultados permiten concluir que la disposición de un servicio de reserva de tutoría para estudiantes dentro del campus virtual permitirá una mayor utilización del recurso de la tutoría

Variability of the stomata among 'Albariño' (Vitis vinifera L.) clones and its relationship with susceptibility to downy mildew

Research Note

Evaluación de la sensibilidad en distintas viníferas blancas: mildiu, oídio y botrytis

6 páginas, 6 figuras.--Trabajo publicado en revista de divulgación científica.Peer reviewe

Variability of the stomata among 'Albariño' (Vitis vinifera L.) clones and its relationship with susceptibility to downy mildew

In grapevines the stomata are located on the abaxial epidermis of the leaves, arranged in no specific order. As in other plants, they regulate the communication between the internal tissues and the external atmosphere, playing a critical role in both photosynthesis and transpiration processes. Moreover, stomata are the main entrance for pathogens such as Plasmopara viticola (Berk & Curt.)Berl. & de Toni, the causal agent of downy mildew, one of the most widespread fungal diseases of grapevines. Due to this and the fact that downy mildew causes large losses in yield and quality of grapes, there is a great interest to determine the causes of the different degree of susceptibility to this pathogen. Some authors have searched for anatomical features that might be related to the penetration and development of P. viticola in the mesophyll of grapevine leaves, such as the density of leaf hairs (KORTEKAMP and ZYPRIAN, 1999) or the ultrastructure of stomata (JÜRGES et al. 2009). Other authors have examined the differences concerning the number of stomata in different grapevine cultivars (DÜRING 1980, PALLIOTTI et al. 2000, BEN SALEM-FNAYOU et al. 2005), but none had evaluated the differences for this aspect between clones of the same cultivar. Recently some authors have found a strong correlation between the number and size of stomata and the susceptibility to downy mildew (LU et al. 2010). The aim of this work is to determine whether different clones of 'Albariño' differ in terms of their number and size of stomata and its possible relation with the different susceptibility to P. viticola of these same clones.Financial support from the Xunta de Galicia Research Projects (07MRU024403PR).Peer reviewe

Macro- and microscopic leaf characteristics of six grapevine genotypes (Vitis spp.) with different susceptibilities to grapevine downy mildew

This work reports the leaf morphology of six grapevine genotypes, five belonging to Vitis vinifera and one to Vitis riparia. Earlier studies on these genotypes showed different levels of susceptibility to grapevine downy mildew (Plasmopara viticola). The aim of this work was to detect differences between the leaf morphology of these cultivars at the macro- and microscopic levels, and to characterize morphological traits which could be associated with susceptibility and resistance to downy mildew. An ampelographic description of each genotype was used to develop a scheme illustrating the characteristic leaf morphology. The density and morphology of the trichomes and the stomatal index was assessed by means of microscopical techniques. Distinct macro and microscope differences among the genotypes were seen. No clear relation between ampelographic characteristics and susceptibility to downy mildew was observed. The two cultivars that in earlier studies were found to be the least susceptible to downy mildew were the most similar in terms of their spongy mesophyll. Both showed very little or no wax on the abaxial surface of their leaves.