On maximum throughput in BitTorrent

The resource allocation problem reguesting maximum through- Put in BitTorrent networks is investigated. It is known from the iterature that the total throughput of BitTorrent is far from the the- oretical maximum. However, direct implementation of the uncon- strained maximum flow model into BitTorrent is not desirable, due to the necessity of further social considerations. This paper aims to produce more realistic upper bound for maximum throughput in BitTorrent networks by suggesting new model variants to move the maximum flow model closer to the rules of a typical BitTorrent community. Numerical experiments are done on those modified models, introducing lower bounds and balancing constraints on the amount of downloading and uploading, to verify their impact. Additionally, computational results are presented for comparing the network linear program model and the standard algebraic model of the maximum flow problem in AMPL

A matematikai modellezés hatása nemlineáris optimalizálási feladatok megoldásának hatékonyságára

Az optimalizálási problémák matematikai modellezése során hozott döntések jelentős mértékben befolyásolhatják az alkalmazott megoldó hatékonyságát, a feladat komplexitását. Egy optimalizálási feladat átfogalmazása azonban sokszor az egyéni intuíción túlmutató automatikus módszerekkel is lehetséges. A lineáris programozási feladatok szimplex módszer számára legelőnyösebb formájának felírása például már az 1970-es években is foglalkoztatta a matematikusokat. Ezek a korai eredmények mára az AMPL előfeldolgozóba épülve szinte észrevétlenül hasznosulnak. Számos kutatás foglalkozik napjainkban a (vegyes-)egészértékű programozási feladatok kedvezőbb, ill. adott körülmények között megoldható alakba történő átfogalmazásának lehetőségeivel, habár ezek az átalakítások általában bizonyos feltételek relaxációjával és a feladat dimenziójának növelésével járnak együtt. Meglepően csekély számú publikáció koncentrál azonban a nemlineáris optimalizálási feladatok ekvivalens átalakításait eredményező, automatizálható szimbolikus eljárásokra. Erre a területre fókuszál dolgozatom első fele. A fellelhető szakirodalom elméleti eredményeinek ismeretében feltételezhető volt, hogy napjaink nagytudású számítógépes algebra rendszerei alkalmasak egy szimbolikus, tehát a számítási pontosságot garantáló, nemlineáris optimalizálási feladatok ekvivalens átírásait megadó alkalmazás létrehozására, amely lehetőséget ad a korábban publikált algoritmusok integrálására, tesztelésére, továbbá inspirációt nyújthat ezek továbbfejlesztéséhez. Ezzel a céllal elkészült egy, a feltétel nélküli nemlineáris optimalizálási feladatokon nemlineáris koordináta-transzformációkat végrehajtó Maple program. Alapos tesztelés során felderítettem azokat a specifikus területeket, amelyek egy ilyen algoritmus implementálása során kritikusak lehetnek, és megállapítottam, hogy a Maple rendszer néhány dokumentálatlan hibája és általános felhasználásra tervezett, a konkrét célnak nem megfelelő minőségben megvalósított funkciója komoly akadályokat állít a bővítés elé. Tanulmányoztam a rendelkezésre álló kereskedelmi és szabad szoftveres alternatívákat, és a programozó számára nyújtott rugalmassága, erős fejlesztői háttere és a legújabb matematikai eredményeket felvonultató saját, széles körű funkcionalitása miatt a Mathematica programot találtam a legjobb alapnak a további fejlesztések számára. Ez alapján korábbi programunkat további funkciókkal bővítve átültettem Mathematica alá, és empirikus úton bizonyítottam, hogy előfeldolgozóként alkalmazva az általunk javasolt szimbolikus transzformációk hasznosak egy klasszikus (numerikus) heurisztikus megoldó számára. Új elméleti eredmények születtek a párhuzamosan végrehajtható nemlineáris koordináta-transzformációkkal és a feladathoz adott feltételekkel kapcsolatban, továbbá készítettem egy online demonstrációs oldalt az eljárás bemutatására. Az értekezés második felében egy konkrét feladathoz, az elosztott tartalom-megosztó rendszerekben felmerülő méltányos (max-min fair) sávszélesség-kiosztás problémájához kapcsolódó modellezési kérdéseket vizsgáltam. A feladatra sikerült egy új, egzakt matematikai programozási modellt adnom, és az ezen alapuló algoritmus helyességét elméleti úton bizonyítanom. Elkészült az algoritmus AMPL nyelvű megvalósítása, aminek a teljesítményét numerikus tesztek révén összehasonlítottam a feladat megoldására korábban létező programmal. Az eredmény több tekintetben pozitív. Az implementáció során, részben az elméleti eredményekhez kapcsolódóan, számos modellezési ötlet merült fel, ezért az értekezésben egy külön fejezet foglalkozik ezen technikák hatáselemzésével. A max-min méltányos erőforrás-kiosztást előállító modell tizenkét változatát hasonlítottam össze egy kiterjedt numerikus tesztelés során, két professzionális megoldó és huszonhét nagyméretű tesztfeladat bevonásával

Nonlinear Symbolic Transformations for Simplifying Optimization Problems

The theory of nonlinear optimization traditionally studies numeric computations. However, increasing attention is being paid to involve computer algebra into mathematical programming. One can identify two possibilities of applying symbolic techniques in this field. Computer algebra can help the modeling phase by producing alternate mathematical models via symbolic transformations. The present paper concentrates on this direction. On the other hand, modern nonlinear solvers use more and more information about the structure of the problem through the optimization process leading to hybrid symbolic-numeric nonlinear solvers. This paper presents a new implementation of a symbolic simplification algorithm for unconstrained nonlinear optimization problems. The program can automatically recognize helpful transformations of the mathematical model and detect implicit redundancy in the objective function. We report computational results obtained for standard global optimization test problems and for other artificially constructed instances. Our results show that a heuristic (multistart) numerical solver takes advantage of the automatically produced transformations. New theoretical results will also be presented, which help the underlying method to achieve more complicated transformations

Okos megoldások és kiterjesztett valóság a tantermekben = Smart solutions and augmented reality in the classrooms

Hétköznapi tárgyaink egyre nagyobb hányada folytonos hálózati kommunikációt folytat. A dolgok internetére épülő kiterjesztett valóság technológiák utat találtak az osztálytermekbe, és a gyakorlati képzőhelyekre is. Jelen cikkben áttekintést kívánunk adni az MTMI területek oktatásához az elmúlt években elkészült legérdekesebb okos megoldásokról

Decision support heuristic for dairy farms

After having a smart phone based microsimulation tool for the optimal decision to be made on selling/keeping the ill cow (mastitis) last year, we have started a new applied research project to improve the quality of the decision and the profitability. We can get improvement by utilizing local data of the given dairy farm instead of national average values of the critical parameters such as chances to get the illness again, length of the dry and productive periods etc. We report on the preliminary profitability improvement results. This time we take into consideration the lactation curve, and we also utilize the amount of produced milk as a basis of decision

Visual Motion Responses in the Posterior Cingulate Sulcus: A Comparison to V5/MT and MST

Motion processing regions apart from V5+/MT+ are still relatively poorly understood. Here, we used functional magnetic resonance imaging to perform a detailed functional analysis of the recently described cingulate sulcus visual area (CSv) in the dorsal posterior cingulate cortex. We used distinct types of visual motion stimuli to compare CSv with V5/MT and MST, including a visual pursuit paradigm. Both V5/MT and MST preferred 3D flow over 2D planar motion, responded less yet substantially to random motion, had a strong preference for contralateral versus ipsilateral stimulation, and responded nearly equally to contralateral and to full-field stimuli. In contrast, CSv had a pronounced preference to 2D planar motion over 3D flow, did not respond to random motion, had a weak and nonsignificant lateralization that was significantly smaller than that of MST, and strongly preferred full-field over contralateral stimuli. In addition, CSv had a better capability to integrate eye movements with retinal motion compared with V5/MT and MST. CSv thus differs from V5+/MT+ by its unique preference to full-field, coherent, and planar motion cues. These results place CSv in a good position to process visual cues related to self-induced motion, in particular those associated to eye or lateral head movements