Supporting intra-task parallelism in real-time multiprocessor systems

Os sistemas de tempo real modernos geram, cada vez mais, cargas computacionais pesadas e dinâmicas, começando-se a tornar pouco expectável que sejam implementados em sistemas uniprocessador. Na verdade, a mudança de sistemas com um único processador para sistemas multi- processador pode ser vista, tanto no domínio geral, como no de sistemas embebidos, como uma forma eficiente, em termos energéticos, de melhorar a performance das aplicações. Simultaneamente, a proliferação das plataformas multi-processador transformaram a programação paralela num tópico de elevado interesse, levando o paralelismo dinâmico a ganhar rapidamente popularidade como um modelo de programação. A ideia, por detrás deste modelo, é encorajar os programadores a exporem todas as oportunidades de paralelismo através da simples indicação de potenciais regiões paralelas dentro das aplicações. Todas estas anotações são encaradas pelo sistema unicamente como sugestões, podendo estas serem ignoradas e substituídas, por construtores sequenciais equivalentes, pela própria linguagem. Assim, o modo como a computação é na realidade subdividida, e mapeada nos vários processadores, é da responsabilidade do compilador e do sistema computacional subjacente. Ao retirar este fardo do programador, a complexidade da programação é consideravelmente reduzida, o que normalmente se traduz num aumento de produtividade. Todavia, se o mecanismo de escalonamento subjacente não for simples e rápido, de modo a manter o overhead geral em níveis reduzidos, os benefícios da geração de um paralelismo com uma granularidade tão fina serão meramente hipotéticos. Nesta perspetiva de escalonamento, os algoritmos que empregam uma política de workstealing são cada vez mais populares, com uma eficiência comprovada em termos de tempo, espaço e necessidades de comunicação. Contudo, estes algoritmos não contemplam restrições temporais, nem outra qualquer forma de atribuição de prioridades às tarefas, o que impossibilita que sejam diretamente aplicados a sistemas de tempo real. Além disso, são tradicionalmente implementados no runtime da linguagem, criando assim um sistema de escalonamento com dois níveis, onde a previsibilidade, essencial a um sistema de tempo real, não pode ser assegurada. Nesta tese, é descrita a forma como a abordagem de work-stealing pode ser resenhada para cumprir os requisitos de tempo real, mantendo, ao mesmo tempo, os seus princípios fundamentais que tão bons resultados têm demonstrado. Muito resumidamente, a única fila de gestão de processos convencional (deque) é substituída por uma fila de deques, ordenada de forma crescente por prioridade das tarefas. De seguida, aplicamos por cima o conhecido algoritmo de escalonamento dinâmico G-EDF, misturamos as regras de ambos, e assim nasce a nossa proposta: o algoritmo de escalonamento RTWS. Tirando partido da modularidade oferecida pelo escalonador do Linux, o RTWS é adicionado como uma nova classe de escalonamento, de forma a avaliar na prática se o algoritmo proposto é viável, ou seja, se garante a eficiência e escalonabilidade desejadas. Modificar o núcleo do Linux é uma tarefa complicada, devido à complexidade das suas funções internas e às fortes interdependências entre os vários subsistemas. Não obstante, um dos objetivos desta tese era ter a certeza que o RTWS é mais do que um conceito interessante. Assim, uma parte significativa deste documento é dedicada à discussão sobre a implementação do RTWS e à exposição de situações problemáticas, muitas delas não consideradas em teoria, como é o caso do desfasamento entre vários mecanismo de sincronização. Os resultados experimentais mostram que o RTWS, em comparação com outro trabalho prático de escalonamento dinâmico de tarefas com restrições temporais, reduz significativamente o overhead de escalonamento através de um controlo de migrações, e mudanças de contexto, eficiente e escalável (pelo menos até 8 CPUs), ao mesmo tempo que alcança um bom balanceamento dinâmico da carga do sistema, até mesmo de uma forma não custosa. Contudo, durante a avaliação realizada foi detetada uma falha na implementação do RTWS, pela forma como facilmente desiste de roubar trabalho, o que origina períodos de inatividade, no CPU em questão, quando a utilização geral do sistema é baixa. Embora o trabalho realizado se tenha focado em manter o custo de escalonamento baixo e em alcançar boa localidade dos dados, a escalonabilidade do sistema nunca foi negligenciada. Na verdade, o algoritmo de escalonamento proposto provou ser bastante robusto, não falhando qualquer meta temporal nas experiências realizadas. Portanto, podemos afirmar que alguma inversão de prioridades, causada pela sub-política de roubo BAS, não compromete os objetivos de escalonabilidade, e até ajuda a reduzir a contenção nas estruturas de dados. Mesmo assim, o RTWS também suporta uma sub-política de roubo determinística: PAS. A avaliação experimental, porém, não ajudou a ter uma noção clara do impacto de uma e de outra. No entanto, de uma maneira geral, podemos concluir que o RTWS é uma solução promissora para um escalonamento eficiente de tarefas paralelas com restrições temporais.Multiple programming models are emerging to address the increased need for dynamic task-level parallelism in applications for multi-core processors and shared-memory parallel computing, presenting promising solutions from a user-level perspective. Nonetheless, while high-level parallel languages offer a simple way for application programmers to specify parallelism in a form that easily scales with problem size, they still leave the actual scheduling of tasks to be performed at runtime. Therefore, if the underlying system cannot efficiently map those tasks on the available cores, the benefits will be lost. This is particularly important in modern real-time systems as their average workload is rapidly growing more parallel, complex and computing-intensive, whilst preserving stringent timing constraints. However, as the real-time scheduling theory has mostly been focused on sequential task models, a shift to parallel task models introduces a completely new dimension to the scheduling problem. Within this context, the work presented in this thesis considers how to dynamically schedule highly heterogeneous parallel applications that require real-time performance guarantees on multi-core processors. A novel scheduling approach called RTWS is proposed. RTWS combines the G-EDF scheduler with a priority-aware work-stealing load balancing scheme, enabling parallel real-time tasks to be executed on more than one processor at a given time instant. Two stealing sub-policies have arisen from this proposal and their suitability is discussed in detail. Furthermore, this thesis describes the implementation of a new scheduling class in the Linux kernel concerning RTWS, and extensively evaluate its feasibility. Experimental results demonstrate the greater scalability and lower scheduling overhead of the proposed approach, comparatively to an existing real-time deadline-driven scheduling policy for the Linux kernel, as well as reveal its better performance when considering tasks with intra-task parallelism than without, even for short-living applications. We show that busy-aware stealing is robust to small deviations from a strict priority schedule and conclude that some priority inversion may be actually acceptable, provided it helps reduce contention, communication, synchronisation and coordination between parallel threads

Initial growth of Piptadenia gonoacantha (Leguminosae, Mimosoideae) under flooding and different light conditions

Este estudo aborda aspectos ecológicos da inundação em plântulas de Piptadenia gonoacantha, uma espécie ocorrente em Matas de Galeria. O crescimento de plântulas com cinco meses de idade foi avaliado em duas condições de solo (capacidade de campo e inundado) combinados com três níveis de luz solar (100%, 70% e 40%). A inundação reduziu o crescimento aéreo e radicial das plântulas. Não houve interação entre luz e inundação, exceto para massa seca foliar aos 60 dias e razão parte aérea/raiz aos 20 dias. Plântulas inundadas a pleno sol apresentaram massa seca foliar aos 60 dias cerca de 67% menor que aquelas inundadas sombreadas. A razão parte aérea/raiz de plântulas inundadas foi significativamente maior aos 60 dias. Plântulas inundadas produziram lenticelas hipertrofiadas na base do caule, a partir dos 20 dias, em todos os níveis de luz. Além disso, a inundação induziu a decomposição das raízes e raízes adventícias não foram observadas. Após 60 dias de inundação, plântulas de P. gonoacantha apresentaram 100% de sobrevivência sem sintomas significantes de injúria na parte aérea.This study focus on ecological aspects of flooding on five month old seedlings of Piptadenia gonoacantha, a Gallery forest species. Seedling growth rates were evaluated on three levels of sun light (100%, 70% and 40%) and two soil moisture conditions (field capacity and flooded). Flooding reduced aerial and root growth. There was no interaction between light intensity and flooding, except for foliar dry matter (60 days) and top/root ratio (20 days). Full sun light seedlings under flooding had 67% lower foliar dry matter production than shaded ones, after 60 days. Flooded seedlings in all three light levels, had hypertrophic lenticels on submerged stems, after 20 days. In additon, flooding induced root decomposition but no adventicious roots were observed. After 60 days of flooding, seedlings of P. gonoacantha presented 100 % survival and no significant injury on the top portion

Heterose em sorgo-sacarino

The objective of this work was to evaluate the potential per se of male-sterile and fertility-restorer lines of sweet sorghum (Sorghum bicolor), as well as to detail the heterosis manifested for some traits  directly or indirectly related to ethanol production, accumulation rate, and  predictability. Evaluations were performed for 20 genotypes, of which 4 are fertility-restorer lines (R), 3 are male-sterile lines (A), and 12 are experimental hybrids (H) resulting from the partial diallel cross between lines A and R, besides a commercial hybrid CV198 used as a check, in four harvest seasons. The experiments were carried out in the municipalities of Lavras and Sete Lagoas, in the state of Minas Gerais, Brazil. The measured traits were plant height, green mass production, juice extraction, total soluble solids content, and megagrams of Brix per hectare. The male-sterile A1 and the fertility-restorer R1 and R3 lines show the best potential per se, considering all traits and their accumulation rate and predictability over harvest times. Heterosis is significant for all traits. The H11, H13, H14, H21, H22, and H33 hybrids are promising because of their better performance per se and higher heterosis.O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial per se de linhagens macho-estéreis e restauradoras de sorgo-sacarino (Sorghum bicolor), bem como detalhar a heterose manifestada quanto a algumas características relacionadas direta ou indiretamente à produção de etanol, à taxa de acúmulo e à previsibilidade. As avaliações foram realizadas com 20 genótipos, dos quais 4 linhagens restauradoras de fertilidade (R), 3 linhagens macho-estéreis (A) e 12 híbridos experimentais (H) resultantes do cruzamento dialelo parcial entre as linhagens A e R, além de um híbrido comercial CV198 como testemunha, em quatro épocas de colheita. Os  experimentos foram realizados nos municípios de Lavras e Sete Lagoas, no Estado de Minas Gerais. As características mensuradas foram altura de planta, produção de massa verde, extração de caldo, conteúdo  de sólidos solúveis totais e megagramas de Brix por hectare. As linhagens macho-estéreis A1 e as restauradoras R1 e R2 apresentam melhor potencial per se, ao se considerar todos os caracteres e a sua taxa de acúmulo e a previsibilidade de comportamento, nas diferentes épocas de colheitas. A heterose é significativa para todos os caracteres. Os híbridos H11, H13, H14, H21, H22 e H33 são promissores por seu maior desempenho per se e maior heterose

Formulação de Políticas Públicas no Horizonte 2013 relativas ao tema Acessibilidades e Transportes

FIGUEIRA DE SOUSA, J. e NUNES DA SILVA, F. (coord.); FONSECA; C.C.; CASTRO, H.; MARTINS, M.J.; SALVADOR, R.; CARVALHO, V.C.; GOMES, A..A.; FERNANDES, A.; MARQUES, B.P. e CONCHINHA, J.R. (2005) Formulação de Políticas Públicas no Horizonte 2013 relativas ao tema Acessibilidades e Transportes, IDE/e-GEO/CESUR para a DGDR, Lisboa.O estudo Formulação de Políticas Públicas no horizonte 2013 relativo ao tema Acessibilidades e Transportes, desenvolvido por uma equipa multidisciplinar de investigadores e colaboradores do Instituto de Dinâmica do Espaço e do e-GEO, da Universidade Nova de Lisboa, e do CESUR, do Instituto Superior Técnico, visa a formulação de uma proposta de actuação no sector dos transportes que se constitua como instrumento estratégico de apoio para o próximo ciclo das políticas estruturais no período 2007-2013. O estudo foi elaborado para o Observatório do III Quadro Comunitário de Apoio da Direcção-Geral do Desenvolvimento Regional no âmbito da preparação do IV Quadro Comunitário de Apoio, tendo como objectivos gerais a identificação da estratégia nacional para as acessibilidades e transportes, a identificação dos impactes e finalidades que as actuações operacionais deveriam seguir, assim como a sistematização dos factores críticos e dos recursos financeiros e rganizacionais a mobilizar durante o período temporal 2007-2013. Neste sentido, o presente relatório constitui um exercício de natureza estratégica para o planeamento do futuro do sector dos transportes, que se deseja devidamente articulado com o ordenamento territorial e o desenvolvimento urbano, e onde se devem enquadrar as diversas orientações de política de transportes, no contexto europeu e internacional em que Portugal não pode deixar de se posicionar. Mas é também um projecto de intervenção assente numa orientação programática voltada para o exercício da própria governância do sector e definição de orientações sectoriais, de identificação de projectos, de prioridades e de modelos de financiamento consistentes com uma política de transportes para o horizonte 2013. De acordo com a metodologia adoptada, na primeira parte do relatório apresenta-se uma caracterização das principais orientações da Política Europeia de Transportes, enquadrando-as nos diferentes contextos decisionais em que aquelas foram aprovadas e têm sido desenvolvidas, bem como a explicação das considerações de vária ordem que envolvem as políticas de transportes dos Estados-Membros para poderem ser abrangidas e beneficiar dos processos de globalização e de integração comunitária em curso, especialmente da construção das RTE-T. A avaliação global deste processo, permitiu apresentar um balanço sistematizado e completo dos vários instrumentos de orientação e de política nacional aprovados para o sector dos transportes, incluindo os diversos Quadros Comunitários (I, II e III) e Programas Operacionais no domínio das acessibilidades e transportes, bem como o enunciado dos seus principais resultados. Neste capítulo de avaliações, também se procedeu à ponderação das orientações de política para o sector incluídos nalguns exercícios prospectivos realizados ao nível global e inter-sectorial, como sejam o PNDES e o PNAC

SARS-CoV-2 introductions and early dynamics of the epidemic in Portugal

Genomic surveillance of SARS-CoV-2 in Portugal was rapidly implemented by the National Institute of Health in the early stages of the COVID-19 epidemic, in collaboration with more than 50 laboratories distributed nationwide. Methods By applying recent phylodynamic models that allow integration of individual-based travel history, we reconstructed and characterized the spatio-temporal dynamics of SARSCoV-2 introductions and early dissemination in Portugal. Results We detected at least 277 independent SARS-CoV-2 introductions, mostly from European countries (namely the United Kingdom, Spain, France, Italy, and Switzerland), which were consistent with the countries with the highest connectivity with Portugal. Although most introductions were estimated to have occurred during early March 2020, it is likely that SARS-CoV-2 was silently circulating in Portugal throughout February, before the first cases were confirmed. Conclusions Here we conclude that the earlier implementation of measures could have minimized the number of introductions and subsequent virus expansion in Portugal. This study lays the foundation for genomic epidemiology of SARS-CoV-2 in Portugal, and highlights the need for systematic and geographically-representative genomic surveillance.We gratefully acknowledge to Sara Hill and Nuno Faria (University of Oxford) and Joshua Quick and Nick Loman (University of Birmingham) for kindly providing us with the initial sets of Artic Network primers for NGS; Rafael Mamede (MRamirez team, IMM, Lisbon) for developing and sharing a bioinformatics script for sequence curation (https://github.com/rfm-targa/BioinfUtils); Philippe Lemey (KU Leuven) for providing guidance on the implementation of the phylodynamic models; Joshua L. Cherry (National Center for Biotechnology Information, National Library of Medicine, National Institutes of Health) for providing guidance with the subsampling strategies; and all authors, originating and submitting laboratories who have contributed genome data on GISAID (https://www.gisaid.org/) on which part of this research is based. The opinions expressed in this article are those of the authors and do not reflect the view of the National Institutes of Health, the Department of Health and Human Services, or the United States government. This study is co-funded by Fundação para a Ciência e Tecnologia and Agência de Investigação Clínica e Inovação Biomédica (234_596874175) on behalf of the Research 4 COVID-19 call. Some infrastructural resources used in this study come from the GenomePT project (POCI-01-0145-FEDER-022184), supported by COMPETE 2020 - Operational Programme for Competitiveness and Internationalisation (POCI), Lisboa Portugal Regional Operational Programme (Lisboa2020), Algarve Portugal Regional Operational Programme (CRESC Algarve2020), under the PORTUGAL 2020 Partnership Agreement, through the European Regional Development Fund (ERDF), and by Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Acinic cell carcinoma of the oral and maxillofacial region: an international multicenter study

Abstract The aim of this study was to describe the prevalence, clinicopathological, and prognostic features of acinic cell carcinoma (AciCC) of the oral and maxillofacial region. AciCC cases were retrospectively retrieved from 11 pathology centers of three different countries. Medical records were examined to extract demographic, clinical, pathologic, and follow-up information. A total of 75 cases were included. Females (65.33%) with a mean age of 45.51 years were mostly affected. The lesions usually presented as an asymptomatic (64.28%) nodule (95.66%) in the parotid gland (70.68%). The association of two histopathological patterns was the most common finding (48.93%) and the tumors presented mainly conventional histopathological grades (86.11%). Surgical treatment was performed in the majority of the cases (59.19%). Local recurrence was observed in 20% of the informed cases, regional metastasis in 30.43%, and distant metastasis in 12.50%. The statistical analysis showed that the cases with a solid histopathological pattern (p=0.01), high-grade transformation (p=0.008), recurrence (p=0.007), and regional metastasis (p=0.03) were associated with poor survival. In conclusion, high histopathological transformation, presence of nodal metastasis, and recurrence were prognostic factors for AciCC of the oral and maxillofacial region

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear un derstanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5–7 vast areas of the tropics remain understudied.8–11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world’s most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepre sented in biodiversity databases.13–15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may elim inate pieces of the Amazon’s biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological com munities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple or ganism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region’s vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most ne glected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lostinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio