Reconfigurable framework for high-bandwidth stream-oriented data processing

Designing a digital system that implements an assortment of specialized high performance algorithms can be costly. Considerable non-recurring engineering costs are required to develop an application specific integrated circuit (ASIC). Additionally, updating or adding features to a design requires the ASIC to be redesigned and refabricated. An alternative to using an ASIC is the field programmable gate array (FPGA). The modern FPGA\u27s ability to be partially reconfigured at runtime allows for the device to have the flexibility normally associated with a processor, while also being able to implement digital logic like in an ASIC. This capability allows for multiple digital functions to be loaded into the device at runtime only as needed. This thesis focuses on developing a reconfigurable framework that enables stream-oriented applications to make more effective use of FPGA resources and to manage partial reconfiguration operations across multiple tasks. This multichannel framework addresses several shortcomings of past research that evaluated various dynamic partial reconfiguration techniques using a color space conversion (CSC) engine. This framework allows for multiple different computations to be performed simultaneously, further improving throughput and flexibility of applications implemented within it. Performance of the system is evaluated by comparing its computational throughput to previous efforts using the CSC engine as well as the performance gained from the flexible scheduling that the framework allows. Implementations using the CSC engine show that performance can be improved up to 5 times faster than previous works, as a result of exploiting parallelism

МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ УЗГОДЖЕНОГО ПЛАНУВАННЯ

Сучасні процеси глобалізації, економічної конкуренції потребують суттєвого підвищення вимог до професійного рівня менеджерів вищої ланки, що керують діяльністю міжнародних корпорацій, регіональних економік, галузевих міністерств тощо. Їх ефективна діяльність неможлива без використання основних наукових доробок та відповідного програмного забезпечення, що реалізують основний якісний закон управління складними організаційно-виробничими системами – закон узгодженого управління (планування), коли управлінські рішення на верхньому рівні враховують інтереси, що можуть не збігатися, або бути навіть антагоністичними у організаційно-виробничих підсистемах, зв’язаних певною структурою взаємних відносин в межах єдиної організаційно-виробничої складної системи. В даній роботі розглядається дворівнева організаційно-виробнича система, яка в термінах загально відомої теорії активних систем задається як “центр прийняття рішень → елементи (організаційно-виробничої підсистеми)”. Формальні моделі елементів розглядаються двох класів – лінійні неперервні та дискретні – агреговані моделі виробництва, що належать до одного класу NP-складних одноетапних задач календарного планування. Для обох типів моделей елементів приводяться компромісні критерії і відповідні їм методи побудови компромісних рішень, що основані на результатах проф. Павлова О. А. для багатоцільового лінійного програмування, як наслідок його теоретичних досліджень для задач дискретної оптимізації в умовах невизначеності, та створеної їм та його учнями теорії ПДС-алгоритмів, тобто алгоритмів, що містять поліноміальні підалгоритми побудови допустимих розв’язків, що задовольняють теоретично обґрунтованим достатнім ознакам оптимальності. В цій роботі використовується ПДС-алгоритм для NP-складної задачі теорії розкладів – “Мінімізація зваженого сумарного моменту завершення виконання робіт на одному пристрої з обмеженням на послідовність виконання робіт, заданим орієнтованим ациклічним графом”

The 22q11.2 region regulates presynaptic gene-products linked to schizophrenia

How the 22q11.2 deletion predisposes to psychiatric disease is unclear. Here, the authors examine living human neuronal cells and show that 22q11.2 regulates the expression of genes linked to autism during early development, and genes linked to schizophrenia and synaptic biology in neurons. It is unclear how the 22q11.2 deletion predisposes to psychiatric disease. To study this, we generated induced pluripotent stem cells from deletion carriers and controls and utilized CRISPR/Cas9 to introduce the heterozygous deletion into a control cell line. Here, we show that upon differentiation into neural progenitor cells, the deletion acted in trans to alter the abundance of transcripts associated with risk for neurodevelopmental disorders including autism. In excitatory neurons, altered transcripts encoded presynaptic factors and were associated with genetic risk for schizophrenia, including common and rare variants. To understand how the deletion contributed to these changes, we defined the minimal protein-protein interaction network that best explains gene expression alterations. We found that many genes in 22q11.2 interact in presynaptic, proteasome, and JUN/FOS transcriptional pathways. Our findings suggest that the 22q11.2 deletion impacts genes that may converge with psychiatric risk loci to influence disease manifestation in each deletion carrier.Peer reviewe

Search for Physics beyond the Standard Model in Events with Overlapping Photons and Jets

Results are reported from a search for new particles that decay into a photon and two gluons, in events with jets. Novel jet substructure techniques are developed that allow photons to be identified in an environment densely populated with hadrons. The analyzed proton-proton collision data were collected by the CMS experiment at the LHC, in 2016 at root s = 13 TeV, and correspond to an integrated luminosity of 35.9 fb(-1). The spectra of total transverse hadronic energy of candidate events are examined for deviations from the standard model predictions. No statistically significant excess is observed over the expected background. The first cross section limits on new physics processes resulting in such events are set. The results are interpreted as upper limits on the rate of gluino pair production, utilizing a simplified stealth supersymmetry model. The excluded gluino masses extend up to 1.7 TeV, for a neutralino mass of 200 GeV and exceed previous mass constraints set by analyses targeting events with isolated photons.Peer reviewe

Measurement of b jet shapes in proton-proton collisions at root s=5.02 TeV

We present the first study of charged-hadron production associated with jets originating from b quarks in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 5.02 TeV. The data sample used in this study was collected with the CMS detector at the CERN LHC and corresponds to an integrated luminosity of 27.4 pb(-1). To characterize the jet substructure, the differential jet shapes, defined as the normalized transverse momentum distribution of charged hadrons as a function of angular distance from the jet axis, are measured for b jets. In addition to the jet shapes, the per-jet yields of charged particles associated with b jets are also quantified, again as a function of the angular distance with respect to the jet axis. Extracted jet shape and particle yield distributions for b jets are compared with results for inclusive jets, as well as with the predictions from the pythia and herwig++ event generators.Peer reviewe

Measurement of the top quark forward-backward production asymmetry and the anomalous chromoelectric and chromomagnetic moments in pp collisions at √s = 13 TeV

Abstract The parton-level top quark (t) forward-backward asymmetry and the anomalous chromoelectric (d̂ t) and chromomagnetic (μ̂ t) moments have been measured using LHC pp collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, collected in the CMS detector in a data sample corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb−1. The linearized variable AFB(1) is used to approximate the asymmetry. Candidate t t ¯ events decaying to a muon or electron and jets in final states with low and high Lorentz boosts are selected and reconstructed using a fit of the kinematic distributions of the decay products to those expected for t t ¯ final states. The values found for the parameters are AFB(1)=0.048−0.087+0.095(stat)−0.029+0.020(syst),μ̂t=−0.024−0.009+0.013(stat)−0.011+0.016(syst), and a limit is placed on the magnitude of | d̂ t| < 0.03 at 95% confidence level. [Figure not available: see fulltext.