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701

RAG-based data extraction : Mining information from second-life battery documents

Edström, Jesper January 2024 (has links)
With the constant evolution of Large Language Models (LLMs), methods for minimizing hallucinations are being developed to provide more truthful answers. By using Retrieval-Augmented Generation (RAG), external data can be provided to the model on which its answers should be based. This project aims at using RAG for a data extraction pipeline specified for second-life batteries. By pre-defining the prompts the user may only provide the documents that are wished to be analyzed, this is to ensure that the answers are in the correct format for further data processing. To process different document types, initial labeling takes place before more specific extraction suitable for the document can be applied. Best performance is achieved by grouping questions that allow the model to reason around what the relevant questions are so that no hallucinations occur. Regardless of whether there are two or three document types, the model performs equally well, and it is clear that a pipeline of this type is well suited to today's models. Further improvements can be achieved by utilizing models containing a larger context window and initially using Optical Character Recognition (OCR) to read text from the documents.
702

Wissenschaftskarrieren in der Leibniz-Gemeinschaft und das Einflusspotenzial von egalitärem Elternzeit-Modell, familienorientiertem Arbeitsplatz und flexiblen Frauenquoten als Gleichstellungsmaßnahmen

Backhaus-Nousch, Katja 19 July 2016 (has links) (PDF)
Ein ausgewogenes Geschlechterverhältnis verbessert die Leistungsfähigkeit von Teams, das ökonomische Wachstum von Unternehmen und deren Innovationsfähigkeit (vgl. Europäische Kommission 2011a, S. 4f; vgl. auch Corkery & Taylor 2012, S. 9). Obwohl in vielen Organisationen und Unternehmen diese Fakten mittlerweile bekannt sind, ist das Potenzial eines ausgewogenen Frauen- und Männeranteils in mittleren und hohen Karrierestufen nach wie vor unzureichend erschlossen. So zeigen die Daten des Statistischen Bundesamtes für das Jahr 2014, dass in akademischen und wissenschaftlichen Karrierewegen der Anteil an Frauen in Positionen mit steigendem Qualifikationsniveau und Status kontinuierlich abnimmt, und dies trotz der heute stark angeglichenen Ausbildungsqualifizierung von Frauen und Männern. In den höchsten Ebenen im Wissenschaftsbereich sind nur noch wenige Frauen vertreten (vgl. Statistisches Bundesamt 2014b, S. 3). Differenzen im Karriereverlauf von Frauen und Männern finden sich also bis heute in der Wissenschaft. Doch was sind die Gründe für diesen Scherenverlauf der Karrierewege von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Deutschland? Die Gründe liegen in einem Zusammenspiel kleinerer Vor- und Nachteile im gesamten Umfeld der Geschlechter, wie Ulmi und Maurer (2005, S. 35) resümieren. Denn grundsätzlich belegen Studienergebnisse, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter identischen Rahmenbedingungen gleich produktiv sind (vgl. Andresen, Oppen & Simon 1999, S. 24). Ein einzelner Faktor oder Zeitpunkt kann somit für die im Verlauf auseinanderklaffenden Karrieren von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern nicht herangezogen werden. Bisher finden sich in der einschlägigen Literatur nur wenige Studien, die bei der Analyse von Wissenschaftskarrieren das Zusammenwirken von institutionellen Rahmenbedingungen sowie die Subjektseite berücksichtigen, wenngleich dieser Kombination beider Perspektiven eine bedeutende Rolle zukommt (vgl. Andresen et al. 1999, S. 40; vgl. auch Döge & Behnke 2004). Zudem fokussieren vorhandene Untersuchungen weitestgehend auf den Karriereverlauf nach einer kindbedingten Erwerbungsunterbrechung (u. a. Bauer, T. 2000; Krimmer, Stallmann, Behr & Zimmer 2003; Brandt 2012). Die vorliegende Studie analysiert unter Berücksichtigung beider Perspektiven die karrierebeeinflussenden – meritokratischen, individuellen und strukturellen – Einflussfaktoren von Wissenschaftskarrieren am Beispiel der Leibniz-Gemeinschaft als erste nicht-universitäre Wissenschaftsorganisation in Deutschland, die im Jahr 2012 flexible Zielquoten für Frauen einführte (vgl. Leibniz-Gemeinschaft 2013a, S. 1). Gleichzeitig werden Geschlechterunterschiede in Bezug auf die Faktorengruppen bzw. im wissenschaftlichen Karriereverlauf herausgearbeitet. Mit Blick auf die bestehende Unterrepräsentation von Frauen in höheren wissenschaftlichen Führungsebenen sollen des Weiteren die Gründe für den geringen Frauenanteil in höheren Positionen im Wissenschaftsbereich und zudem die Nutzungs- und Akzeptanzmuster von egalitärem Elternzeit-Modell, familienorientiertem Arbeitsplatz und flexiblen Frauenquoten auf der Mikro-, Meso- und Makroebene als Maßnahmen für mehr Geschlechtergleichstellung im Wissenschaftsbereich analysiert werden. Zur Erforschung des Studienthemas werden quantitative und qualitative Erhebungsverfahren kombiniert. Denn erst durch das Zusammenspiel qualitativer und quantitativer Methoden erhält man ein verlässliches Gesamtbild des zu untersuchenden sozialen Gegenstandes (vgl. Diekmann 2009, S. 543). Während die Daten der Online-Befragung unter allen Beschäftigten der Leibniz-Gemeinschaft (Vollerhebung) die Basis für allgemeine Aussagen in Bezug auf Wissenschaftskarrieren in der Leibniz-Gemeinschaft liefern und gleichzeitig mit ihnen die aufgestellten Hypothesen überprüft werden, vertiefen die vier durchgeführten leitfadengestützten Interviews mit Leibniz-Wissenschaftlerinnen und ihren Partnern die quantitativen Daten und unterfüttern sie exemplarisch mit individuellen Aussagen zum Forschungsthema. Bei den meritokratischen Faktoren bestätigen die gewonnenen Daten statistisch signifikant die Annahme, dass eine hohe Publikationsproduktivität der stärkste Karrieremotor für eine Wissenschaftskarriere ist. Dies gilt einerseits für das Erreichen einer höheren Position sowie auch für den erfolgreichen Durchlauf der Qualifizierungsphasen von der Promotion bis hin zur Habilitation und Professur. Aber auch die Bedeutsamkeit von Auslandsaufenthalten und Mitgliedschaften in Fachgesellschaften als karrierefördernde Faktoren konnte bestätigt werden, wenngleich deren Einflussstärke hinter der von Publikationen zurückbleibt. Des Weiteren zeigt die Datenlage, dass die befragten Wissenschaftlerinnen nicht immer die gleichen Karrierechancen im Wissenschaftsbereich wie ihre männlichen Kollegen – trotz gleicher Leistungen und Erfahrungen – haben. So bleibt unter Kontrolle des Alters trotz gleicher Publikationsanzahl und Anzahl an Mitgliedschaften bei der erreichten Position ein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern zugunsten der Männer bestehen. Bei den strukturellen Faktoren haben sich die geschlechtsspezifische Fächerwahl (Fächergruppe), die Anzahl familienfreundlicher Unterstützungsmaßnahmen am Arbeitsplatz und die Akzeptanz von Frauenquoten in dieser Studie als Erklärungsvariable für den Scherenverlauf der Wissenschaftskarrieren der Geschlechter nicht bestätigt. Bei den individuellen Faktoren wird die Arbeitgeberorientierung (vgl. Vogt 2010) von Frauen und Männern ausgeschlossen. Ein individueller Faktor, der jedoch messbar einen Erklärungsanteil in dieser Studie einnimmt, ist der Faktor Kind bzw. das Vorhandensein von Kindern. Die Ergebnisse der Online-Befragung zeigen, dass in Bezug auf die Wissenschaftskarriere kinderlose Befragte erfolgreicher als Befragte mit Kind(ern) sind. Zudem gibt es Geschlechterunterschiede: Väter sind gegenüber Müttern hinsichtlich ihrer erreichten Position erfolgreicher. Folglich kann es nicht die Elternschaft per se sein, die eine Wissenschaftskarriere beeinflusst. Studien konnten einen direkt messbaren Einkommensnachteil für Frauen bzw. Karriereknick durch die (längere) Inanspruchnahme einer Elternzeit nachweisen (vgl. Ruhm 1998; vgl. auch Boll 2009; Busch 2013a; Brandt 2012), sodass die Ergebnisse zur Elternzeit als Einflussfaktor auf Wissenschaftskarrieren betrachtet werden müssen. In diesem Zusammenhang werden ebenso die Resultate zum egalitären Elternzeit-Modell als potenzielle Gleichstellungsmaßnahme bedeutsam. Insgesamt geht mit der Familiengründung ein gemeinsamer, aber langer Entscheidungsprozess für das Elternzeit-Modell (Verteilung der Elternzeitmonate zwischen den Partnern) in der Zweierbeziehung einher. Die Stärke der egalitären Einstellung, das Bildungsniveau oder der Karriereerfolg einer Person haben keinen Einfluss auf die Elternzeitdauer. Auch das Einkommen bestätigt sich durch die Daten nicht – im Kontrast zu vorhergehenden Studien (u. a. Hyde, Essex & Horton 1993; O’Brien 2009), die das Einkommen als Haupteinflussfaktor für die Inanspruchnahme der Elternzeit durch Väter belegen. In der vorliegenden Arbeit war den interviewten Männern eher die Unterstützung vom Vorgesetzten bzw. des Kollegenkreises zur Inanspruchnahme einer (längeren) Elternzeit wichtig. Die Unternehmenskultur ist somit eine Voraussetzung für die Wahl des Elternzeit-Modells. Besonders interessant bei den Ergebnissen der Online-Befragung zur Elternzeitdauer ist die über dem deutschen Durchschnitt (6 Monate in der Studie versus 3 Monate deutschlandweit; vgl. Fegert et al. 2011, S. 5) liegende Elternzeitdauer der Männer. Es verdeutlicht, dass auf der Mikroebene bei Vätern in der Leibniz-Gemeinschaft bereits modernere Geschlechterrollenorientierungen vorliegen. Auf der anderen Seite wurde durch die Datenlage bestätigt, dass eine längere Elternzeitdauer negativ mit der Karrierephase der befragten Männer korreliert (ein nachteiliger Karriereeffekt wurde auch in den Interviews mit den Vätern durch ihre persönlichen Erfahrungen bestätigt), während sie einen positiven Einfluss auf die Karrierephase bei Frauen hat. Als Erklärung kommt der Zeitpunkt der Familiengründung und folglich der Elternzeit infrage. Eine längere Elternzeit bei einer bereits fortgeschrittenen Karriere bei Frauen würde einen positiven Zusammenhang aufzeigen, während bei Männern der umgekehrte Fall vorliegen könnte. Es bleibt zu prüfen, ob weitere Untersuchungen die genannten Ergebnisse stützen können und ob sich ein egalitäres Elternzeit-Modell im Alltag durchsetzen kann, wenn Männer Karrierenachteile erfahren oder fürchten. Die tägliche Vereinbarkeit von Familie und Beruf ist für beide Geschlechter nicht einfach, sodass die befragten Frauen und Männer einige familienbedingte Spannungen am Arbeitsplatz verspüren. Ein familienorientierter Arbeitsplatz kann hier als Gleichstellungsmaßnahme auf der Mesoebene dazu beitragen beide Lebensbereiche zu vereinbaren: Die Daten belegen, dass Unterstützungsmaßnahmen zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf signifikant die Anzahl an familienbedingten Spannungen am Arbeitsplatz reduzieren. Die Anzahl an Maßnahmen zur Unterstützung der Vereinbarkeit von Familie und Beruf ist dabei zwischen den Leibniz-Einrichtungen unterschiedlich, wobei Einrichtungen mit eher vielen Beschäftigten auch (eher) viele Unterstützungsmaßnahmen aufweisen. Der Großteil der Beschäftigten bei der Leibniz-Gemeinschaft ist über die in 2012 eingeführten flexiblen Frauenquoten uninformiert, welche als dritte Gleichstellungsmaßnahme in der Studie untersucht wurden. Weiterhin lehnen Männer die Einführung von Frauenquoten signifikant stärker ab als Frauen. Auf der anderen Seite wünschen sich stärker egalitär eingestellte Personen eher die Einführung von Frauenquoten als Maßnahme für mehr Chancengleichheit von Frauen und Männern im Wissenschaftsbereich als weniger egalitär eingestellte Personen. Werden Frauenquoten eingeführt, so wünschen sich die Befragten, dass diese ambitioniert, aber realistisch zu erreichen sind und mit einem entsprechenden Monitoring begleitet werden. Insgesamt besteht eine generelle Skepsis gegenüber Frauenquoten, wie in den Interviews und bei der Online-Befragung ersichtlich wird. Zur Erhöhung des Frauenanteils in wissenschaftlichen Führungspositionen wird durch die Daten belegt, dass eine Quotierung nur hilfreich ist, wenn „zugleich Führung und Verantwortung in Job und Familie miteinander vereinbar werden“ (vgl. Boll 2012, S. 650). Mit Blick auf die vorgestellten Studienergebnisse wird deutlich, dass Geschlechtergleichstellung in der Wissenschaft noch nicht erreicht ist. Damit Frauen in der Wissenschaft die gleichen Chancen wie Männer haben, müssen verschiedene Stellschrauben bewegt werden: Auf der Makroebene haben Frauenquoten das Potenzial die weibliche Repräsentanz zu erhöhen, um über paritätisch besetzte Auswahlgremien geschlechtergerechtere Auswahl- und Einstellungsverfahren anzustoßen, denn aufgrund einer weiblichen Unterrepräsentanz in diesen Gremien kann es zu einer Geschlechterverzerrung bei der Nachbesetzung kommen, wie van den Brink (2010) in ihrer Studie in den Niederlanden beweisen konnte. Auf der Mesoebene muss die Geschlechtergleichstellung im Wissenschaftsbereich durch familienpolitische Maßnahmen unterstützt werden. Es sind familienorientierte Arbeitsplätze für eine noch stärkere Vereinbarkeit von Familie und Beruf vonnöten, um einen gesellschaftlichen Verhaltenswandel auf der Makroebene herbeizuführen und um gleichzeitig auf der Mikroebene das innerfamiliäre Engagement beider Partner anzugleichen. Denn Gleichstellung muss auch privat gelebt werden, damit sie sich im Berufsalltag bzw. in unserer Gesellschaft durchsetzen kann.
703

La Mer caspienne et le droit international / The Caspian sea and the international law

Guliyev, Khagani 08 February 2013 (has links)
La mer Caspienne qui est devenue l’objet du droit international depuis le XVIIIe siècle n’a jamais connu un statut juridique précis. Cet espace dont la nature aquatique fait l’objet de divergence était dominé par l’URSS jusqu’en 1991. Cependant, à la suite de la disparition de l’URSS, la mer Caspienne - désormais entourée de cinq États riverains (Azerbaïdjan, Iran,Kazakhstan, Russie et Turkménistan) – a fait sa réapparition sur la scène internationale, surtout en raison de ses riches ressources naturelles. C’est précisément dans ces conditions que la question de la situation juridique de la mer Caspienne au regard du droit international s’est posée à la fin du XXe siècle. Il convient donc de former un régime juridique de la mer Caspienne adéquat et durable à long terme et de trouver des solutions pour le règlement desdifférends juridiques entre les États caspiens. / The Caspian Sea which has become the object of international law since the eighteenth century has never had a clear legal status. This space of which the aquatic nature is not defined was dominated by the Soviet Union until 1991. However, following the collapse of the USSR, the Caspian Sea - now surrounded by five littoral States (Azerbaijan, Iran, Kazakhstan, Russia and Turkmenistan) - has re-emerged on the international scene, especially because of its rich natural resources. It is precisely in these circumstances that the question of legal status of the Caspian Sea under international law arose in the late twentieth century. Therefore, it is necessary to form an adequate and sustainable long-term legal regime of theCaspian Sea and to find solutions for the settlement of legal disputes between the Caspian States.
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Génération dynamique de code pour l'optimisation énergétique / Online Auto-Tuning for Performance and Energy through Micro-Architecture Dependent Code Generation

Endo, Fernando Akira 18 September 2015 (has links)
Dans les systèmes informatiques, la consommation énergétique est devenue le facteur le plus limitant de la croissance de performance observée pendant les décennies précédentes. Conséquemment, les paradigmes d'architectures d'ordinateur et de développement logiciel doivent changer si nous voulons éviter une stagnation de la performance durant les décennies à venir.Dans ce nouveau scénario, des nouveaux designs architecturaux et micro-architecturaux peuvent offrir des possibilités d'améliorer l'efficacité énergétique des ordinateurs, grâce à la spécialisation matérielle, comme par exemple les configurations de cœurs hétérogènes, des nouvelles unités de calcul et des accélérateurs. D'autre part, avec cette nouvelle tendance, le développement logiciel devra faire face au manque de portabilité de la performance entre les matériels toujours en évolution et à l'écart croissant entre la performance exploitée par les programmeurs et la performance maximale exploitable du matériel. Pour traiter ce problème, la contribution de cette thèse est une méthodologie et la preuve de concept d'un cadriciel d'auto-tuning à la volée pour les systèmes embarqués. Le cadriciel proposé peut à la fois adapter du code à une micro-architecture inconnue avant la compilation et explorer des possibilités d'auto-tuning qui dépendent des données d'entrée d'un programme.Dans le but d'étudier la capacité de l'approche proposée à adapter du code à des différentes configurations micro-architecturales, j'ai développé un cadriciel de simulation de processeurs hétérogènes ARM avec exécution dans l'ordre ou dans le désordre, basé sur les simulateurs gem5 et McPAT. Les expérimentations de validation ont démontré en moyenne des erreurs absolues temporels autour de 7 % comparé aux ARM Cortex-A8 et A9, et une estimation relative d'énergie et de performance à 6 % près pour le benchmark Dhrystone 2.1 comparée à des CPUs Cortex-A7 et A15 (big.LITTLE). Les résultats de validation temporelle montrent que gem5 est beaucoup plus précis que les simulateurs similaires existants, dont les erreurs moyennes sont supérieures à 15 %.Un composant important du cadriciel d'auto-tuning à la volée proposé est un outil de génération dynamique de code, appelé deGoal. Il définit un langage dédié dynamique et bas-niveau pour les noyaux de calcul. Pendant cette thèse, j'ai porté deGoal au jeu d'instructions ARM Thumb-2 et créé des nouvelles fonctionnalités pour l'auto-tuning à la volée. Une validation préliminaire dans des processeurs ARM ont montré que deGoal peut en moyenne générer du code machine avec une qualité équivalente ou supérieure comparé aux programmes de référence écrits en C, et même par rapport à du code vectorisé à la main.La méthodologie et la preuve de concept de l'auto-tuning à la volée dans des processeurs embarqués ont été développées autour de deux applications basées sur noyau de calcul, extraits de la suite de benchmark PARSEC 3.0 et de sa version vectorisée à la main PARVEC.Dans l'application favorable, des accélérations de 1.26 et de 1.38 ont été observées sur des cœurs réels et simulés, respectivement, jusqu'à 1.79 et 2.53 (toutes les surcharges dynamiques incluses).J'ai aussi montré par la simulation que l'auto-tuning à la volée d'instructions SIMD aux cœurs d'exécution dans l'ordre peut surpasser le code de référence vectorisé exécuté par des cœurs d'exécution dans le désordre similaires, avec une accélération moyenne de 1.03 et une amélioration de l'efficacité énergétique de 39 %.L'application défavorable a été choisie pour montrer que l'approche proposée a une surcharge négligeable lorsque des versions de noyau plus performantes ne peuvent pas être trouvées.En faisant tourner les deux applications sur les processeurs réels, la performance de l'auto-tuning à la volée est en moyenne seulement 6 % en dessous de la performance obtenue par la meilleure implémentation de noyau trouvée statiquement. / In computing systems, energy consumption is limiting the performance growth experienced in the last decades. Consequently, computer architecture and software development paradigms will have to change if we want to avoid a performance stagnation in the next decades.In this new scenario, new architectural and micro-architectural designs can offer the possibility to increase the energy efficiency of hardware, thanks to hardware specialization, such as heterogeneous configurations of cores, new computing units and accelerators. On the other hand, with this new trend, software development should cope with the lack of performance portability to ever changing hardware and with the increasing gap between the performance that programmers can extract and the maximum achievable performance of the hardware. To address this issue, this thesis contributes by proposing a methodology and proof of concept of a run-time auto-tuning framework for embedded systems. The proposed framework can both adapt code to a micro-architecture unknown prior compilation and explore auto-tuning possibilities that are input-dependent.In order to study the capability of the proposed approach to adapt code to different micro-architectural configurations, I developed a simulation framework of heterogeneous in-order and out-of-order ARM cores. Validation experiments demonstrated average absolute timing errors around 7 % when compared to real ARM Cortex-A8 and A9, and relative energy/performance estimations within 6 % for the Dhrystone 2.1 benchmark when compared to Cortex-A7 and A15 (big.LITTLE) CPUs.An important component of the run-time auto-tuning framework is a run-time code generation tool, called deGoal. It defines a low-level dynamic DSL for computing kernels. During this thesis, I ported deGoal to the ARM Thumb-2 ISA and added new features for run-time auto-tuning. A preliminary validation in ARM processors showed that deGoal can in average generate equivalent or higher quality machine code compared to programs written in C, including manually vectorized codes.The methodology and proof of concept of run-time auto-tuning in embedded processors were developed around two kernel-based applications, extracted from the PARSEC 3.0 suite and its hand vectorized version PARVEC. In the favorable application, average speedups of 1.26 and 1.38 were obtained in real and simulated cores, respectively, going up to 1.79 and 2.53 (all run-time overheads included). I also demonstrated through simulations that run-time auto-tuning of SIMD instructions to in-order cores can outperform the reference vectorized code run in similar out-of-order cores, with an average speedup of 1.03 and energy efficiency improvement of 39 %. The unfavorable application was chosen to show that the proposed approach has negligible overheads when better kernel versions can not be found. When both applications run in real hardware, the run-time auto-tuning performance is in average only 6 % way from the performance obtained by the best statically found kernel implementations.
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Experimental investigation of multi-component jets issuing from model pipeline geometries with application to hydrogen safety

Soleimani nia, Majid 21 December 2018 (has links)
Development of modern safety standards for hydrogen storage infrastructure requires fundamental insight into the physics of buoyant gas dispersion into ambient air. Also, from a practical engineering stand-point, flow patterns and dispersion of gas originating from orifices in the side wall of circular pipe or storage tank need to be studied. In this thesis, novel configurations were considered to investigate the evolution of turbulent jets issuing from realistic pipeline geometries. First, the effect of jet densities and Reynolds numbers on vertical jets were investigated, as they emerged from the side wall of a circular pipe, through a round orifice. The resulting jet flow was thus issued through a curved surface from a source whose original velocity components were nearly perpendicular to the direction of the ensuing jets. Particle image velocimetry (PIV) and planar laser-induced fluorescence (PLIF) techniques were employed simultaneously to provide instantaneous and time-averaged flow fields of velocity and concentration. The realistic flow arrangement resulted in an asymmetric flow pattern and a significant deflection from the vertical axis of jets. The deflection was influenced by buoyancy, where heavier gases deflected more than lighter gases. These realistic jets experienced faster velocity decay, and asymmetric jet spreading compared to round jets due to significant turbulent mixing in their near field. In addition to that, horizontal multi-component jets issuing from a round orifice on the side wall of a circular tube were also investigated experimentally by the means of simultaneous velocity and concentration measurements. A range of Reynolds numbers and gas densities were considered to study the effects of buoyancy and asymmetry on the resulting flow structure. The realistic pipeline jets were always exhibited an asymmetry structure and found to deflect about the jet's streamwise axis in the near field. In the far field, the buoyancy dominated much closer to the orifice than expected in the axisymmetric round jet due to the realistic leak geometry along with the pipeline orientation considered in this study. In general, significant differences were found between the centreline trajectory, spreading rate, and velocity decay of conventional horizontal round axisymmetric jets issuing through flat plates and the pipeline leak-representative jets considered in the present study. Finally, the dispersion of turbulent multi-component jets issuing from high-aspect-ratio slots on the side wall of a circular tube were studies experimentally by employing simultaneous PIV and PLIF techniques. Two transversal & longitudinal oblong geometries in respect to the longitudinal axes of the tube , and with an aspect ratio of 10 were considered in this study. Both horizontal and vertical orientations along with broad range of Reynolds numbers and gas densities were considered to investigate the effects of buoyancy and asymmetry on the resulting flow structure. The ensuing jets were found to deflect along the jet streamwise axis, once more, due to the realistic pipeline leak-representative configuration. It was also found that increases in aspect ratio of these realistic jets caused a reduction in the angle of deflection, jet centreline decay rates and the width growth on both velocity and scalar fields compared to their round jets counterparts, most notably in the far field. These findings indicate that conventional jets (those that are issuing through flat surfaces) assumptions are inadequate to predict gas concentration, entrainment rates and, consequently, the extent of the flammability envelope of realistic gas leaks. Thus, extreme caution is required when using conventional jet assumptions to describe the physics of a buoyant jet emitted from realistic geometries. / Graduate
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Desenvolvimento de um algoritmo morfológico para detecção e classificação de lesões em imagens de mamografia

LIMA, Sidney Marlon Lopes de 25 February 2016 (has links)
Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-23T14:02:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese-completa-Sidney_Lima_v21.pdf: 4757211 bytes, checksum: 205170db8b002cc2ab72255ab77628a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T14:02:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese-completa-Sidney_Lima_v21.pdf: 4757211 bytes, checksum: 205170db8b002cc2ab72255ab77628a3 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / REUNI / O câncer de mama é a principal causa de morte de mulheres adultas por câncer no mundo. Do ponto de vista clínico, a mamografia é ainda a mais efetiva tecnologia de diagnóstico do câncer de mama, dada a grande difusão de uso e interpretações dessas imagens. De acordo com o estado da arte da classificação de lesões em mamogramas, as wavelets têm apresentado os melhores resultados do ponto de vista da taxa de classificação, quando utilizadas como etapa de préprocessamento que decompõe a imagem original em imagens de detalhes (verticais, horizontais e diagonais) e aproximações para, a partir dessas imagens componentes, serem extraídos atributos de textura. Neste trabalho, propõe-se a Decomposição baseada em Aproximações Morfológicas em regiões de interesse em mamogramas. O método proposto tem por base a decomposição inspirada em wavelets que emprega filtros não lineares passa-baixas e passa-altas, baseados em aberturas e fechamentos, que por sua vez são construídos a partir dos operadores morfológicos clássicos de erosão e dilatação. Neste trabalho, são propostas aproximações aritméticas para esses dois operadores morfológicos clássicos, substituindo os desvios condicionais, presentes na Morfologia Matemática, por operações aritméticas de somas, subtrações e multiplicações, computacionalmente mais rápidas. O trabalho proposto compara o tempo estimado de execução entre as aproximações aritméticas propostas e as operações morfológicas clássicas utilizando a notação Big-Oh e também faz uso de estimativas baseadas em arquitetura de hardware pipeline. Em todas as estimativas e cenários reais, as aproximações morfológicas propostas são mais rápidas do que a morfologia clássica. Além disso, por não empregar unidade de hardware em ambiente pipeline para tratamento de desvios condicionais, as aproximações morfológicas propostas se tornam uma solução mais barata, ocupa menos espaço, mais propícia à miniaturização, consome menos energia e reduz o número de codificações da UC (Unidade de Controle). Logo, as Aproximações Morfológicas criadas são superiores à morfologia clássica nos principais requisitos para o bom funcionamento do hardware. Quanto à classificação, a Decomposição baseada em Aproximações Morfológicas alcança um desempenho médio de 84,65% na distinção entre casos normais, benignos e malignos. Os classificadores empregados são redes neurais ELM e SVM, cujas classes são definidas de acordo com os critérios da American College of Radiology. Foram usadas 355 imagens de mama adiposa da base de dados IRMA, com 233 casos normais, 66 benignos e 56 malignos. Como método de tratamento da base de dados, foram estudados pesos ponderando a fronteira de decisão das redes neurais. / According to the World Health Organization, breast cancer is the main cause of death of women round the world. From the clinical point of view, mammography is still the most effective diagnostic technology, given the wide diffusion of the use and interpretation of these images. According the state-of-the-art lesions classification on mammograms, wavelets have produced the best results from the viewpoint of precision, when used as a preprocessing step that decomposes the original image into approximation and detail images (vertical, horizontal and diagonal) in order to, from these components images, extract shape or texture attributes. This work proposes the decomposition Morphological-based in regions of interest on mammograms. The proposed method is inspired on wavelets decomposition employing nonlinear low-pass and high-pass filters, based on openings and closings, which are constructed from classical morphological operators of erosion and dilation. In this work, we propose approaches of classical morphology, replacing the conditional branches, present in Mathematical Morphology, by arithmetic operations of addition, subtraction and multiplication, computationally faster. The proposed work compares the estimated run time of proposed arithmetic approximations and classical morphological operations using Big-Oh notation and also the thesis uses notation based on pipeline hardware architecture. In all real scenarios, our morphological operations are faster than classical morphology. Also, by not employing hardware unit in pipeline environment for treating conditional branches, the proposed morphology approximation becomes a cheaper solution, occupies less space, more propitious to miniaturization, consumes less power, and reduces the Control Unit coding number. Then, our approaches of classical morphology are superior to classical morphology in key requirements of hardware solution. Regarding the classification, the proposed decomposition reaches an average performance of 84.65% in distinguishing normal, benign, and malignant cases. Classifiers are neural networks ELM and SVM, classes are defined according American College of Radiology criteria. They are employed 355 adipose breast images with 233 normal cases, 66 benign and 56 malignant. As database processing method, weights were studied considering the decision boundary of neural networks.
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Wissenschaftskarrieren in der Leibniz-Gemeinschaft und das Einflusspotenzial von egalitärem Elternzeit-Modell, familienorientiertem Arbeitsplatz und flexiblen Frauenquoten als Gleichstellungsmaßnahmen: Wissenschaftskarrieren und Gleichstellungsmaßnahmen

Backhaus-Nousch, Katja 07 June 2016 (has links)
Ein ausgewogenes Geschlechterverhältnis verbessert die Leistungsfähigkeit von Teams, das ökonomische Wachstum von Unternehmen und deren Innovationsfähigkeit (vgl. Europäische Kommission 2011a, S. 4f; vgl. auch Corkery & Taylor 2012, S. 9). Obwohl in vielen Organisationen und Unternehmen diese Fakten mittlerweile bekannt sind, ist das Potenzial eines ausgewogenen Frauen- und Männeranteils in mittleren und hohen Karrierestufen nach wie vor unzureichend erschlossen. So zeigen die Daten des Statistischen Bundesamtes für das Jahr 2014, dass in akademischen und wissenschaftlichen Karrierewegen der Anteil an Frauen in Positionen mit steigendem Qualifikationsniveau und Status kontinuierlich abnimmt, und dies trotz der heute stark angeglichenen Ausbildungsqualifizierung von Frauen und Männern. In den höchsten Ebenen im Wissenschaftsbereich sind nur noch wenige Frauen vertreten (vgl. Statistisches Bundesamt 2014b, S. 3). Differenzen im Karriereverlauf von Frauen und Männern finden sich also bis heute in der Wissenschaft. Doch was sind die Gründe für diesen Scherenverlauf der Karrierewege von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Deutschland? Die Gründe liegen in einem Zusammenspiel kleinerer Vor- und Nachteile im gesamten Umfeld der Geschlechter, wie Ulmi und Maurer (2005, S. 35) resümieren. Denn grundsätzlich belegen Studienergebnisse, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter identischen Rahmenbedingungen gleich produktiv sind (vgl. Andresen, Oppen & Simon 1999, S. 24). Ein einzelner Faktor oder Zeitpunkt kann somit für die im Verlauf auseinanderklaffenden Karrieren von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern nicht herangezogen werden. Bisher finden sich in der einschlägigen Literatur nur wenige Studien, die bei der Analyse von Wissenschaftskarrieren das Zusammenwirken von institutionellen Rahmenbedingungen sowie die Subjektseite berücksichtigen, wenngleich dieser Kombination beider Perspektiven eine bedeutende Rolle zukommt (vgl. Andresen et al. 1999, S. 40; vgl. auch Döge & Behnke 2004). Zudem fokussieren vorhandene Untersuchungen weitestgehend auf den Karriereverlauf nach einer kindbedingten Erwerbungsunterbrechung (u. a. Bauer, T. 2000; Krimmer, Stallmann, Behr & Zimmer 2003; Brandt 2012). Die vorliegende Studie analysiert unter Berücksichtigung beider Perspektiven die karrierebeeinflussenden – meritokratischen, individuellen und strukturellen – Einflussfaktoren von Wissenschaftskarrieren am Beispiel der Leibniz-Gemeinschaft als erste nicht-universitäre Wissenschaftsorganisation in Deutschland, die im Jahr 2012 flexible Zielquoten für Frauen einführte (vgl. Leibniz-Gemeinschaft 2013a, S. 1). Gleichzeitig werden Geschlechterunterschiede in Bezug auf die Faktorengruppen bzw. im wissenschaftlichen Karriereverlauf herausgearbeitet. Mit Blick auf die bestehende Unterrepräsentation von Frauen in höheren wissenschaftlichen Führungsebenen sollen des Weiteren die Gründe für den geringen Frauenanteil in höheren Positionen im Wissenschaftsbereich und zudem die Nutzungs- und Akzeptanzmuster von egalitärem Elternzeit-Modell, familienorientiertem Arbeitsplatz und flexiblen Frauenquoten auf der Mikro-, Meso- und Makroebene als Maßnahmen für mehr Geschlechtergleichstellung im Wissenschaftsbereich analysiert werden. Zur Erforschung des Studienthemas werden quantitative und qualitative Erhebungsverfahren kombiniert. Denn erst durch das Zusammenspiel qualitativer und quantitativer Methoden erhält man ein verlässliches Gesamtbild des zu untersuchenden sozialen Gegenstandes (vgl. Diekmann 2009, S. 543). Während die Daten der Online-Befragung unter allen Beschäftigten der Leibniz-Gemeinschaft (Vollerhebung) die Basis für allgemeine Aussagen in Bezug auf Wissenschaftskarrieren in der Leibniz-Gemeinschaft liefern und gleichzeitig mit ihnen die aufgestellten Hypothesen überprüft werden, vertiefen die vier durchgeführten leitfadengestützten Interviews mit Leibniz-Wissenschaftlerinnen und ihren Partnern die quantitativen Daten und unterfüttern sie exemplarisch mit individuellen Aussagen zum Forschungsthema. Bei den meritokratischen Faktoren bestätigen die gewonnenen Daten statistisch signifikant die Annahme, dass eine hohe Publikationsproduktivität der stärkste Karrieremotor für eine Wissenschaftskarriere ist. Dies gilt einerseits für das Erreichen einer höheren Position sowie auch für den erfolgreichen Durchlauf der Qualifizierungsphasen von der Promotion bis hin zur Habilitation und Professur. Aber auch die Bedeutsamkeit von Auslandsaufenthalten und Mitgliedschaften in Fachgesellschaften als karrierefördernde Faktoren konnte bestätigt werden, wenngleich deren Einflussstärke hinter der von Publikationen zurückbleibt. Des Weiteren zeigt die Datenlage, dass die befragten Wissenschaftlerinnen nicht immer die gleichen Karrierechancen im Wissenschaftsbereich wie ihre männlichen Kollegen – trotz gleicher Leistungen und Erfahrungen – haben. So bleibt unter Kontrolle des Alters trotz gleicher Publikationsanzahl und Anzahl an Mitgliedschaften bei der erreichten Position ein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern zugunsten der Männer bestehen. Bei den strukturellen Faktoren haben sich die geschlechtsspezifische Fächerwahl (Fächergruppe), die Anzahl familienfreundlicher Unterstützungsmaßnahmen am Arbeitsplatz und die Akzeptanz von Frauenquoten in dieser Studie als Erklärungsvariable für den Scherenverlauf der Wissenschaftskarrieren der Geschlechter nicht bestätigt. Bei den individuellen Faktoren wird die Arbeitgeberorientierung (vgl. Vogt 2010) von Frauen und Männern ausgeschlossen. Ein individueller Faktor, der jedoch messbar einen Erklärungsanteil in dieser Studie einnimmt, ist der Faktor Kind bzw. das Vorhandensein von Kindern. Die Ergebnisse der Online-Befragung zeigen, dass in Bezug auf die Wissenschaftskarriere kinderlose Befragte erfolgreicher als Befragte mit Kind(ern) sind. Zudem gibt es Geschlechterunterschiede: Väter sind gegenüber Müttern hinsichtlich ihrer erreichten Position erfolgreicher. Folglich kann es nicht die Elternschaft per se sein, die eine Wissenschaftskarriere beeinflusst. Studien konnten einen direkt messbaren Einkommensnachteil für Frauen bzw. Karriereknick durch die (längere) Inanspruchnahme einer Elternzeit nachweisen (vgl. Ruhm 1998; vgl. auch Boll 2009; Busch 2013a; Brandt 2012), sodass die Ergebnisse zur Elternzeit als Einflussfaktor auf Wissenschaftskarrieren betrachtet werden müssen. In diesem Zusammenhang werden ebenso die Resultate zum egalitären Elternzeit-Modell als potenzielle Gleichstellungsmaßnahme bedeutsam. Insgesamt geht mit der Familiengründung ein gemeinsamer, aber langer Entscheidungsprozess für das Elternzeit-Modell (Verteilung der Elternzeitmonate zwischen den Partnern) in der Zweierbeziehung einher. Die Stärke der egalitären Einstellung, das Bildungsniveau oder der Karriereerfolg einer Person haben keinen Einfluss auf die Elternzeitdauer. Auch das Einkommen bestätigt sich durch die Daten nicht – im Kontrast zu vorhergehenden Studien (u. a. Hyde, Essex & Horton 1993; O’Brien 2009), die das Einkommen als Haupteinflussfaktor für die Inanspruchnahme der Elternzeit durch Väter belegen. In der vorliegenden Arbeit war den interviewten Männern eher die Unterstützung vom Vorgesetzten bzw. des Kollegenkreises zur Inanspruchnahme einer (längeren) Elternzeit wichtig. Die Unternehmenskultur ist somit eine Voraussetzung für die Wahl des Elternzeit-Modells. Besonders interessant bei den Ergebnissen der Online-Befragung zur Elternzeitdauer ist die über dem deutschen Durchschnitt (6 Monate in der Studie versus 3 Monate deutschlandweit; vgl. Fegert et al. 2011, S. 5) liegende Elternzeitdauer der Männer. Es verdeutlicht, dass auf der Mikroebene bei Vätern in der Leibniz-Gemeinschaft bereits modernere Geschlechterrollenorientierungen vorliegen. Auf der anderen Seite wurde durch die Datenlage bestätigt, dass eine längere Elternzeitdauer negativ mit der Karrierephase der befragten Männer korreliert (ein nachteiliger Karriereeffekt wurde auch in den Interviews mit den Vätern durch ihre persönlichen Erfahrungen bestätigt), während sie einen positiven Einfluss auf die Karrierephase bei Frauen hat. Als Erklärung kommt der Zeitpunkt der Familiengründung und folglich der Elternzeit infrage. Eine längere Elternzeit bei einer bereits fortgeschrittenen Karriere bei Frauen würde einen positiven Zusammenhang aufzeigen, während bei Männern der umgekehrte Fall vorliegen könnte. Es bleibt zu prüfen, ob weitere Untersuchungen die genannten Ergebnisse stützen können und ob sich ein egalitäres Elternzeit-Modell im Alltag durchsetzen kann, wenn Männer Karrierenachteile erfahren oder fürchten. Die tägliche Vereinbarkeit von Familie und Beruf ist für beide Geschlechter nicht einfach, sodass die befragten Frauen und Männer einige familienbedingte Spannungen am Arbeitsplatz verspüren. Ein familienorientierter Arbeitsplatz kann hier als Gleichstellungsmaßnahme auf der Mesoebene dazu beitragen beide Lebensbereiche zu vereinbaren: Die Daten belegen, dass Unterstützungsmaßnahmen zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf signifikant die Anzahl an familienbedingten Spannungen am Arbeitsplatz reduzieren. Die Anzahl an Maßnahmen zur Unterstützung der Vereinbarkeit von Familie und Beruf ist dabei zwischen den Leibniz-Einrichtungen unterschiedlich, wobei Einrichtungen mit eher vielen Beschäftigten auch (eher) viele Unterstützungsmaßnahmen aufweisen. Der Großteil der Beschäftigten bei der Leibniz-Gemeinschaft ist über die in 2012 eingeführten flexiblen Frauenquoten uninformiert, welche als dritte Gleichstellungsmaßnahme in der Studie untersucht wurden. Weiterhin lehnen Männer die Einführung von Frauenquoten signifikant stärker ab als Frauen. Auf der anderen Seite wünschen sich stärker egalitär eingestellte Personen eher die Einführung von Frauenquoten als Maßnahme für mehr Chancengleichheit von Frauen und Männern im Wissenschaftsbereich als weniger egalitär eingestellte Personen. Werden Frauenquoten eingeführt, so wünschen sich die Befragten, dass diese ambitioniert, aber realistisch zu erreichen sind und mit einem entsprechenden Monitoring begleitet werden. Insgesamt besteht eine generelle Skepsis gegenüber Frauenquoten, wie in den Interviews und bei der Online-Befragung ersichtlich wird. Zur Erhöhung des Frauenanteils in wissenschaftlichen Führungspositionen wird durch die Daten belegt, dass eine Quotierung nur hilfreich ist, wenn „zugleich Führung und Verantwortung in Job und Familie miteinander vereinbar werden“ (vgl. Boll 2012, S. 650). Mit Blick auf die vorgestellten Studienergebnisse wird deutlich, dass Geschlechtergleichstellung in der Wissenschaft noch nicht erreicht ist. Damit Frauen in der Wissenschaft die gleichen Chancen wie Männer haben, müssen verschiedene Stellschrauben bewegt werden: Auf der Makroebene haben Frauenquoten das Potenzial die weibliche Repräsentanz zu erhöhen, um über paritätisch besetzte Auswahlgremien geschlechtergerechtere Auswahl- und Einstellungsverfahren anzustoßen, denn aufgrund einer weiblichen Unterrepräsentanz in diesen Gremien kann es zu einer Geschlechterverzerrung bei der Nachbesetzung kommen, wie van den Brink (2010) in ihrer Studie in den Niederlanden beweisen konnte. Auf der Mesoebene muss die Geschlechtergleichstellung im Wissenschaftsbereich durch familienpolitische Maßnahmen unterstützt werden. Es sind familienorientierte Arbeitsplätze für eine noch stärkere Vereinbarkeit von Familie und Beruf vonnöten, um einen gesellschaftlichen Verhaltenswandel auf der Makroebene herbeizuführen und um gleichzeitig auf der Mikroebene das innerfamiliäre Engagement beider Partner anzugleichen. Denn Gleichstellung muss auch privat gelebt werden, damit sie sich im Berufsalltag bzw. in unserer Gesellschaft durchsetzen kann.
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Proměny středoasijského regionálního komplexu energetické bezpečnosti po roce 1991: Případ plynovodu Turkmenistán - Čína / Transformations of the Central Asian Regional Energy Security Complex after 1991: The Case of the Turkmenistan - China Gas Pipeline

Lídl, Václav January 2020 (has links)
The presented doctoral thesis analyses energy security in the Central Asia region, with an emphasis on the natural gas sector. The research sought to answer the question of whether individual state actors in Central Asia are more inclined towards a strategic-oriented or market-oriented approach to energy policy in the formulation of their respective energy policy. Answering this research question aimed at better understanding the approach of individual state actors to large infrastructure projects, such as the construction of the Central Asia-China Gas Pipeline. A regional energy security complex of Central Asia was constructed for work purposes. In addition to the five Central Asian states, it also includes Russia and China as two major natural gas importers from the region. Based on theoretical literature, a model for assessing the natural gas sector in terms of the formulation of energy policy by individual state actors was developed. This model was subsequently applied to three case studies of key state actors within the Central Asian regional energy security complex. These are case studies on Turkmenistan, Russia and China. Applying the model's criteria to individual cases, the research concluded that for all three players in the Central Asian regional energy security complex, a...
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Speeding up the settling of switched-capacitor amplifier blocks in analog-to-digital converters

Sun, J. (Jia) 04 November 2019 (has links)
Abstract The goal of this dissertation was to study and model the settling transient response of switched-capacitor (SC) circuit, which is the most important building block of Analog-to-Digital converters (ADCs), and to improve the settling performance of the SC circuit implemented in ADC in CMOS technology. In the design of the SC circuit, there are common obstacles in obtaining a precise and fast settling with low power consumption. The main contribution of this thesis is to speed up different SC circuits without adding extra power consumption or to achieve the required settling precision with low power consumption. Two solutions to reduce the power consumption of SC integrators in sigma-delta (SD) ADCs were designed and verified by simulations. These implementations are based on the passive charge redistribution technique by injecting a precalculated open-loop charge in the output of the first integrator. The injected charge was implemented either by a continuous function of the input and feedback voltages or by quantizing to three levels. In both cases, the idea is to minimize the initial transient voltage in the input of the first OTA and hence bypass the slewing of the OTA. Another approach was proposed for the traditional SC residue circuit of the pipeline ADC, where a load capacitor is connected to the output during the evaluation phase. Here, a pre-charge of the load capacitance can be used. One proposed implementation is called the continuously controlled pre-charged technique. It pre-charges the load capacitor to the proper voltage during the previous phase, connects the pre-charged load capacitor to the output of the OTA during the evaluation phase, and hence pulls the charge sharing so that the initial input step of the OTA is instantaneously minimized. The other implementation called the minimal pre-charged method implemented for the SC residue circuit of the pipeline ADC is to simply pre-charge the load capacitor with the fixed existing voltage, minimized the spread of the initial input voltage. This proposed technique did not require any additional active components. / Tiivistelmä Kytkettyihin kapasitansseihin (SC-tekniikka) perustuvat vahvistimet ovat CMOS-tekniikkaan perustuvien analogia-digitaalimuuntimien (AD-muunnin) tärkeimpiä osia. Tämän väitöstyön tavoitteena oli tutkia ja mallittaa SC-tekniikkaan perustuvien vahvistinpiirien asettumisaikaa, ja etsiä piiriteknisiä keinoja asettumisajan nopeuttamiseksi. SC-piirien suunnittelun suurimpia ongelmia on saavuttaa tarkka ja nopea asettuminen mahdollisimman pienellä tehonkulutuksella. Tämän työn päätuloksina on joukko keinoja, joilla voidaan nopeuttaa SC-kytkettyjen vahvistimien asettumista ilman että niiden tehonkulutusta lisätään, tai saavuttaa aiempi suorituskyky pienemmällä tehonkulutuksella. Menetelmät perustuvat siihen, että SC-piirin passiivista varausjakautumista ohjataan niin, että vahvistimen tulosolmussa oleva transientti minimoituu, jolloin vahvistin ei ajaudu virtarajoitteiselle toiminta-alueelle, vaan sen asettuminen nopeutuu merkittävästi. Sigma-delta-tyyppiset AD-muuntimet koostuvat SC-integraattoreista, ja näiden asettumisen nopeuttamiseen kehitettiin ja varmennettiin simuloiden kaksi tapaa. Varauksen jakautumista autettiin syöttämällä erillisellä varauspumpulla transkonduktanssivahvistimen lähtösolmuun tietty, integraattorin tilasta ja tuloista riippuva varaus. Tällöin vahvistimen tulossa näkyvä alkutransientti pienenee, ja vahvistin ei ajaudu virtarajoitteiselle toiminta-alueelleen, jolloin sen asettumisvirhe pienenee merkittävästi. Varausinjektio toteutettiin kahdella eri tavalla: laskemalla tarvittava varaus joko jatkuvana funktiona tulosignaaleista, tai approksimoimalla sitä muutamalla diskreetillä tasolla. Pipeline-tyyppisissä AD-muuntimissa peruslohko koostuu SC-kytketystä vahvistimesta, jonka kuormakapasitanssi on kytkettynä vahvistimen lähtöön asettumisen aikana. Tämän kapasitanssin esivaraaminen sopivasti tarjoaa hyvin yksinkertaisen keinon ohjata varausjakautumista niin, että vahvistimen tulossa oleva transientti saadaan minimoitua ja toiminta virtarajoitteisessa moodissa vältettyä. Tässäkin tapauksessa kehitettiin ja varmennettiin kaksi vaihtoehtoista toteutusta. Ensimmäisessä kuormakapasitanssin esivarausjännite lasketaan tulosuureiden jatkuvana funktiona erillisellä summausvahvistimella. Toisessa, hyvin minimalistisessa ratkaisussa esivaraukseen käytetään kolmea käytettävissä olevaa kiinteää jännitettä. Tämä menetelmä ei vaadi lainkaan ylimääräisiä aktiivikomponentteja.
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Explainable Artificial Intelligence for Radio Resource Management Systems : A diverse feature importance approach / Förklarande Artificiell Intelligens inom System för Hantering av Radioresurser : Metoder för klassifisering av betydande predikatorer

Marcu, Alexandru-Daniel January 2022 (has links)
The field of wireless communications is arguably one of the most rapidly developing technological fields. Therefore, with each new advancement in this field, the complexity of wireless systems can grow significantly. This phenomenon is most visible in mobile communications, where the current 5G and 6G radio access networks (RANs) have reached unprecedented complexity levels to satisfy diverse increasing demands. In such increasingly complex environments, managing resources is becoming more and more challenging. Thus, experts employed performant artificial intelligence (AI) techniques to aid radio resource management (RRM) decisions. However, these AI techniques are often difficult to understand by humans, and may receive unimportant inputs which unnecessarily increase their complexity. In this work, we propose an explainability pipeline meant to be used for increasing humans’ understanding of AI models for RRM, as well as for reducing the complexity of these models, without loss of performance. To achieve this, the pipeline generates diverse feature importance explanations of the models with the help of three explainable artificial intelligence (XAI) methods: Kernel SHAP, CERTIFAI, and Anchors, and performs an importance-based feature selection using one of three different strategies. In the case of Anchors, we formulate and utilize a new way of computing feature importance scores, since no current publication in the XAI literature suggests a way to do this. Finally, we applied the proposed pipeline to a reinforcement learning (RL)- based RRM system. Our results show that we could reduce the complexity of the RL model between ∼ 27.5% and ∼ 62.5% according to different metrics, without loss of performance. Moreover, we showed that the explanations produced by our pipeline can be used to answer some of the most common XAI questions about our RL model, thus increasing its understandability. Lastly, we achieved an unprecedented result showing that our RL agent could be completely replaced with Anchors rules when taking RRM decisions, without a significant loss of performance, but with a considerable gain in understandability. / Området trådlös kommunikation är ett av de snabbast utvecklande tekniska områdena, och varje framsteg riskerar att medföra en signifikant ökning av komplexiteten för trådlösa nätverk. Det här fenomenet är som tydligast i mobil kommunikaiton, framför allt inom 5G och 6G radioaccessnätvärk (RANs) som har nåt nivåer av komplexitet som saknar motstycke. Detta för att uppfylla de ökande kraven som ställs på systemet. I dessa komplexa system blir resurshantering ett ökande problem, därför används nu artificiell intelligens (AI) allt mer för att ta beslut om hantering av radioresurser (RRM). Dessa AI tekniker är dock ofta svåra att förstå för människor, och kan således ges oviktig input vilket leder till att öka AI modellernas komplexitet. I detta arbete föreslås en förklarande pipeline vars mål är att användas för att öka människors förståelse av AI modeller för RRM. Målet är även att minska modellernas komplexitet, utan att förlora prestanda. För att åstadkomma detta genererar pipelinen förklaringar av betydande predikatorer för modellen med hjälp av tre metoder för förklarande artificiell intelligens (XAI). Dessa tre metoder är, Kernel SHAP, CERTIFAI och Anchors. Sedan görs ett predikatorurval baserat på predikatorbetydelse med en av dessa tre metoder. För metoden Anchors formuleras ett nytt sätt att beräkna betydelsen hos predikatorer, eftersom tidigare forskning inte föreslår någon metod för detta. Slutligen appliceras den föreslagna pipelinen på en förstärkt inlärnings- (RL) baserat RRM system. Resultaten visar att komplexiteten av RL modellen kunde reduceras med mellan ∼ 27, 5% och ∼ 62, 5% baserat på olika nyckeltal:er, utan att förlora någon prestanda. Utöver detta visades även att förklaringarna som producerats kan användas för att svara på de vanligaste XAI frågoran om RL modellen, och på det viset har även förståelsen för modellen ökat. Sistnämnt uppnåddes enastående resultat som visade att RL modellen helt kunde ersättas med regler producerade av Anchor-metoden för beslut inom RRM, utan någon störra förlust av prestanda, men med an stor vinst i förståelse.

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