Zugl. Kurzfassung von: Zürich, Univ., Lizentiatsarbeit, 2005 u.d.T.: Seidel, Marc Philip: Antonio de Grada (1858 - 1938) und seine Vier Tageszeiten am Haus Bleicherweg 45 in Zürich

O conhecimento das reações nucleares que ocorrem no interior das estrelas permite estudar como será a evolução destes astros e as relações de abundância entre os isótopos de alguns elementos. Em alguns casos, a detecção de elementos traços pode ser útil para inferir a ocorrência de eventos explosivos, como novas e supernovas. Um destes elementos é o 22Na, cuja abundância depende da reação de captura de próton 22Na(p, ?)23Mg. Assim, o estudo dos estados de ressonância do 23Mg, é importante para compreender o mecanismo de reação e determinar a abundância do 22Na. O núcleo de 23Mg ainda participa do ciclo NeNa na fase AGB da evolução de estrelas de massa média. Com essa motivação propomos o estudo espectroscópico do núcleo 23Mg por meio da reação de transferência 24Mg(3He, 4He)23Mg, cujos dados experimentais foram obtidos no laboratório Tandem-Orsay (França), com o uso de um feixe de 3He de 25 MeV. As ressonâncias de interesse do núcleo 23Mg estudadas nesse trabalho estão compreendidas na faixa de energia de excitação 7.5 MeV a 9.5 MeV. Os estados de ressonância do 23Mg foram populados com a interação do feixe com o alvo de natMg, e as partículas de 4He foram analisadas com o espectrógrafo Split-pole. Os espectros de posição das partículas de 4He foram então calibrados em rigidez magnética, por meio de um polinômio de segunda ordem. Após a calibração os espectros de rigidez magnética foram transformados em espectros de energia de excitação. Nesses espectros pudemos identificar e estudar a presença de contaminantes. Vários estados abaixo e alguns estados acima do limiar de decaimento foram observados e identificados. Dentre os estados acima do limiar estão os estados: 7.586, 7.648, (7.782 e 7.786), 7.855, 8.076, 8.163, 8.420, 8.453, 8.943 e 8.990 MeV do 23Mg. Sendo que apenas os estados 7.586 e 8.163 tem o spin J=5/2+ estabelecido. Ao final apresentamos uma discussã / The knowledge of the nuclear reactions that take place inside the stars allows to study how the evolution of this star will be and the relations of abundance between the isotopes of some elements. In some cases the detection of trace elements can be useful to infer about the occurrence of explosive events, as novae and the supernovae. One of these elements is the 22Na, whose abundance depends on the proton capture reaction 22Na(p, ?)23Mg. The gamma radiation photon with energy 1.275 MeV emitted by 22Na may be a novae type event indicator. Thus, the study of the resonance states of 23Mg is important to understand the mechanism of reaction and determine the 22Na abundance. The nucleus of 23Mg still participate in the cycle NeNa in the AGB phase of the evolution of average stars. With this motivation, we propose to study the spectroscopy of the 23Mg by the 24Mg(3He, 4He)23Mg neutron transfer reaction, whose experimental data were obtained in the Tandem-Orsay facility (France), using the 3He beam of energy 25 MeV. The resonances of interest for this work are in the range of 7.5 MeV up to 9.5 MeV, above the decay threshold for protons. The resonance states of 23Mg were obtained with the interaction of the beam with the natMg target, and the 4He particles were analyzed in a Split-pole spectrograph. The position spectra were then calibrated in magnetic rigidity by means of a second-order polynomial function. The effects of the contaminants were analyzed by converting the spectra into excitation energy, in which it was possible to separate the states 7.586, 7.648, (7.782 e 7.786), 7.855, 8.076, 8.163, 8.420, 8.453, 8.943 e 8.990 MeV of 23Mg. Finally we present a qualitative discussion of the angular distribution for some states and we discuss the possibilities for the future.

O conhecimento das reações nucleares que ocorrem no interior das estrelas permite estudar como será a evolução destes astros e as relações de abundância entre os isótopos de alguns elementos. Em alguns casos, a detecção de elementos traços pode ser útil para inferir a ocorrência de eventos explosivos, como novas e supernovas. Um destes elementos é o 22Na, cuja abundância depende da reação de captura de próton 22Na(p, ?)23Mg. Assim, o estudo dos estados de ressonância do 23Mg, é importante para compreender o mecanismo de reação e determinar a abundância do 22Na. O núcleo de 23Mg ainda participa do ciclo NeNa na fase AGB da evolução de estrelas de massa média. Com essa motivação propomos o estudo espectroscópico do núcleo 23Mg por meio da reação de transferência 24Mg(3He, 4He)23Mg, cujos dados experimentais foram obtidos no laboratório Tandem-Orsay (França), com o uso de um feixe de 3He de 25 MeV. As ressonâncias de interesse do núcleo 23Mg estudadas nesse trabalho estão compreendidas na faixa de energia de excitação 7.5 MeV a 9.5 MeV. Os estados de ressonância do 23Mg foram populados com a interação do feixe com o alvo de natMg, e as partículas de 4He foram analisadas com o espectrógrafo Split-pole. Os espectros de posição das partículas de 4He foram então calibrados em rigidez magnética, por meio de um polinômio de segunda ordem. Após a calibração os espectros de rigidez magnética foram transformados em espectros de energia de excitação. Nesses espectros pudemos identificar e estudar a presença de contaminantes. Vários estados abaixo e alguns estados acima do limiar de decaimento foram observados e identificados. Dentre os estados acima do limiar estão os estados: 7.586, 7.648, (7.782 e 7.786), 7.855, 8.076, 8.163, 8.420, 8.453, 8.943 e 8.990 MeV do 23Mg. Sendo que apenas os estados 7.586 e 8.163 tem o spin J=5/2+ estabelecido. Ao final apresentamos uma discussã / The knowledge of the nuclear reactions that take place inside the stars allows to study how the evolution of this star will be and the relations of abundance between the isotopes of some elements. In some cases the detection of trace elements can be useful to infer about the occurrence of explosive events, as novae and the supernovae. One of these elements is the 22Na, whose abundance depends on the proton capture reaction 22Na(p, ?)23Mg. The gamma radiation photon with energy 1.275 MeV emitted by 22Na may be a novae type event indicator. Thus, the study of the resonance states of 23Mg is important to understand the mechanism of reaction and determine the 22Na abundance. The nucleus of 23Mg still participate in the cycle NeNa in the AGB phase of the evolution of average stars. With this motivation, we propose to study the spectroscopy of the 23Mg by the 24Mg(3He, 4He)23Mg neutron transfer reaction, whose experimental data were obtained in the Tandem-Orsay facility (France), using the 3He beam of energy 25 MeV. The resonances of interest for this work are in the range of 7.5 MeV up to 9.5 MeV, above the decay threshold for protons. The resonance states of 23Mg were obtained with the interaction of the beam with the natMg target, and the 4He particles were analyzed in a Split-pole spectrograph. The position spectra were then calibrated in magnetic rigidity by means of a second-order polynomial function. The effects of the contaminants were analyzed by converting the spectra into excitation energy, in which it was possible to separate the states 7.586, 7.648, (7.782 e 7.786), 7.855, 8.076, 8.163, 8.420, 8.453, 8.943 e 8.990 MeV of 23Mg. Finally we present a qualitative discussion of the angular distribution for some states and we discuss the possibilities for the future.

Increasingly complex applications and recent shifts in technology scaling have created a large demand for microprocessors which can perform tasks more quickly and more energy efficient. Conventional microarchitectures exploit multiple levels of parallelism to increase instruction throughput and use application specific instruction sets or hardware accelerators to increase energy efficiency. Reconfigurable microprocessors adopt the same principle of providing application specific hardware, however, with the significant advantage of post-fabrication flexibility. Not only does this offer similar gains in performance but also the flexibility to configure each device individually. This thesis explored the benefit of a tight coupled and fine-grained reconfigurable microprocessor. In contrast to previous research, a detailed design space exploration of logical architectures for island-style field programmable gate arrays (FPGAs) has been performed in the context of a commercial 22nm process technology. Other research projects either reused general purpose architectures or spent little effort to design and characterize custom fabrics, which are critical to system performance and the practicality of frequently proposed high-level software techniques. Here, detailed circuit implementations and a custom area model were used to estimate the performance of over 200 different logical FPGA architectures with single-driver routing. Results of this exploration revealed similar tradeoffs and trends described by previous studies. The number of lookup table (LUT) inputs and the structure of the global routing network were shown to have a major impact on the area delay product. However, results suggested a much larger region of efficient architectures than before. Finally, an architecture with 5-LUTs and 8 logic elements per cluster was selected. Modifications to the microprocessor, whichwas based on an industry proven instruction set architecture, and its software toolchain provided access to this embedded reconfigurable fabric via custom instructions. The baseline microprocessor was characterized with estimates from signoff data for a 28nm hardware implementation. A modified academic FPGA tool flow was used to transform Verilog implementations of custom instructions into a post-routing netlist with timing annotations. Simulation-based verification of the system was performed with a cycle-accurate processor model and diverse application benchmarks, ranging from signal processing, over encryption to computation of elementary functions. For these benchmarks, a significant increase in performance with speedups from 3 to 15 relative to the baseline microprocessor was achieved with the extended instruction set. Except for one case, application speedup clearly outweighed the area overhead for the extended system, even though the modeled fabric architecturewas primitive and contained no explicit arithmetic enhancements. Insights into fundamental tradeoffs of island-style FPGA architectures, the developed exploration flow, and a concrete cost model are relevant for the development of more advanced architectures. Hence, this work is a successful proof of concept and has laid the basis for further investigations into architectural extensions and physical implementations. Potential for further optimizationwas identified on multiple levels and numerous directions for future research were described. / Zunehmend komplexere Anwendungen und Besonderheiten moderner Halbleitertechnologien haben zu einer großen Nachfrage an leistungsfähigen und gleichzeitig sehr energieeffizienten Mikroprozessoren geführt. Konventionelle Architekturen versuchen den Befehlsdurchsatz durch Parallelisierung zu steigern und stellen anwendungsspezifische Befehlssätze oder Hardwarebeschleuniger zur Steigerung der Energieeffizienz bereit. Rekonfigurierbare Prozessoren ermöglichen ähnliche Performancesteigerungen und besitzen gleichzeitig den enormen Vorteil, dass die Spezialisierung auf eine bestimmte Anwendung nach der Herstellung erfolgen kann. In dieser Diplomarbeit wurde ein rekonfigurierbarer Mikroprozessor mit einem eng gekoppelten FPGA untersucht. Im Gegensatz zu früheren Forschungsansätzen wurde eine umfangreiche Entwurfsraumexploration der FPGA-Architektur im Zusammenhang mit einem kommerziellen 22nm Herstellungsprozess durchgeführt. Bisher verwendeten die meisten Forschungsprojekte entweder kommerzielle Architekturen, die nicht unbedingt auf diesen Anwendungsfall zugeschnitten sind, oder die vorgeschlagenen FGPA-Komponenten wurden nur unzureichend untersucht und charakterisiert. Jedoch ist gerade dieser Baustein ausschlaggebend für die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems. Deshalb wurden im Rahmen dieser Arbeit über 200 verschiedene logische FPGA-Architekturen untersucht. Zur Modellierung wurden konkrete Schaltungstopologien und ein auf den Herstellungsprozess zugeschnittenes Modell zur Abschätzung der Layoutfläche verwendet. Generell wurden die gleichen Trends wie bei vorhergehenden und ähnlich umfangreichen Untersuchungen beobachtet. Auch hier wurden die Ergebnisse maßgeblich von der Größe der LUTs (engl. "Lookup Tables") und der Struktur des Routingnetzwerks bestimmt. Gleichzeitig wurde ein viel breiterer Bereich von Architekturen mit nahezu gleicher Effizienz identifiziert. Zur weiteren Evaluation wurde eine FPGA-Architektur mit 5-LUTs und 8 Logikelementen ausgewählt. Die Performance des ausgewählten Mikroprozessors, der auf einer erprobten Befehlssatzarchitektur aufbaut, wurde mit Ergebnissen eines 28nm Testchips abgeschätzt. Eine modifizierte Sammlung von akademischen Softwarewerkzeugen wurde verwendet, um Spezialbefehle auf die modellierte FPGA-Architektur abzubilden und eine Netzliste für die anschließende Simulation und Verifikation zu erzeugen. Für eine Reihe unterschiedlicher Anwendungs-Benchmarks wurde eine relative Leistungssteigerung zwischen 3 und 15 gegenüber dem ursprünglichen Prozessor ermittelt. Obwohl die vorgeschlagene FPGA-Architektur vergleichsweise primitiv ist und keinerlei arithmetische Erweiterungen besitzt, musste dabei, bis auf eine Ausnahme, kein überproportionaler Anstieg der Chipfläche in Kauf genommen werden. Die gewonnen Erkenntnisse zu den Abhängigkeiten zwischen den Architekturparametern, der entwickelte Ablauf für die Exploration und das konkrete Kostenmodell sind essenziell für weitere Verbesserungen der FPGA-Architektur. Die vorliegende Arbeit hat somit erfolgreich den Vorteil der untersuchten Systemarchitektur gezeigt und den Weg für mögliche Erweiterungen und Hardwareimplementierungen geebnet. Zusätzlich wurden eine Reihe von Optimierungen der Architektur und weitere potenziellen Forschungsansätzen aufgezeigt.

Increasingly complex applications and recent shifts in technology scaling have created a large demand for microprocessors which can perform tasks more quickly and more energy efficient. Conventional microarchitectures exploit multiple levels of parallelism to increase instruction throughput and use application specific instruction sets or hardware accelerators to increase energy efficiency. Reconfigurable microprocessors adopt the same principle of providing application specific hardware, however, with the significant advantage of post-fabrication flexibility. Not only does this offer similar gains in performance but also the flexibility to configure each device individually. This thesis explored the benefit of a tight coupled and fine-grained reconfigurable microprocessor. In contrast to previous research, a detailed design space exploration of logical architectures for island-style field programmable gate arrays (FPGAs) has been performed in the context of a commercial 22nm process technology. Other research projects either reused general purpose architectures or spent little effort to design and characterize custom fabrics, which are critical to system performance and the practicality of frequently proposed high-level software techniques. Here, detailed circuit implementations and a custom area model were used to estimate the performance of over 200 different logical FPGA architectures with single-driver routing. Results of this exploration revealed similar tradeoffs and trends described by previous studies. The number of lookup table (LUT) inputs and the structure of the global routing network were shown to have a major impact on the area delay product. However, results suggested a much larger region of efficient architectures than before. Finally, an architecture with 5-LUTs and 8 logic elements per cluster was selected. Modifications to the microprocessor, whichwas based on an industry proven instruction set architecture, and its software toolchain provided access to this embedded reconfigurable fabric via custom instructions. The baseline microprocessor was characterized with estimates from signoff data for a 28nm hardware implementation. A modified academic FPGA tool flow was used to transform Verilog implementations of custom instructions into a post-routing netlist with timing annotations. Simulation-based verification of the system was performed with a cycle-accurate processor model and diverse application benchmarks, ranging from signal processing, over encryption to computation of elementary functions. For these benchmarks, a significant increase in performance with speedups from 3 to 15 relative to the baseline microprocessor was achieved with the extended instruction set. Except for one case, application speedup clearly outweighed the area overhead for the extended system, even though the modeled fabric architecturewas primitive and contained no explicit arithmetic enhancements. Insights into fundamental tradeoffs of island-style FPGA architectures, the developed exploration flow, and a concrete cost model are relevant for the development of more advanced architectures. Hence, this work is a successful proof of concept and has laid the basis for further investigations into architectural extensions and physical implementations. Potential for further optimizationwas identified on multiple levels and numerous directions for future research were described. / Zunehmend komplexere Anwendungen und Besonderheiten moderner Halbleitertechnologien haben zu einer großen Nachfrage an leistungsfähigen und gleichzeitig sehr energieeffizienten Mikroprozessoren geführt. Konventionelle Architekturen versuchen den Befehlsdurchsatz durch Parallelisierung zu steigern und stellen anwendungsspezifische Befehlssätze oder Hardwarebeschleuniger zur Steigerung der Energieeffizienz bereit. Rekonfigurierbare Prozessoren ermöglichen ähnliche Performancesteigerungen und besitzen gleichzeitig den enormen Vorteil, dass die Spezialisierung auf eine bestimmte Anwendung nach der Herstellung erfolgen kann. In dieser Diplomarbeit wurde ein rekonfigurierbarer Mikroprozessor mit einem eng gekoppelten FPGA untersucht. Im Gegensatz zu früheren Forschungsansätzen wurde eine umfangreiche Entwurfsraumexploration der FPGA-Architektur im Zusammenhang mit einem kommerziellen 22nm Herstellungsprozess durchgeführt. Bisher verwendeten die meisten Forschungsprojekte entweder kommerzielle Architekturen, die nicht unbedingt auf diesen Anwendungsfall zugeschnitten sind, oder die vorgeschlagenen FGPA-Komponenten wurden nur unzureichend untersucht und charakterisiert. Jedoch ist gerade dieser Baustein ausschlaggebend für die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems. Deshalb wurden im Rahmen dieser Arbeit über 200 verschiedene logische FPGA-Architekturen untersucht. Zur Modellierung wurden konkrete Schaltungstopologien und ein auf den Herstellungsprozess zugeschnittenes Modell zur Abschätzung der Layoutfläche verwendet. Generell wurden die gleichen Trends wie bei vorhergehenden und ähnlich umfangreichen Untersuchungen beobachtet. Auch hier wurden die Ergebnisse maßgeblich von der Größe der LUTs (engl. "Lookup Tables") und der Struktur des Routingnetzwerks bestimmt. Gleichzeitig wurde ein viel breiterer Bereich von Architekturen mit nahezu gleicher Effizienz identifiziert. Zur weiteren Evaluation wurde eine FPGA-Architektur mit 5-LUTs und 8 Logikelementen ausgewählt. Die Performance des ausgewählten Mikroprozessors, der auf einer erprobten Befehlssatzarchitektur aufbaut, wurde mit Ergebnissen eines 28nm Testchips abgeschätzt. Eine modifizierte Sammlung von akademischen Softwarewerkzeugen wurde verwendet, um Spezialbefehle auf die modellierte FPGA-Architektur abzubilden und eine Netzliste für die anschließende Simulation und Verifikation zu erzeugen. Für eine Reihe unterschiedlicher Anwendungs-Benchmarks wurde eine relative Leistungssteigerung zwischen 3 und 15 gegenüber dem ursprünglichen Prozessor ermittelt. Obwohl die vorgeschlagene FPGA-Architektur vergleichsweise primitiv ist und keinerlei arithmetische Erweiterungen besitzt, musste dabei, bis auf eine Ausnahme, kein überproportionaler Anstieg der Chipfläche in Kauf genommen werden. Die gewonnen Erkenntnisse zu den Abhängigkeiten zwischen den Architekturparametern, der entwickelte Ablauf für die Exploration und das konkrete Kostenmodell sind essenziell für weitere Verbesserungen der FPGA-Architektur. Die vorliegende Arbeit hat somit erfolgreich den Vorteil der untersuchten Systemarchitektur gezeigt und den Weg für mögliche Erweiterungen und Hardwareimplementierungen geebnet. Zusätzlich wurden eine Reihe von Optimierungen der Architektur und weitere potenziellen Forschungsansätzen aufgezeigt.

Formation of gas hydrates is an important feature of water systems. It occurs undesirably in natural gas pipelines, but also in deep-sea deposits and unfreezing permafrost. However, the natural occurrence is of particular interest because methane hydrates have one of the highest energy densities of all naturally occurring forms of methane. Therefore, an accurate description of its thermodynamic properties is required. In this work, we demonstrate how the material properties of methane hydrate can be more easily calculated compared to ab initio methods. Furthermore, it is shown how the material properties depend on the cage occupancy by using the comparably fast self-consistent-charge density-functional tight-binding (SCC-DFTB) method. The cell potential is calculated and compared to a numerical as well as an ab initio model, and is in good agreement with the literature.

Die Altersforschung beleuchtete in den letzten Dekaden diverse Aspekte von sozialen Beziehungen im Alter, dabei blieb Sexualität allerdings häufig unberücksichtigt. Gleichzeitig zeigte die Sexualforschung, dass viele ältere Erwachsene davon berichten, sexuell aktiv zu sein, und dass sexuelle Aktivität im Alter mit Indikatoren erfolgreichen Alterns zusammenhängt. Im Rahmen dieser Dissertation wurden drei empirische Studien durchgeführt, um neue Erkenntnisse über die Sexualität im Alter und ihre Korrelate zu gewinnen. Sexualität wurde dabei als ein facettenreiches Konstrukt verstanden, was zu dem Ansatz führte, verschiedene Aspekte von Sexualität zu unterscheiden: sexuelle Aktivität, sexuelle Gedanken, Intimität, Bedeutsamkeit der Sexualität, sexuelles Vergnügen, erlebte körperliche Nähe und gewünschte körperliche Nähe. Um neue Erkenntnisse über die Natur der Sexualität im Alter zu gewinnen, wurden Zusammenhänge von Sexualität mit dem Alter und der Zugehörigkeit zu einer bestimmten Geburtskohorte untersucht, sowie berichtete Alltagsschwankungen in erlebter und gewünschter körperlicher Nähe. Für ein breiteres Verständnis der Korrelate der Sexualität im Alter wurden Zusammenhänge mit mehreren psychosozialen Faktoren unter gleichzeitiger Berücksichtigung soziodemographischer Merkmale und physischer Gesundheit analysiert. Das Ergebnismuster in Bezug auf die Zusammenhänge mit psychosozialen Faktoren ergab relevante Unterschiede. Zum Beispiel hing eine bestehende Partnerschaft mit häufigerer sexueller Aktivität, häufigeren sexuellen Gedanken und mehr erlebten Intimitätsgefühlen zusammen. Dafür sagte eine längere Beziehungsdauer weniger sexuelle Aktivität und weniger sexuelle Gedanken, aber nicht weniger Intimitätsgefühle voraus. Die Nützlichkeit der Unterscheidung verschiedener Facetten von Sexualität wird diskutiert und der notwendige Einbezug von Sexualität als ein Aspekt enger sozialer Beziehungen im Alter betont. / Over the past decades, aging research has provided valuable insights into close social relationships in late adulthood, however, sexuality has often been left out of focus. At the same time, there is accumulating evidence for considerable proportions of older adults engaging in sexual activity. Correspondingly, initial evidence exists for an active sex life being related to indicators of successful aging. Thus, there is a need for theoretical and empirical integration. Within the scope of this cumulative doctoral thesis, we investigated sexuality in late adulthood to provide new insights into its nature and correlates. Within three empirical studies, we applied a multifaceted approach to sexuality and altogether distinguished seven facets of sexuality: sexual activity, sexual thoughts, intimacy, importance of sexuality, enjoyment of sexuality, physical intimacy experienced, and physical intimacy wished. To provide new insights into the nature of sexuality in late adulthood, we examined age differences, cohort differences and daily fluctuations within its several facets. To investigate the correlates of sexuality in late adulthood, we examined the associations between the facets of sexuality and a number of psychosocial factors, while accounting for sociodemographic and physical health factors. As expected, the pattern of results differed by facet of sexuality, and we found both common and facet-specific associations between the facets of sexuality and the psychosocial factors examined. For example, having a partner was associated with more frequent sexual activity, more frequent sexual thoughts and more feelings of intimacy. In turn, longer relationship duration was related to less frequent sexual activity and sexual thoughts, but not less intimacy. We discuss the utility of distinguishing different facets of sexuality and argue for the need of considering sexuality as linked with close social relationships in late adulthood.