A água é uma matéria-prima estratégica na indústria química, petroquímica e de alimentos, sendo utilizada em diversas etapas dos processos. Devido à importância econômica e ao impacto ambiental resultante do consumo da água na indústria, o uso racional da água vem sendo amplamente enfatizado. Nas últimas décadas, diversas metodologias foram propostas para a minimização do consumo de água e emissão de efluentes líquidos na indústria, baseadas em conceitos de integração mássica como reuso, reciclo e regeneração das correntes que conectam os processos. As metodologias propostas na literatura para a integração mássica dividem-se em dois grandes grupos: o primeiro utiliza a abordagem termodinâmica-heurística-evolutiva, enquanto que o segundo faz uso da programação matemática e otimização. Ambas as metodologias apresentam dificuldades para tratar do caso de múltiplos poluentes, sendo que na primeira, é necessário uma série de aproximações para tratar deste tipo de problema e na segunda estão presentes limitações relativas aos métodos de otimização. Além disso, sistemas integrados massicamente podem apresentar dificuldades operacionais devido ao maior número de reciclos e reusos de correntes. O presente trabalho através do uso de ferramentas de programação matemática e, baseado no problema padrão de síntese de redes proposto por Fontana (2002), propõe métodos para a redução da complexidade do problema de síntese e obtenção de redes integradas massicamente, considerando aspectos econômicos e operacionais. Inicialmente foi proposta a eliminação de variáveis inteiras do problema de otimização, transformando o problema de programação nãolinear inteira-mista (MINLP) em um problema de programação não-linear (NLP). Em seguida, foi proposta uma metodologia para a redução da complexidade do problema baseada na utilização das restrições de igualdade, reduzindo o número de variáveis de decisão. As formulações propostas apresentaram bons resultados, diminuindo consideravelmente o tempo computacional em relação ao problema MINLP original. Baseada nas metodologias desenvolvidas para redução da complexidade do problema, foi implementado ainda um gerador de estimativas iniciais viáveis utilizando números aleatórios. Também foram propostas três implementações para a síntese de redes com considerações econômicas e operacionais, resolvendo o problema de otimização em dois níveis: um externo para avaliação de critérios econômicos e um interno de onde é obtido o índice operacional. Das três formulações com considerações operacionais propostas, duas apresentaram redes com melhor desempenho operacional quando comparadas com os problemas somente com considerações econômicas. Tais resultados foram avaliados através de simulações dinâmicas com modelos linearizados, sendo observado, nestas duas implementações, aumento da robustez do sistema (redução da ação de controle sobre as variáveis manipuladas) frente a distúrbios positivos nas cargas de poluentes e mudanças nos set-points das variáveis controladas. / Water is an important raw material in the chemical, petrochemical, and food industry, being used in several stages of a process. Based on the economic importance of the water and the environmental impact through its employment in the industry, its rational consume has been receiving special attention. In the past decades, several methodologies have been proposed for the minimization of industrial water consume and wastewater emissions based on concepts of mass integration such as reuse, recycle, and regeneration of process streams. The methodologies proposed in the literature for the mass integration can be classified in two main groups: the first uses the themodynamic-heuristic-evolutive approach while the second uses mathematical programming and optimization. Both methodologies show difficulties to deal with the case of multiple pollutants: on the first one it is necessary to make some assumptions to solve this problem while the second, limitations relative to optimization methods are present. Another problem is the operational limitations due to streams recycle and reuse, that integrated processes can present. The present study, through the use of mathematical programming tools, based on the synthesis problem proposed by Fontana (2002), proposes methods to reduce the problem complexity and also for the synthesis of mass integration networks regarding economical and operational aspects. Initially it was proposed the elimination of the integer variables from the optimization problem, changing the problem from mixed-integer nonlinear programming (MINLP) to nonlinear programming (NLP). In the following, a methodology for the reduction of the problems complexity, based on the equality constraints, was applied to reduce the number of decision variables. The proposed formulations showed good results, reducing the computational time comparing to the MINLP problem. Based on the proposed methodologies for the reduction of the problem complexity described above, it was implemented a feasible initial guess generator based on random numbers. It was also proposed three formulations for the network synthesis with economic and operational considerations, solving the synthesis problem in two levels: an external level for the evaluation of economical criteria and an internal level where the operational index is obtained. Two out of the three implementations presented networks with better operational results comparing with problems only with economical aspects. These results were evaluated by dynamic simulations with linearized models and it was observed an increase in the systems robustness (reduction of the control action over the manipulated variables) when the system was subjected to positive disturbances in the pollutants loads and set-points changes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-04-25Bitstream added on 2014-06-13T20:43:58Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_mf_dr_ararafcl.pdf: 631650 bytes, checksum: fa4233637c661c5e993adcc08801d158 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo desta tese é desenvolver um estudo lingüístico-computacional exploratório de um problema específico que deve ser enfrentado por sistemas de tradução automática: o problema da divergências de tradução quer de natureza sintática quer de natureza léxico-semântica que se verificam entre pares de sentenças de línguas naturais diferentes. Para isso, fundamenta-se na metodologia de pesquisa interdisciplinar em PLN (Processamento Automático de Línguas Naturais) de Dias-da-Silva (1996, 1998 e 2003) e na teoria lingüístico-computacional subjacente ao sistema de tradução automática UNITRAN de Dorr (1993), que, por sua vez é subsidiado pela teoria sintática dos princípios e Parâmetros de Chomsky (1981) e pela teoria semântica das Estruturas conceituais de Jackendoff (1990). Como contribuição, a tese descreve a composição e o funcionamento do UNITRAN, desenhado para dar conta de parte do problema posto pelas divergências de tradução e ilustra a possibilidade de inclusão do português nesse sistema através do exame de alguns tipos de divergências que se verificam entre frases do inglês e do português. / This dissertation aims to develop an exploratory linguistic and computational study of an especific type of problem that must be faced by machine translation systems: the problem of translation divergences, whether syntactic or lexical-semantic ones that can be verified between distinct natural language sentence. In order to achieve this aim, this work is based on the interdisciplinary research metodology of the NLP (Natural Language Processing) field developed by Dias-da-Silva (1996, 1998 & 2003) and on the linguistic computacional theory behind UNITRAN, a machine translation systemdeveloped by Dorr (1993), a system that is on its turned based on Chomsky's syntactic theory of Government and Binding (1981) and Jackendoff's semantic theory of Conceptual Structures (1990). As a contribution to the field of NLP, this dissertation describes the machinery of UNITRAN, designed to deal with part of the problem of translation divergencies, and it illustrates the possibility of including Brazilian Portuguese language in the system through the investigation of certain kinds of divergences that can be found between English and Brazilian Portuguese senteces.

A água é uma matéria-prima estratégica na indústria química, petroquímica e de alimentos, sendo utilizada em diversas etapas dos processos. Devido à importância econômica e ao impacto ambiental resultante do consumo da água na indústria, o uso racional da água vem sendo amplamente enfatizado. Nas últimas décadas, diversas metodologias foram propostas para a minimização do consumo de água e emissão de efluentes líquidos na indústria, baseadas em conceitos de integração mássica como reuso, reciclo e regeneração das correntes que conectam os processos. As metodologias propostas na literatura para a integração mássica dividem-se em dois grandes grupos: o primeiro utiliza a abordagem termodinâmica-heurística-evolutiva, enquanto que o segundo faz uso da programação matemática e otimização. Ambas as metodologias apresentam dificuldades para tratar do caso de múltiplos poluentes, sendo que na primeira, é necessário uma série de aproximações para tratar deste tipo de problema e na segunda estão presentes limitações relativas aos métodos de otimização. Além disso, sistemas integrados massicamente podem apresentar dificuldades operacionais devido ao maior número de reciclos e reusos de correntes. O presente trabalho através do uso de ferramentas de programação matemática e, baseado no problema padrão de síntese de redes proposto por Fontana (2002), propõe métodos para a redução da complexidade do problema de síntese e obtenção de redes integradas massicamente, considerando aspectos econômicos e operacionais. Inicialmente foi proposta a eliminação de variáveis inteiras do problema de otimização, transformando o problema de programação nãolinear inteira-mista (MINLP) em um problema de programação não-linear (NLP). Em seguida, foi proposta uma metodologia para a redução da complexidade do problema baseada na utilização das restrições de igualdade, reduzindo o número de variáveis de decisão. As formulações propostas apresentaram bons resultados, diminuindo consideravelmente o tempo computacional em relação ao problema MINLP original. Baseada nas metodologias desenvolvidas para redução da complexidade do problema, foi implementado ainda um gerador de estimativas iniciais viáveis utilizando números aleatórios. Também foram propostas três implementações para a síntese de redes com considerações econômicas e operacionais, resolvendo o problema de otimização em dois níveis: um externo para avaliação de critérios econômicos e um interno de onde é obtido o índice operacional. Das três formulações com considerações operacionais propostas, duas apresentaram redes com melhor desempenho operacional quando comparadas com os problemas somente com considerações econômicas. Tais resultados foram avaliados através de simulações dinâmicas com modelos linearizados, sendo observado, nestas duas implementações, aumento da robustez do sistema (redução da ação de controle sobre as variáveis manipuladas) frente a distúrbios positivos nas cargas de poluentes e mudanças nos set-points das variáveis controladas. / Water is an important raw material in the chemical, petrochemical, and food industry, being used in several stages of a process. Based on the economic importance of the water and the environmental impact through its employment in the industry, its rational consume has been receiving special attention. In the past decades, several methodologies have been proposed for the minimization of industrial water consume and wastewater emissions based on concepts of mass integration such as reuse, recycle, and regeneration of process streams. The methodologies proposed in the literature for the mass integration can be classified in two main groups: the first uses the themodynamic-heuristic-evolutive approach while the second uses mathematical programming and optimization. Both methodologies show difficulties to deal with the case of multiple pollutants: on the first one it is necessary to make some assumptions to solve this problem while the second, limitations relative to optimization methods are present. Another problem is the operational limitations due to streams recycle and reuse, that integrated processes can present. The present study, through the use of mathematical programming tools, based on the synthesis problem proposed by Fontana (2002), proposes methods to reduce the problem complexity and also for the synthesis of mass integration networks regarding economical and operational aspects. Initially it was proposed the elimination of the integer variables from the optimization problem, changing the problem from mixed-integer nonlinear programming (MINLP) to nonlinear programming (NLP). In the following, a methodology for the reduction of the problems complexity, based on the equality constraints, was applied to reduce the number of decision variables. The proposed formulations showed good results, reducing the computational time comparing to the MINLP problem. Based on the proposed methodologies for the reduction of the problem complexity described above, it was implemented a feasible initial guess generator based on random numbers. It was also proposed three formulations for the network synthesis with economic and operational considerations, solving the synthesis problem in two levels: an external level for the evaluation of economical criteria and an internal level where the operational index is obtained. Two out of the three implementations presented networks with better operational results comparing with problems only with economical aspects. These results were evaluated by dynamic simulations with linearized models and it was observed an increase in the systems robustness (reduction of the control action over the manipulated variables) when the system was subjected to positive disturbances in the pollutants loads and set-points changes.

Deux problématiques se croisent dans nos travaux de recherches, ils ne font pas parties du même domaine: la première est issue du TAL (Traitement Automatique des Langues), la seconde est relié au domaine de l'ALAO (Apprentissage des Langues Assisté par Ordinateur).La première partie de nos travaux de recherches rentre dans le cadre de l'analyse morphologique des textes arabes. Pour la création d'un analyseur morphologique, nous avons commencé par la réalisation de toutes les ressources nécessaires (Dictionnaires pour la langue arabe, Matrices de compatibilités, Règles, Corpus d'apprentissage, Modèle de langage, etc.). Nous avons utilisé une approche statistique basée sur les Modèles de Markov Cachés (MMC) qui adhère à des principes de bonne pratique bien établis dans le domaine de l'analyse morphologique. Cette méthodologie a donné naissance à @rab-Morph : un analyseur morphologique robuste et performant pour l'arabe.La deuxième partie des travaux menés se situe dans le cadre de l'ALAO, où l'objectif principal est d'apporter des éléments de réponse à la question suivante ; comment peut-on profiter des outils issues du TAL arabe pour apporter des solutions aux plateformes d'apprentissage de l'arabe langue étrangère? Pour y parvenir et montrer l'intérêt d'avoir recours à des procédures, solutions et outils TAL pour l'apprentissage des langues, nous avons développé un prototype pour l'apprentissage de l'arabe baptisé @rab-Learn. Cet environnement utilise des outils issues du TAL, principalement notre analyseur morphologique @rab-Morph, pour créer des activités pédagogiques variés et automatiser d'avantage le traitement de la langue dans ces plateformes. / L'auteur n'a pas fourni de résumé en anglais

A água é uma matéria-prima estratégica na indústria química, petroquímica e de alimentos, sendo utilizada em diversas etapas dos processos. Devido à importância econômica e ao impacto ambiental resultante do consumo da água na indústria, o uso racional da água vem sendo amplamente enfatizado. Nas últimas décadas, diversas metodologias foram propostas para a minimização do consumo de água e emissão de efluentes líquidos na indústria, baseadas em conceitos de integração mássica como reuso, reciclo e regeneração das correntes que conectam os processos. As metodologias propostas na literatura para a integração mássica dividem-se em dois grandes grupos: o primeiro utiliza a abordagem termodinâmica-heurística-evolutiva, enquanto que o segundo faz uso da programação matemática e otimização. Ambas as metodologias apresentam dificuldades para tratar do caso de múltiplos poluentes, sendo que na primeira, é necessário uma série de aproximações para tratar deste tipo de problema e na segunda estão presentes limitações relativas aos métodos de otimização. Além disso, sistemas integrados massicamente podem apresentar dificuldades operacionais devido ao maior número de reciclos e reusos de correntes. O presente trabalho através do uso de ferramentas de programação matemática e, baseado no problema padrão de síntese de redes proposto por Fontana (2002), propõe métodos para a redução da complexidade do problema de síntese e obtenção de redes integradas massicamente, considerando aspectos econômicos e operacionais. Inicialmente foi proposta a eliminação de variáveis inteiras do problema de otimização, transformando o problema de programação nãolinear inteira-mista (MINLP) em um problema de programação não-linear (NLP). Em seguida, foi proposta uma metodologia para a redução da complexidade do problema baseada na utilização das restrições de igualdade, reduzindo o número de variáveis de decisão. As formulações propostas apresentaram bons resultados, diminuindo consideravelmente o tempo computacional em relação ao problema MINLP original. Baseada nas metodologias desenvolvidas para redução da complexidade do problema, foi implementado ainda um gerador de estimativas iniciais viáveis utilizando números aleatórios. Também foram propostas três implementações para a síntese de redes com considerações econômicas e operacionais, resolvendo o problema de otimização em dois níveis: um externo para avaliação de critérios econômicos e um interno de onde é obtido o índice operacional. Das três formulações com considerações operacionais propostas, duas apresentaram redes com melhor desempenho operacional quando comparadas com os problemas somente com considerações econômicas. Tais resultados foram avaliados através de simulações dinâmicas com modelos linearizados, sendo observado, nestas duas implementações, aumento da robustez do sistema (redução da ação de controle sobre as variáveis manipuladas) frente a distúrbios positivos nas cargas de poluentes e mudanças nos set-points das variáveis controladas. / Water is an important raw material in the chemical, petrochemical, and food industry, being used in several stages of a process. Based on the economic importance of the water and the environmental impact through its employment in the industry, its rational consume has been receiving special attention. In the past decades, several methodologies have been proposed for the minimization of industrial water consume and wastewater emissions based on concepts of mass integration such as reuse, recycle, and regeneration of process streams. The methodologies proposed in the literature for the mass integration can be classified in two main groups: the first uses the themodynamic-heuristic-evolutive approach while the second uses mathematical programming and optimization. Both methodologies show difficulties to deal with the case of multiple pollutants: on the first one it is necessary to make some assumptions to solve this problem while the second, limitations relative to optimization methods are present. Another problem is the operational limitations due to streams recycle and reuse, that integrated processes can present. The present study, through the use of mathematical programming tools, based on the synthesis problem proposed by Fontana (2002), proposes methods to reduce the problem complexity and also for the synthesis of mass integration networks regarding economical and operational aspects. Initially it was proposed the elimination of the integer variables from the optimization problem, changing the problem from mixed-integer nonlinear programming (MINLP) to nonlinear programming (NLP). In the following, a methodology for the reduction of the problems complexity, based on the equality constraints, was applied to reduce the number of decision variables. The proposed formulations showed good results, reducing the computational time comparing to the MINLP problem. Based on the proposed methodologies for the reduction of the problem complexity described above, it was implemented a feasible initial guess generator based on random numbers. It was also proposed three formulations for the network synthesis with economic and operational considerations, solving the synthesis problem in two levels: an external level for the evaluation of economical criteria and an internal level where the operational index is obtained. Two out of the three implementations presented networks with better operational results comparing with problems only with economical aspects. These results were evaluated by dynamic simulations with linearized models and it was observed an increase in the systems robustness (reduction of the control action over the manipulated variables) when the system was subjected to positive disturbances in the pollutants loads and set-points changes.

Orientador: Francisco Antonio Menezes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T09:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontana_LuizAntonio_M.pdf: 833272 bytes, checksum: c80e60878c10acff4e3559bea3929d20 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho são apresentadas as expressões matemáticas necessárias para determinar o momento de inércia em função da curvatura para seções retangulares de concreto armado solicitadas a flexo-compressão reta. As expressões são determinadas através da integração analítica da curva tensão-deformação do concreto. Com base nestas expressões foi desenvolvido um programa de computador para calcular o momento de inércia em função da curvatura. O objetivo é obter o momento de inércia real da seção para ser utilizado na verificação das deformações. Para o programa é necessário conhecer: a geometria, a disposição das armaduras, as características dos materiais e as solicitações atuantes na seção. Na entrada de dados é possível controlar os coeficientes de ponderação dos materiais e das solicitações. Para o módulo de elasticidade, podem ser adotados os valores prescritos na NBR6118, ou outro valor que deve ser informado. A resistência à tração do concreto foi desprezada. Para validação dois modelos estruturais são analisados. A análise estrutural é feita de várias formas, sendo que uma delas é a análise considerando a não linearidade fisica (NLF) através da curvatura. Neste caso os elementos estruturais têm uma discretização maior, visando considerar a não linearidade ao longo do comprimento das peças. O objetivo é avaliar a possibilidade de implementar um processo de análise estrutural onde a consideração dos efeitos de segunda ordem seja relevante, que considere um. momento de inércia que aproxime o modelo matemático do modelo fisico real / Abstract: In this work, are presented the mathematic expressions necessary for determinate the moment of inertia in function of the curvature for rectangular cross-section the reinforced concrete submitted to mono-axial eccentricity. The expressions are determinate by the integration of analytic parabola rectangle stress strain diagram of concrete. Based in these expressions a computer system was developed to calculate the inertia of moment curvature. The objective is to get the moment of real inertia to be used in the verification of the deformations. It is necessary that the computer system know: geometry, the disposal of the bars, the characteristics of the materiaIs and operating requests in the section. When the database is imputed it is possible to have a control over the method of partial factors of materiaIs and solicitations. For the elasticity model may be adopt the NBR6118's values, or another value that must be informed. The resistance tension of concrete was rejected. To make the validation two structural models are analyzed. The structural analysis is made of severa! forms, one of them is the analysis considering no-linearity physical (NLP) through the curvature. In this case the structural elements have the biggest discretization, aiming to consider no-linearity along the length of the parts. The objective is to evaluate the possibility to implement a process of structural analysis where the effects of second order are relevant, that considers an inertia moment that can make the mathematical model dose to the real physical one / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

O objeto desta dissertação são as atividades motivacionais modernas, ou seja, atividades voltadas para a criação de um estímulo em indivíduos que, supõe-se, necessitam de um sentido para seu trabalho e/ou sua vida. Tais atividades demandam interrupções da rotina e uma reflexão sobre a própria trajetória do praticante, e há uma oferta variada de produtos com esse fim, oferecidos por empresas especializadas. Neste trabalho nos concentramos em analisar palestras motivacionais, um grupo de encontro de fim de semana chamado Leader Training e o coaching associado à programação neurolinguística (PNL). Buscamos realizar observações participantes, entrevistas e análises de material de divulgação, livros, vídeos e sítios da internet a fim de conseguir apreender essas práticas em suas diversas facetas. Nossa análise e interpretação buscou compreender os mecanismos e estratégias dessas atividades para construção de sua eficácia, por meio de narrativas e performances que buscam realinhar as intenções dos participantes com uma noção convencional de sucesso e felicidade, observando as diferentes maneiras como o discurso científico é acionado e o religioso é sutilmente sugerido na elaboração de seus conteúdos. Operando comparações das descrições de campo com a teoria antropológica, em intersecção com uma análise baseada nos pressupostos dos science studies na sua forma de conceber o moderno em suas simetrias com o não-moderno, acreditamos ter contribuído com a ampliação do olhar sobre o objeto. / The object of this dissertation are the \"modern motivational activities\", i.e. activities aimed at creating an incentive in individuals who, one assumes, require a meaning to their work and/or their life. Such activities require routine interruptions and a reflection on the participants own trajectory, and there is a wide range of products for this purpose, offered by specialized companies. In this dissertation, we focus on analyzing motivational talks, a weekend group meeting called Leader Training and coaching associated with Neuro-Linguistic Programming (NLP). We seek to conduct participant observation, interviews and analysis of promotional materials, books, videos and websites in order to be able to understand these practices in its various facets. Our analysis and interpretation sought to understand the mechanisms and strategies of these activities to build their effectiveness through narratives and performances, that seek to realign the intentions of the participants with a conventional notion of success and happiness, noticing the different ways in which scientific discourse is triggered and the religious is subtly suggested in the development of its contents. We believe that we have contributed to broaden the view on the subject, operating comparisons of field descriptions with the anthropological theory, in intersection with an analysis based on the assumptions of Science Studies in their way of conceiving the modern in its symmetries with the non-modern.

The objective of this project is to develop an operational scheduling model for Sasol Mining’s coal handling facility, Sasol Coal Supply (referred to as SCS), to optimise daily operations. In this document, the specific scheduling problem at SCS is presented and solved using Mixed Integer Non-Linear Programming (MINLP) continuous time representation techniques. The most recent MINLP scheduling techniques are presented and applied to an example problem. The assumption is made that the results from the example problem will display trends which will apply to the SCS scheduling problem as well. Based on this assumption, the unit-specific event based continuous time formulation is chosen to apply to the SCS scheduling problem. The detail mathematical formulation of the SCS scheduling problem, based on the chosen technique, is discussed and the necessary changes presented to customise the formulation for the SCS situation. The results presented show that the first phase model does not solve within 72 hours. A solution time of more than three days is not acceptable for an operational scheduling model in a dynamic system like SCS. Various improvement approaches are applied during the second phase of the model development. Special Ordered Sets of Type 1 (SOS1) variables are successfully applied in the model to reduce the amount of binary variables. The time and duration constraints are restructured to simplify the structure of the model. A specific linearization and solution technique is applied to the non-linear equations to ensure reduced model solution times and reliable results. The improved model for one period solves to optimality within two minutes. This dramatic improvement ensures that the model will be used operationally at SCS to optimise daily operations. The scheduling model is currently being implemented at SCS. Examples of the input variables and output results are presented. It is concluded that the unit-specific event based MINLP continuous time formulation method, as presented in the literature, is not robust enough to be applied to an operational industrial-sized scheduling problem such as the SCS problem. Customised modifications to the formulation are necessary to ensure that the model solves in a time acceptable for operational use. However, it is proved that Mixed Integer Non-linear Programming (MINLP) can successfully be applied to optimise the scheduling of an industrial-sized plant such as SCS. Although more research is required to derive robust formulation techniques, the principle of using mathematical methods to optimise operational scheduling in industry can dramatically impact the way plants are operated. The optimisation of daily schedules at SCS by applying the MINLP continuous time scheduling technique, has made a significant contribution to the coal handling industry. Finally, it can be concluded that the SCS scheduling problem was successfully modelled and the operational scheduling model will add significant value to the Sasol Group. / Dissertation (MEng (Industrial Engineering))--University of Pretoria, 2006. / Industrial and Systems Engineering / unrestricted

This thesis documents the use of Natural Language Processing (NLP) in Computer Assisted Language Learning (CALL) and its contribution to the learning experience of students studying Arabic as a foreign language. The goal of this project is to build an Intelligent Computer Assisted Language Learning (ICALL) system that provides computational assistance to learners of Arabic by teaching grammar, producing homework and issuing students with immediate feedback. To produce this system we use the Parasite system, which produces morphological, syntactic and semantic analysis of textual input, and extend it to provide error detection and diagnosis. The methodology we adopt involves relaxing constraints on unification so that correct information contained in a badly formed sentence may still be used to obtain a coherent overall analysis. We look at a range of errors, drawn from experience with learners at various levels, covering word internal problems (addition of inappropriate affixes, failure to apply morphotactic rules properly) and problems with relations between words (local constraints on features, and word order problems). As feedback is an important factor in learning, we look into different types of feedback that can be used to evaluate which is the most appropriate for the aim of our system.

In this dissertation, we introduce a novel text representation method mainly used for text classification purpose. The presented representation method is initially based on a variety of closeness relationships between pairs of words in text passages within the entire corpus. This representation is then used as the basis for our multi-level lightweight ontological representation method (TOR-FUSE), in which documents are represented based on their contexts and the goal of the learning task. The method is unlike the traditional representation methods, in which all the documents are represented solely based on the constituent words of the documents, and are totally isolated from the goal that they are represented for. We believe choosing the correct granularity of representation features is an important aspect of text classification. Interpreting data in a more general dimensional space, with fewer dimensions, can convey more discriminative knowledge and decrease the level of learning perplexity. The multi-level model allows data interpretation in a more conceptual space, rather than only containing scattered words occurring in texts. It aims to perform the extraction of the knowledge tailored for the classification task by automatic creation of a lightweight ontological hierarchy of representations. In the last step, we will train a tailored ensemble learner over a stack of representations at different conceptual granularities. The final result is a mapping and a weighting of the targeted concept of the original learning task, over a stack of representations and granular conceptual elements of its different levels (hierarchical mapping instead of linear mapping over a vector). Finally the entire algorithm is applied to a variety of general text classification tasks, and the performance is evaluated in comparison with well-known algorithms.