The recent advances in hardware technologies - i.e. highly scalable multi-core NUMA architectures and non-volatile random-access memory (NVRAM) - lead to significant changes in the architecture of in-memory database systems. The novel memory type allows persistent writes while featuring DRAM-like characteristics - byte addressability, high bandwidth, and low access latencies. It is likely to complement or replace the block-based secondary storage (e.g., HDDs or SSDs) for storing the primary data of the DBMS. Therefore, the next generation of highly-performant scalable database systems will rely on single-level hybrid memory (e.g., compound exclusively of DRAM and NVRAM) NUMA architectures and is expected to keep the primary data solely persistent in NVRAM, while query processing could be executed on both mediums. Unfortunately, NVRAM faces certain drawbacks such as a lower write endurance, lower bandwidth, higher latencies, and - most importantly - an increased error-proneness compared to DRAM. Thus, efficient minimal-overhead data protection mechanisms have to be deployed in the underlined architectures to avoid primary data losses. This thesis provides an analytical overview of such envisioned hybrid memory database systems, gives a survey of reliability techniques that are generally deployed in computing systems, identifies their strengths and weaknesses when used in hybrid memory databases. As a result, this work proposes effective adoption and optimization primitives for the software-managed data replication as the most applicable resilience approach. In particular, research focus is given to runtime and space (and, therefore, NVRAM wear-out) reduction of the replication overheads, while preserving strong resilience guaranties and instant recovery opportunities. Subsequently, this thesis proposes a rich set of techniques that leverage data replication for query processing needs to achieve high performance, allocation flexibility and effective hardware utilization in modern commodity scale-up systems.

No description available.

O objetivo deste trabalho é apresentar a base de dados que foi desenvolvida para armazenar dados técnicos e processar dados sobre operação, falha e manutenção de equipamentos dos reatores nucleares de pesquisa localizados no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), em São Paulo - SP. Os dados extraídos desta base poderão ser aplicados na Análise Probabilística de Segurança dos reatores de pesquisa ou em avaliações quantitativas menos complexas relacionadas à segurança, confiabilidade, disponibilidade e manutenibilidade destas instalações. Esta base de dados foi desenvolvida de modo a permitir que as informações nela contidas estejam disponíveis aos usuários da rede corporativa, que é a intranet do IPEN. Os profissionais interessados deverão ser devidamente cadastrados pelo administrador do sistema, para que possam efetuar a consulta e/ou o manuseio dos dados. O modelo lógico e físico da base de dados foi representado por um diagrama de entidades e relacionamento e está de acordo com os módulos de segurança instalados na intranet do IPEN. O sistema de gerenciamento da base de dados foi desenvolvido com o MySQL, o qual utiliza a linguagem SQL como interface. A linguagem de programação PHP foi usada para permitir o manuseio da base de dados pelo usuário. Ao final deste trabalho, foi gerado um sistema de gerenciamento de base de dados capaz de fornecer as informações de modo otimizado e com bom desempenho. / The objective of this work is to present the computational database that was developed to store technical information and process data on component operation, failure and maintenance for the nuclear research reactors located at the Nuclear and Energy Research Institute (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN), in São Paulo, Brazil. Data extracted from this database may be applied in the Probabilistic Safety Analysis of these research reactors or in less complex quantitative assessments related to safety, reliability, availability and maintainability of these facilities. This database may be accessed by users of the corporate network, named IPEN intranet. Professionals who require the access to the database must be duly registered by the system administrator, so that they will be able to consult and handle the information. The logical model adopted to represent the database structure is an entity-relationship model, which is in accordance with the protocols installed in IPEN intranet. The open-source relational database management system called MySQL, which is based on the Structured Query Language (SQL), was used in the development of this work. The PHP programming language was adopted to allow users to handle the database. Finally, the main result of this work was the creation a web application for the component reliability database named PSADB, specifically developed for the research reactors of IPEN; furthermore, the database management system provides relevant information efficiently.

O objetivo deste trabalho é apresentar a base de dados que foi desenvolvida para armazenar dados técnicos e processar dados sobre operação, falha e manutenção de equipamentos dos reatores nucleares de pesquisa localizados no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), em São Paulo - SP. Os dados extraídos desta base poderão ser aplicados na Análise Probabilística de Segurança dos reatores de pesquisa ou em avaliações quantitativas menos complexas relacionadas à segurança, confiabilidade, disponibilidade e manutenibilidade destas instalações. Esta base de dados foi desenvolvida de modo a permitir que as informações nela contidas estejam disponíveis aos usuários da rede corporativa, que é a intranet do IPEN. Os profissionais interessados deverão ser devidamente cadastrados pelo administrador do sistema, para que possam efetuar a consulta e/ou o manuseio dos dados. O modelo lógico e físico da base de dados foi representado por um diagrama de entidades e relacionamento e está de acordo com os módulos de segurança instalados na intranet do IPEN. O sistema de gerenciamento da base de dados foi desenvolvido com o MySQL, o qual utiliza a linguagem SQL como interface. A linguagem de programação PHP foi usada para permitir o manuseio da base de dados pelo usuário. Ao final deste trabalho, foi gerado um sistema de gerenciamento de base de dados capaz de fornecer as informações de modo otimizado e com bom desempenho. / The objective of this work is to present the computational database that was developed to store technical information and process data on component operation, failure and maintenance for the nuclear research reactors located at the Nuclear and Energy Research Institute (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN), in São Paulo, Brazil. Data extracted from this database may be applied in the Probabilistic Safety Analysis of these research reactors or in less complex quantitative assessments related to safety, reliability, availability and maintainability of these facilities. This database may be accessed by users of the corporate network, named IPEN intranet. Professionals who require the access to the database must be duly registered by the system administrator, so that they will be able to consult and handle the information. The logical model adopted to represent the database structure is an entity-relationship model, which is in accordance with the protocols installed in IPEN intranet. The open-source relational database management system called MySQL, which is based on the Structured Query Language (SQL), was used in the development of this work. The PHP programming language was adopted to allow users to handle the database. Finally, the main result of this work was the creation a web application for the component reliability database named PSADB, specifically developed for the research reactors of IPEN; furthermore, the database management system provides relevant information efficiently.

Prescriptively, the requirement of fire safety protection systems for distribution substations is not provided in the compliance document for fire safety to the New Zealand Building Code. Therefore, the New Zealand Fire Service (NZFS) has proposed a list of fire safety protection requirements for distribution substations in a letter, dated 10th July 2002. A review by Nyman [1], has considered the fire safety requirements proposed by the NZFS and discussed the issues with a number of fire engineers over the last three years. Nyman concerned that one of the requirements regarding the four hour fire separation between the distribution substation and the interior spaces of the building may not be necessary when considering the risk exposure to the building occupants in different situations, such as the involvement of the sprinkler systems and the use of transformers with a lower fire hazard. Fire resistance rating (FRR) typically means the time duration for which passive fire protection system, such as fire barriers, fire walls and other fire rated building elements, can maintain its integrity, insulation and stability in a standard fire endurance test. Based on the literature review and discussions with industry experts, it is found that failure of the passive fire protection system in a real fire exposure could potentially occur earlier than the time indicated by the fire resistance rating derived from the standard test depending on the characteristics of the actual fire (heat release rate, fire load density and fire location) and the characteristics of the fire compartment (its geometric, ventilation conditions, opening definition, building services and equipment). Hence, it is known that a higher level of fire safety, such as 4 hour fire rated construction and use of sprinkler system, may significantly improve the fire risk to health of safety of occupants in the building; however, they could never eliminate the risk. This report presents a fire engineering Quantitative Risk Assessment (QRA) on a transformer fire initiating in a distribution substation inside a high-rise residential and commercial mixeduse building. It compares the fire safety protection requirements for distribution substations from the NZFS to other relevant documents worldwide: the regulatory standards in New Zealand, Australia and United States of America, as well as the non-regulatory guidelines from other stakeholders, such as electrical engineering organisation, insurance companies and electricity providers. This report also examines the characteristics of historical data for transformer fires in distribution substations both in New Zealand and United States of America buildings. Reliability of active fire safety protection systems, such as smoke detection systems and sprinkler systems is reviewed in this research. Based on the data analysis results, a fire risk estimate is determined using an Event Tree Analysis (ETA) for a total of 14 scenarios with different fire safety designs and transformer types for a distribution substation in a high-rise residential and commercial mixed-use building. In Scenario 1 to 10 scenarios, different combinations of fire safety systems are evaluated with the same type of transformer, Flammable liquid (mineral oil) insulated transformer. In Scenario 11 to Scenario 14, two particular fire safety designs are selected as a baseline for the analysis of transformer types. Two types of transformer with a low fire hazard are used to replace the flammable liquid (mineral oil) insulated transformer in a distribution substation. These are less flammable liquid (silicone oil) insulated transformers and dry type (dry air) transformers. The entire fire risk estimate is determined using the software package @Risk4.5. The results from the event tree analysis are used in the cost-benefit analysis. The cost-benefit ratios are measured based on the reduced fire risk exposures to the building occupants, with respect to the investment costs of the alternative cases, from its respective base case. The outcomes of the assessment show that the proposed four hour fire separation between the distribution substations and the interior spaces of the building, when no sprinkler systems are provided, is not considered to be the most cost-effective alternative to the life safety of occupants, where the cost-benefit ratio of this scenario is ranked fifth. The most cost-effective alternative is found to be the scenario with 30 minute fire separation and sprinkler system installed. In addition to the findings, replacing a flammable liquid insulated transformer with a less flammable liquid insulated transformer or a dry type transformer is generally considered to be economical alternatives. From the QRA analysis, it is concluded that 3 hour fire separation is considered to be appropriate for distribution substations, containing a flammable liquid insulated transformer and associated equipment, in non-sprinklered buildings. The fire ratings of the separation construction can be reduced to 30 minute FRR if sprinkler system is installed. This conclusion is also in agreement with the requirements of the National Fire Protection Association (NFPA).

Rieck & Nedelman (1991) propuseram um modelo de regressão log-linear tendo como base a distribuição Birnbaum-Saunders (Birnbaum & Saunders, 1969a). O modelo proposto pelos autores vem sendo bastante explorado e tem se mostrado uma ótima alternativa a outros modelos propostos na literatura, como por exemplo, os modelos de regressão Weibull, gama e lognormal. No entanto, até o presente momento, não existe nenhum estudo tratando de refinamentos para as estatísticas da razão de verossimilhanças e escore nesta classe de modelos de regressão. Assim, um dos objetivos desta tese é obter um fator de correção de Bartlett para a estatística da razão de verossimilhanças e um fator de correção tipo-Bartlett para a estatística escore nesse modelo. Estes ajustes melhoram a aproximação da distribuição nula destas estatísticas pela distribuição qui-quadrado de referência. Adicionalmente, objetiva-se obter ajustes para a estatística da razão de verossimilhanças sinalizada. Tais ajustes melhoram a aproximação desta estatística pela distribuição normal padrão. Recentemente, uma nova estatística de teste foi proposta por Terrell (2002), a qual o autor denomina estatística gradiente. Esta estatística foi derivada a partir da estatística escore e da estatística de Wald modificada (Hayakawa & Puri, 1985). A combinação daquelas duas estatísticas resulta em uma estatística muito simples de ser calculada, não envolvendo, por exemplo, nenhum cálculo matricial como produto e inversa de matrizes. Esta estatística foi recentemente citada por Rao (2005): \"The suggestion by Terrell is attractive as it is simple to compute. It would be of interest to investigate the performance of the [gradient] statistic.\" Caminhando na direção da sugestão de Rao, outro objetivo da tese é obter uma expansão assintótica para a distribuição da estatística gradiente sob uma sequência de alternativas de Pitman convergindo para a hipótese nula a uma taxa de convergência de n^{-1/2} utilizando a metodologia desenvolvida por Peers (1971) e Hayakawa (1975). Em particular, mostramos que, até ordem n^{-1/2}, a estatística gradiente segue distribuição qui-quadrado central sob a hipótese nula e distribuição qui-quadrado não central sob a hipótese alternativa. Também temos como objetivo comparar o poder local deste teste com o poder local dos testes da razão de verossimilhanças, de Wald e escore. Finalmente, aplicaremos a expansão assintótica derivada na tese em algumas classes particulares de modelos. / The Birnbaum-Saunders regression model is commonly used in reliability studies.We address the issue of performing inference in this class of models when the number of observations is small. Our simulation results suggest that the likelihood ratio and score tests tend to be liberal when the sample size is small. We derive Bartlett and Bartlett-type correction factors which reduce the size distortion of the tests. Additionally, we also consider modified signed log-likelihood ratio statistics in this class of models. Finally, the asymptotic expansion of the distribution of the gradient test statistic is derived for a composite hypothesis under a sequence of Pitman alternative hypotheses converging to the null hypothesis at rate n^{-1/2}, n being the sample size. Comparisons of the local powers of the gradient, likelihood ratio, Wald and score tests reveal no uniform superiority property.

Rieck & Nedelman (1991) propuseram um modelo de regressão log-linear tendo como base a distribuição Birnbaum-Saunders (Birnbaum & Saunders, 1969a). O modelo proposto pelos autores vem sendo bastante explorado e tem se mostrado uma ótima alternativa a outros modelos propostos na literatura, como por exemplo, os modelos de regressão Weibull, gama e lognormal. No entanto, até o presente momento, não existe nenhum estudo tratando de refinamentos para as estatísticas da razão de verossimilhanças e escore nesta classe de modelos de regressão. Assim, um dos objetivos desta tese é obter um fator de correção de Bartlett para a estatística da razão de verossimilhanças e um fator de correção tipo-Bartlett para a estatística escore nesse modelo. Estes ajustes melhoram a aproximação da distribuição nula destas estatísticas pela distribuição qui-quadrado de referência. Adicionalmente, objetiva-se obter ajustes para a estatística da razão de verossimilhanças sinalizada. Tais ajustes melhoram a aproximação desta estatística pela distribuição normal padrão. Recentemente, uma nova estatística de teste foi proposta por Terrell (2002), a qual o autor denomina estatística gradiente. Esta estatística foi derivada a partir da estatística escore e da estatística de Wald modificada (Hayakawa & Puri, 1985). A combinação daquelas duas estatísticas resulta em uma estatística muito simples de ser calculada, não envolvendo, por exemplo, nenhum cálculo matricial como produto e inversa de matrizes. Esta estatística foi recentemente citada por Rao (2005): \"The suggestion by Terrell is attractive as it is simple to compute. It would be of interest to investigate the performance of the [gradient] statistic.\" Caminhando na direção da sugestão de Rao, outro objetivo da tese é obter uma expansão assintótica para a distribuição da estatística gradiente sob uma sequência de alternativas de Pitman convergindo para a hipótese nula a uma taxa de convergência de n^{-1/2} utilizando a metodologia desenvolvida por Peers (1971) e Hayakawa (1975). Em particular, mostramos que, até ordem n^{-1/2}, a estatística gradiente segue distribuição qui-quadrado central sob a hipótese nula e distribuição qui-quadrado não central sob a hipótese alternativa. Também temos como objetivo comparar o poder local deste teste com o poder local dos testes da razão de verossimilhanças, de Wald e escore. Finalmente, aplicaremos a expansão assintótica derivada na tese em algumas classes particulares de modelos. / The Birnbaum-Saunders regression model is commonly used in reliability studies.We address the issue of performing inference in this class of models when the number of observations is small. Our simulation results suggest that the likelihood ratio and score tests tend to be liberal when the sample size is small. We derive Bartlett and Bartlett-type correction factors which reduce the size distortion of the tests. Additionally, we also consider modified signed log-likelihood ratio statistics in this class of models. Finally, the asymptotic expansion of the distribution of the gradient test statistic is derived for a composite hypothesis under a sequence of Pitman alternative hypotheses converging to the null hypothesis at rate n^{-1/2}, n being the sample size. Comparisons of the local powers of the gradient, likelihood ratio, Wald and score tests reveal no uniform superiority property.