Fabio Ruini’s blog

Focused on research
Research has to be funded according to the nature of research, meaning concentrated on output.

Consistency
The European Research Area (ERA) should benefit from a consistent vision shared by all actors for funding research throughout the different programmes that is avoiding all kinds of unnecessary technical and administrative details but instead promoting key funding principles based on an appropriate level of accountability.

Reliablility
Research and development is of utmost importance for Europe and its future oriented development. However, we need effective, reliable and stable funding principles to make it happen.

Risk taking
Research and innovation are risk taking activities. An appropriate level of tolerable risks is vital for success and should be supported by European research programmes.

Come tema d’esame, si richiede allo studente di scrivere un programma, in linguaggio C, in grado di implementare due diversi tipi di strutture dati astratte: liste lineari e code.

All’avvio del programma, attraverso un menu a scelta rapida l’utente dovra’ scegliere una tra le seguenti opzioni:

1. Crea una nuova lista lineare
2. Scorri e visualizza gli elementi contenuti all’interno della lista lineare
3. Aggiungi un nuovo elemento all’interno della lista lineare
4. Elimina un elemento contenuto all’interno della lista lineare
5. Crea una nuova pila (stack)
6. Scorri e visualizza gli elementi contenuti all’interno della pila
7. Aggiungi un nuovo elemento all’interno della pila
8. Elimina l’elemento di testa della pila
9. Scegli la directory dove salvare il contenuto delle strutture dati
10. Effettua il salvataggio delle strutture dati
11. Esci dal software

L’utente dovra’ scegliere l’operazione da eseguire digitando il numero corrispondente e premendo il tasto INVIO. Si tenga presente che l’utente non dovra’ avere sempre accesso a tutte le funzionalita’ offerte dal programma. In particolare, la funzione 10 non sara’ attiva fino a quando l’utente non avra’ selezionato una directory valida (esistente e con privilegi di scrittura per l’utente corrente) attraverso la funzione 9. Come ovvio, non sara’ possibile accedere alle funzioni 2, 3 e 4 fintanto che una lista lineare non e’ stata creata. Allo stesso modo, le funzioni 6, 7 e 8 non saranno accessibili in assenza di una pila.

Ulteriori note

• Il progetto dovra’ essere realizzato individualmente.
• Il programma dovrà essere scritto in codice ANSI C standard, al fine di garantirne il più ampio livello di portabilità possibile. Non e’ ammesso, a meno che tale possibilità non sia esplicitata nel testo d’esame o nelle FAQ pubblicate su Dolly, l’utilizzo di comandi propri del sistema operativo in uso. Il programma dovra’ essere in grado di “girare” allo stesso modo su qualsiasi piattaforma.
• Il programma dovra’ rispettare in maniera assolutamente rigorosa le specifiche illustrare in questo documento. Qualsiasi modifica rispetto allo schema ivi delineato ed apportata in maniera arbitraria verra’ considerata un errore. Per qualsiasi dubbio o chiarimento si prega di utilizzare il forum.
• Il programma dovra’ essere adeguatamente commentato. Non abbiate paura di essere eccessivamente prolissi nei vostri commenti.
• La leggibilita’ del codice puo’ essere migliorata distribuendo e raggruppando le varie funzioni in file di testo separati. Una buona scomposizione puo’ prevedere un file “principale” (contenente le variabili globali e le funzioni di gestione del menu di scelta rapida) ed altri due dedicati rispettivamente a contenere le funzioni deputate a gestire la lista lineare e la coda.
• Sia la lista lineare che la pila dovranno contenere al loro interno esclusivamente valori interi.
• La pila deve essere implementata mediante lista lineare.
• Le funzioni di creazione della lista lineare e della coda devono poter funzionare senza che all’utente venga richiesto preventivamente quanti elementi tali strutture dovranno contenere.
• Nel momento in cui viene richiamata la funzione numero 10 (salvataggio dati), il contenuto della lista lineare e della coda deve essere memorizzato all’interno di appositi e separati file di testo (contenuti nella directory specificata attraverso la funzione 9 del menu principale). La struttura di questi file di testo deve essere estremamente semplice: si consiglia di non scrivere altro che un valore per riga. I due file dovranno essere chiamati rispettivamente “lista.txt” e “pila.txt”.
• La funzione di salvataggio non potra’ essere chiamata prima che siano state create una lista lineare o una pila. Nel caso in cui solo una delle due strutture dati sia stata definita, il programma dovra’ essere in grado di accorgersi dell’assenza di una di queste e conseguentemente creare un solo file di testo.

Established in 2006, the School of Earth and Space Exploration (SESE) is the focal point for earth and space science at Arizona State University, one of the largest and fastest growing institutions of higher learning in the United States. An essential part of the SESE mission is an effective integration of disciplines such as astrophysics, biogeochemistry, geology, geophysics, hydrology and engineering for scientific exploration.

Over the next two years, SESE will be hiring a large number of faculty – at a variety of ranks – in order to build its capacity for transdisciplinary research and education in earth and space science and engineering. (A full listing of current searches may be found at http://sese.asu.edu/opportunities.)

One priority for SESE is to welcome new faculty with interests in sensor networks and robotics. Specifically, we seek applicants who are interested in developing techniques for integrating large arrays of static and mobile sensors and robots to monitor physical, chemical, and biological processes that shape the evolution of Earth’s surface and near surface environments. Research interests could range from the development of control and distributed sensing algorithms to the field deployment of sensor networks and robots for environmental observations. A demonstrated track record in research, teaching and grantsmanship is preferred. Opportunities are available for joint appointments with other academic units within the College of Liberal Arts and Sciences and the Ira A. Fulton Schools of Engineering.

Applications should include: 1) a cover letter that includes a description of the applicant’s research and teaching interests, 2) a current CV, and 3) the names, addresses and telephone numbers of three references. Inquiries and applications must be addressed to Kip Hodges, Director, School of Earth and Space Exploration, and submitted electronically to sesenewfac@asu.edu.
Submissions in pdf format are preferred.

L’automa cellulare in questione si basa su una matrice quadrata (lattice), in cui ogni cella e’ occupata da un individuo. Ciascun individuo e’ caratterizzato da un proprio credo politico, espresso come 0 o 1. Il modello si sviluppa su scala temporale discreta per un certo numero di iterazioni. Ad ogni iterazione, per via dell’effetto della “pressione sociale”, ciascun individuo aggiorna il proprio credo politico sulla base di quello che e’ il credo delle persone che vivono attorno a lui. Le persone aventi influenza sul credo politico di un certo individuo sono quelle definite nel contesto del suo intorno. L’intorno di un individuo e’ costituito dai conspecifici che occupano le 8 celle attorno a lui. Se ad esempio un individuo e’ posizionato in una cella di coordinate (x, y), il suo intorno sara’ costituito dagli individui nelle celle {(x-1, y-1), (x, y-1), (x+1, y-1), (x-1, y), (x+1, y), (x-1, y+1), (x, y+1), (x+1, y+1)}. L’ambiente di riferimento e’ da intendersi toroidale, cosicche’ tutti gli individui possono contare su un intorno avente la stessa dimensione. Ad ogni iterazione, se tra i vicini di un certo individuo ve ne e’ un numero uguale o superiore ad un valore di soglia prefissato aventi credo 1, allora anche l’individuo in questione diventera’ (o rimarra’) un sostenitore dell’idea 1. In caso contrario, diventera’ (o rimarra’) sostenitore dell’idea 0.

All’avvio del programma, attraverso un menu a scelta rapida l’utente dovra’ scegliere una tra le seguenti opzioni:

1. Avvia una nuova simulazione
2. Scegli la directory nella quale salvare i risultati
3. Esci dal programma

L’utente dovra’ scegliere l’operazione da eseguire digitando il numero corrispondente e premendo il tasto INVIO. Si tenga presente che l’utente non dovra’ avere sempre accesso a tutte le funzionalita’ offerte dal programma. In particolare, la funzione 1 non sara’ attiva fino a quando l’utente non avra’ selezionato una directory valida (esistente e con privilegi di scrittura per l’utente corrente) attraverso la funzione 2.

Ulteriori note

• Il progetto dovra’ essere realizzato individualmente. • Il programma dovrà essere scritto in codice ANSI C standard, al fine di garantirne il più ampio livello di portabilità possibile. Non e’ ammesso, a meno che tale possibilità non sia esplicitata nel testo d’esame o nelle FAQ pubblicate su Dolly, l’utilizzo di comandi propri del sistema operativo in uso. Il programma dovra’ essere in grado di “girare” allo stesso modo su qualsiasi piattaforma.
• Il programma dovra’ essere adeguatamente commentato. Non abbiate paura di essere eccessivamente prolissi nei vostri commenti.
• Il programma dovra’ rispettare in maniera assolutamente rigorosa le specifiche illustrare in questo documento. Qualsiasi modifica rispetto allo schema ivi delineato ed apportata in maniera arbitraria verra’ considerata un errore. Per qualsiasi dubbio o chiarimento si prega di utilizzare il forum.
• L’ambiente di riferimento deve essere inteso come una matrice di valori interi. Ogni cella avra’ valore 0 o 1 a seconda del credo politico dell’individuo che la abita.
• All’avvio del programma, ogni cella sara’ occupata con probabilita’ 0.5 da un individuo con credo politico 0. Con la medesima probabilita’ la cella sara’ occupata da un individuo con credo politico 1.
  Il programma dovra’ visualizzare a schermo lo stato corrente della matrice ad ogni iterazione, passando automaticamente dall’una alla successiva, ma lasciando all’utente tempo sufficiente per osservare i cambiamenti in atto.
• Il programma dovra’ appoggiarsi ad un file esterno, chiamato parametri.dat (contenuto nella stessa directory nella quale sono memorizzati i sorgenti del software), nel quale saranno specificati tutti i dettagli della simulazione. Il file in questione (ovviamente creato come plain text, senza alcun tipo di formattazione) dovra’ essere composto da sei righe. Nelle righe del file verranno specificati rispettivamente: il numero di righe dell’ambiente/matrice di riferimento, il numero di colonne, il valore di soglia da utilizzare per definire le nuove credenze politiche degli individui, il tempo di attesa (in millisecondi) tra la visualizzazione di due stati successivi della matrice, il comportamento da adottare in caso di uguaglianza con il valore del soglia.
• Al termine di ogni iterazione, il programma deve salvare alcune statistiche in appositi e separati file di testo (contenuti nella directory specificata attraverso la funzione 2 del menu principale). Queste statistiche sono: numero di sostenitori dell’idea 0, numero di sostenitori dell’idea 1, percentuale di sostenitore dell’idea 0 sul totale, percentuale di sostenitori dell’idea 1 sul totale. La struttura di questi files di testo deve essere estremamente semplice: si consiglia di scrivere semplicemente un valore per riga. Al termine del programma, in un file a parte dovra’ essere anche salvato lo stato finale dell’ambiente/matrice di riferimento.
• Lo studente dovra’ provare diverse condizioni sperimentali ed allegare al proprio software i risultati ottenuti da ciascuna di esse. Tali condizioni sono:
  • matrice 50×50, 100 iterazioni, valore di soglia=4, l’individuo diventa/rimane sostenitore di 1 se il valore di soglia viene raggiunto;
  • matrice 50×50, 100 iterazioni, valore di soglia=4, l’individuo diventa/rimane sostenitore di 0 se il valore di soglia viene raggiunto;
  • matrice 50×50, 100 iterazioni, valore di soglia=3, l’individuo diventa/rimane sostenitore di 1 se il valore di soglia viene raggiunto;
  • matrice 100×100, 1000 iterazioni, valore di soglia=4, l’individuo diventa/rimane sostenitore di 1 se il valore di soglia viene raggiunto.

Come tema d’esame, si richiede allo studente di scrivere un programma, in linguaggio C, in grado di implementare una versione semplificata del modello Sugarscape originariamente sviluppato da Epstein ed Axtell (Epstein, J.M. & Axtell, R., Growing Artificial Societies, MIT Press, 1996).

Il modello Sugarscape e’ un sistema multi-agente simulato via software, all’interno del quale vive e si sviluppa una vera e propria societa’ artificiale composta da individui (agenti) che interagiscono con l’ambiente seguendo semplici regole di interazione locale. Come ampiamente dimostrato da Epstein ed Axtell, nonche’ da innumerevoli studi che ne sono conseguiti, anche da modelli semplici come questo possono emergere numerosi fenomeni interessanti. Nel caso specifico, una delle cose che si potra’ studiare e’ la “capacita’ di carico” dell’ambiente (il quale puo’ essere considerato una sorta di nicchia ecologica) all’interno del quale vivono gli agenti.

L’ambiente dove la simulazione si sviluppa e’ lo Sugarscape, una griglia bi-dimensionale di dimensione 50×50 (2,500 celle totali). Ciascuna di queste celle, identificate dalle loro coordinate x, y, e’ caratterizzata da un livello corrente di zucchero ed una capacita’ massima di zucchero che questa cella e’ in grado di contenere al suo interno (entrambi i valori interi e compresi tra 1 e 4). La figura riprodotta qui sotto mostra come la capacita’ massima delle varie celle sia distribuita nell’ambiente.

Un certo numero di agenti vive all’interno di questo ambiente, ha un proprio metabolismo che lo porta a consumare ad ogni time-step (il modello si sviluppa infatti su una scala di tempo discreta) un certo ammontare di riserve energetiche, le quali assumono un certo valore all’inizio della simulazione e possono poi essere ricostituite raccogliendo zucchero dall’ambiente. Il metabolismo e’ diverso da agente ad agente e corrisponde all’ammontare di zucchero consumato ad ogni time-step. Ciascun agente e’ inoltre dotato di un particolare sistema sensoriale (strettamente legato a quello motorio) che lo informa dell’ammontare di zucchero presente nelle celle che circondano quella all’interno del quale si trova. Ciascun agente puo’ “vedere” le celle disposte in direzione dei quattro punti cardinali (nord, sud, est, ovest) fino ad una certa distanza. Se ad esempio un certo agente si trova nella cella di coordinate x, y ed ha un range visivo pari a 2, sara’ in grado di misurare l’ammontare di zucchero presente nelle celle di coordinate: x+1, y; x+2, y; x-1, y; x-2, y; x, y+1; x, y+2; x, y-1; x, y-2. Una volta raccolte queste informazioni, l’agente si muovera’ direttamente nella cella contenente la maggior quantita’ di zucchero. Nel caso in cui due o piu’ celle sulle quali e’ possibile muoversi contengano lo stesso ammontare di cibo, l’agente muovera’ sulla prima di quelle individuate. Ogni agente occupa lo spazio di una singola cella e non possono mai esservi due agenti all’interno della stessa cella.

Ad ogni time-step, tutti gli agenti svolgono le loro azioni in sequenza (tale sequenza e’ pero’ casuale ad ogni iterazione del modello). Ciascuno di essi si guarda attorno, sceglie la direzione nella quale muoversi, si sposta e raccoglie infine tutto lo zucchero eventualmente presente nella cella in cui si e’ mosso (e non da quelle che ha eventualmente solo attraversato). L’ambiente e’ toroidale. Questo significa che un agente che fuoriesce da uno dei bordi dell’ambiente riapparira’ dal lato opposto. La percezione sensoriale degli agenti deve tenere in considerazione tale caratteristica dell’ambiente. Quando tutti gli agenti hanno effettuato la loro azione, lo zucchero presente nell’ambiente si rigenera. Ciascuna cella aumenta di un’unita’ la quantita di zucchero presente al suo interno, a patto che non venga superata la sua capacita’ massima. Se in un dato momento le riserve energetiche di un agente raggiungono un valore minore o uguale a zero, l’agente muore ed e’ rimosso dall’ambiente.

All’avvio del programma, attraverso un menu a scelta rapida l’utente dovra’ scegliere una tra le seguenti opzioni:

1. Avvia una nuova simulazione
2. Scegli la directory dove salvare i risultati
3. Esci dal software

L’utente dovra’ scegliere l’operazione da eseguire digitando il numero corrispondente e premendo il tasto INVIO. Si tenga presente che l’utente non dovra’ avere sempre accesso a tutte le funzionalita’ offerte dal programma. In particolare, la funzione 1 non sara’ attiva fino a quando l’utente non avra’ selezionato una directory valida (esistente e con privilegi di scrittura per l’utente corrente) attraverso la funzione 2.

Ulteriori note

• Il progetto dovra’ essere realizzato individualmente.
• Il programma dovrà essere scritto in codice ANSI C standard, al fine di garantirne il più ampio livello di portabilità possibile. Non e’ ammesso, a meno che tale possibilità non sia esplicitata nel testo d’esame o nelle FAQ pubblicate su Dolly, l’utilizzo di comandi propri del sistema operativo in uso. Il programma dovra’ essere in grado di “girare” allo stesso modo su qualsiasi piattaforma.
• Il programma dovra’ essere adeguatamente commentato. Non abbiate paura di essere eccessivamente prolissi nei vostri commenti.
• Il programma dovra’ rispettare in maniera assolutamente rigorosa le specifiche illustrare in questo documento. Qualsiasi modifica rispetto allo schema ivi delineato ed apportata in maniera arbitraria verra’ considerata un errore. Per qualsiasi dubbio o chiarimento si prega di utilizzare il forum.
• La simulazione si sviluppa in 500 iterazioni. Per iterazione si intende il movimento di tutti gli agenti e la conseguente ricrescita dello zucchero.
• La simulazione ha inizio con tutte le celle dell’ambiente contenenti un livello di zucchero pari alla loro capacita’ massima.
• All’inizio della simulazione vengono introdotti nell’ambiente 400 agenti, distribuiti in maniera casuale.
• Il metabolismo degli agenti e’ un valore discreto diffuso in maniera uniforme nella popolazione tra i valori 1 e 4 (100 agenti avranno metabolismo pari a 1, 100 metabolismo 2, ecc…). Stessa cosa vale per il range visivo.
• Ciascun agente inizia la simulazione con una riserva di zucchero pari a 10 unita’.
• Non c’e’ limite all’ammontare di zucchero che un agente puo’ raccogliere e conservare.
• L’ordine di ricerca delle celle da parte degli agenti non ha importanza. Questo deve pero’ essere omogeneo per tutti gli agenti.
• Quando l’agente si muove, prima raccoglie lo zucchero presente nella cella nella quale si e’ spostato e soltanto al termine di questa operazione detrae dalle riserve l’ammontare di zucchero pari al proprio metabolismo.
• Al termine di ogni iterazione, il programma deve salvare alcune statistiche in appositi e separati file di testo (contenuti nella directory specificata attraverso la funzione 2 del menu principale). Queste statistiche sono: numero di agenti vivi, media del metabolismo degli agenti vivi, media del range visivo degli agenti vivi, quantita’ totale di zucchero presente nell’ambiente. La struttura di questi files di testo deve essere estremamente semplice: si consiglia di scrivere semplicemente un valore per riga.