Resolução numérica de escoamentos compressíveis empregando um método de partículas livre de malhas e o processamento em paralelo (CUDA)

Os métodos numéricos convencionais, baseados em malhas, têm sido amplamente aplicados na resolução de problemas da Dinâmica dos Fluidos Computacional. Entretanto, em problemas de escoamento de fluidos que envolvem superfícies livres, grandes explosões, grandes deformações, descontinuidades, ondas de choque etc., estes métodos podem apresentar algumas dificuldades práticas quando da resolução destes problemas. Como uma alternativa viável, existem os métodos de partículas livre de malhas. Neste trabalho é feita uma introdução ao método Lagrangeano de partículas, livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) voltado para a simulação numérica de escoamentos de fluidos newtonianos compressíveis e quase-incompressíveis. Dois códigos numéricos foram desenvolvidos, uma versão serial e outra em paralelo, empregando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA), que possibilita o processamento em paralelo empregando os núcleos das Graphics Processing Units (GPUs) das placas de vídeo da NVIDIA Corporation. Os resultados numéricos foram validados e a eficiência computacional avaliada considerandose a resolução dos problemas unidimensionais Shock Tube e Blast Wave e bidimensional da Cavidade (Shear Driven Cavity Problem).

Desenvolvimento de um simulador numérico empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics para a resolução de escoamentos incompressíveis. Implementação computacional em paralelo (CUDA)

Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico baseado no método livre de malhas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para a resolução de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis. Diferentemente da maioria das versões existentes deste método, o código numérico faz uso de uma técnica iterativa na determinação do campo de pressões. Este procedimento emprega a forma diferencial de uma equação de estado para um fluido compressível e a equação da continuidade a fim de que a correção da pressão seja determinada. Uma versão paralelizada do simulador numérico foi implementada usando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA) da NVIDIA Corporation. Foram simulados três problemas, o problema unidimensional do escoamento de Couette e os problemas bidimensionais do escoamento no interior de uma Cavidade (Shear Driven Cavity Problem) e da Quebra de Barragem (Dambreak).

Um algoritmo em paralelo para solução de equações diferenciais evolutivas

Este trabalho que envolve matemática aplicada e processamento paralelo: seu objetivo é avaliar uma estratégia de implementação em paralelo para algoritmos de diferenças finitas que aproximam a solução de equações diferenciais de evolução. A alternativa proposta é a substituição dos produtos matriz-vetor efetuados sequencialmente por multiplicações matriz-matriz aceleradas pelo método de Strassen em paralelo. O trabalho desenvolve testes visando verificar o ganho computacional relacionado a essa estratégia de paralelização, pois as aplicacações computacionais, que empregam a estratégia sequencial, possuem como característica o longo período de computação causado pelo grande volume de cálculo. Inclusive como alternativa, nós usamos o algoritmo em paralelo convencional para solução de algoritmos explícitos para solução de equações diferenciais parciais evolutivas no tempo. Portanto, de acordo com os resultados obtidos, nós observamos as características de cada estratégia em paralelo, tendo como principal objetivo diminuir o esforço computacional despendido.

Hardware paralelo reconfigurável para identificação de alinhamentos de sequências de DNA.

Amostras de DNA são encontradas em fragmentos, obtidos em vestígios de uma cena de crime, ou coletados de amostras de cabelo ou sangue, para testes genéticos ou de paternidade. Para identificar se esse fragmento pertence ou não a uma sequência de DNA, é necessário compará-los com uma sequência determinada, que pode estar armazenada em um banco de dados para, por exemplo, apontar um suspeito. Para tal, é preciso uma ferramenta eficiente para realizar o alinhamento da sequência de DNA encontrada com a armazenada no banco de dados. O alinhamento de sequências de DNA, em inglês DNA matching, é o campo da bioinformática que tenta entender a relação entre as sequências genéticas e suas relações funcionais e parentais. Essa tarefa é frequentemente realizada através de softwares que varrem clusters de base de dados, demandando alto poder computacional, o que encarece o custo de um projeto de alinhamento de sequências de DNA. Esta dissertação apresenta uma arquitetura de hardware paralela, para o algoritmo BLAST, que permite o alinhamento de um par de sequências de DNA. O algoritmo BLAST é um método heurístico e atualmente é o mais rápido. A estratégia do BLAST é dividir as sequências originais em subsequências menores de tamanho w. Após realizar as comparações nessas pequenas subsequências, as etapas do BLAST analisam apenas as subsequências que forem idênticas. Com isso, o algoritmo diminui o número de testes e combinações necessárias para realizar o alinhamento. Para cada sequência idêntica há três etapas, a serem realizadas pelo algoritmo: semeadura, extensão e avaliação. A solução proposta se inspira nas características do algoritmo para implementar um hardware totalmente paralelo e com pipeline entre as etapas básicas do BLAST. A arquitetura de hardware proposta foi implementada em FPGA e os resultados obtidos mostram a comparação entre área ocupada, número de ciclos e máxima frequência de operação permitida, em função dos parâmetros de alinhamento. O resultado é uma arquitetura de hardware em lógica reconfigurável, escalável, eficiente e de baixo custo, capaz de alinhar pares de sequências utilizando o algoritmo BLAST.

Algumas Contribuições para Algoritmos de Controle de Filtros Ativos e Híbridos Conectados em Paralelo com Redes Elétricas Trifásicas a 3 ou a 4 Fios.

Este trabalho apresenta contribuições para algoritmos de controle utilizados em filtros ativos e híbridos conectados em redes elétricas trifásicas a 3 ou a 4 fios. Em relação aos algoritmos de controle para filtros ativos, a contribuição consiste em estender o conceito da filtragem harmônica seletiva para compensação de correntes harmônicas e desequilibradas em uma rede trifásica a 4 fios. Esses algoritmos derivam dos conceitos utilizados na teoria da potência instantânea (teoria pq), em conjunto com um circuito de sincronismo PLL. É importante ressaltar que estes algoritmos não utilizam as correntes consumidas pelas cargas, ou seja, apenas as tensões no ponto da rede onde o filtro está conectado são utilizadas para determinação das correntes harmônicas de referência. Apenas as correntes na saída do conversor são utilizadas como realimentação do controle PWM. Estes algoritmos também foram utilizados no filtro híbrido para compensação de correntes harmônicas em uma rede trifásica a 3 fios. Por fim foi feito uma alteração nesses algoritmos de controle que permite eliminar as correntes utilizadas na realimentação do controle PWM. Resultados de simulação são apresentados com objetivo de observar o comportamento desses algoritmos tanto no filtro ativo quanto no híbrido nas condições mencionadas.

Docência em educação a distância: o professor por um fio

O tema Educação à Distância (EAD), com a expansão do uso das tecnologias de informação, faz-se presente na atualidade, através de propostas, debates e ações dos dirigentes da educação. Essa inovação pedagógica passou a ser uma modalidade regular do sistema educacional brasileiro, através da nova Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (Lei 9394/96). Diante da emergência de projetos como o do Consórcio de Educação Superior à Distância do Estado do Rio de Janeiro (CEDERJ) e da enorme polêmica que a introdução desta modalidade de ensino vem provocando, percebe-se a necessidade de discutir e pesquisar as ações e políticas públicas para a democratização da formação profissional e o atendimento às demandas sociais de educação. Elegemos como foco privilegiado o estudo do perfil dos tutores, traçando um paralelo entre a prática destes profissionais e a dos chamados professores presenciais. Nosso objetivo principal é identificar quem são os tutores e quais são as especificidades de seu perfil, incluindo a discussão de fatores como formação, atuação e prática político-pedagógica. Vale destacar que nossos estudos são resultado da experiência e da pesquisa acadêmica, portanto, para fundamentar o presente estudo nos valemos da revisão da literatura pertinente e da observação nas próprias unidades do CEDERJ.

Os movimentos autonomistas bolivianos na atualidade e a influência brasileira

O objetivo da presente dissertação é fazer um levantamento geral dos movimentos autonomistas e da importância do Brasil (não só a partir da Petrobras, mas principalmente) para a economia boliviana. Como principal parceiro comercial do país andino, é natural que o Brasil exerça influência sobre a economia daquele país. E, como se pode notar, os movimentos autonomistas bolivianos surgiram justamente com base numa questão econômica relacionada aos royalties do petróleo. É curioso que a luta desses movimentos reacenda em concomitante com os aumentos dos investimentos da Petrobras na Bolívia, o que prenuncia que o aumento do interesse da elite cruzenha em ter maior controle sobre os seus recursos econômicos e naturais. A geografia da Bolívia é apresentada associada à presença de recursos naturais. O intuito foi de se demonstrar a relação determinado/determinante, elucidando de que forma o território boliviano contribuiu para os fenômenos retratados (como na questão da localização dos recursos naturais), e de que forma os fenômenos retratados contribuíram para a reconfiguração do território boliviano (por exemplo, na questão do esgotamento desses mesmos recursos naturais). Em paralelo, busca-se explicitar como se desenvolveu o departamento de Santa Cruz e a identidade cruzenha, e como se desenvolveu o sentimento indígena. Feito isto, A partir do momento em que a exploração de hidrocarbonetos se intensificou na Bolívia, a questão dos royalties se fez presente. A questão da participação da Petrobras Bolívia sugere influências no desenvolvimento econômico (e consequentemente político) boliviano.

Argumentação na mídia impressa: textos opinativos dO Globo na década de 1940 e na atualidade

A tese tem por objetivo uma análise da argumentação em colunas de opinião, fazendo um paralelo entre dois momentos de um tradicional jornal brasileiro, O Globo. Dessa forma, analisamos textos opinativos dos períodos de 1947 e 2007 um intervalo, portanto, de 60 anos. Realizamos uma comparação entre esses dois períodos, a fim de estabelecer semelhanças e contrastes no que diz respeito à construção do texto argumentativo. Ao todo, foram selecionados para esse estudo comparativo um total de cinqüenta textos vinte e cinco de 1947 e vinte e cinco de 2007. Foram elencados para essa análise três elementos a fim de verificar a argumentação do jornal nas duas épocas, a saber: a seleção vocabular a serviço da argumentação, o uso dos tempos verbais e a pontuação. Após uma análise quantitativa e qualitativa desses três elementos, também apresentamos algumas considerações acerca do ensino da argumentação na escola, com algumas sugestões de atividades para os professores de Língua Portuguesa

Autoritarismo e sistema penal

O autoritarismo, complexo fenômeno social largamente estudado pela Ciência Política e pela Psicologia Social, é aqui pesquisado em suas articulações com o sistema penal. Na medida em que o autoritarismo deriva do poder e em que o sistema penal deriva do direito, são estudados os conceitos de poder e de direito, em suas peculiaridades e inter-relações. Em seguida, examinam-se a história da construção do conceito de autoridade e os contextos políticos e psicológico-sociais em que o termo autoritarismo tem sido empregado, para, em seguida, analisar, abstrata e conceitualmente, suas inter-relações com o sistema penal. Observa-se que o autoritarismo é característica estrutural de todo e qualquer sistema penal, manifestando-se nas mais variadas agências desse sistema, e em todos os planos: na criminalização primária (ou seja, na edição de leis penais), na criminalização secundária (i.e., na aplicação concreta de poder punitivo a autores concretos), no poder positivo configurador da vida social, no discurso-jurídico penal (nas teorias dos juristas) e nos sistemas penais paralelo e subterrâneo. Como hipóteses de trabalho, são examinados o sistema penal alemão nazista e o sistema penal brasileiro contemporâneo, buscando verificar, ainda, se e em que medida há coincidências em propostas político-criminais e em práticas concretas de poder punitivo.

Capital, trabalho, saúde e meio ambiente: uma relação destrutiva analisada em uma indústria de pelotização

O presente trabalho visa analisar as condições do processo de trabalho de uma empresa mineradora, de capital multinacional, em usinas de pelotização, instaladas em Anchieta/ES. Pretende, também, examinar os determinantes desse processo e as conseqüências para a saúde dos trabalhadores, levando em consideração sua exposição aos riscos, relacionadas à destruição do meio ambiente. Os procedimentos metodológicos adotados na pesquisa consistiram basicamente de estudo bibliográfico, análise documental e aplicação de questionários aos trabalhadores da empresa residentes nesse município. O estudo parte da relação existente entre capital, trabalho e saúde do trabalhador, tendo como marco histórico a revolução industrial. Destacam-se nesse resgate os diferentes momentos do sistema produtivo capitalista, fazendo um paralelo com os sistemas de saúde em relação ao trabalhador. Verificamos que, com a expansão dos estudos sobre trabalho e saúde do trabalhador, as discussões não ficaram restritas ao chão da fábrica, passando a articular o mundo da produção e o ambiente de trabalho, introduzindo o debate sobre a deterioração das condições ambientais em escala planetária no atual estágio de desenvolvimento do capitalismo. O campo de análise em que os aspectos pontuados são examinados é a cidade de Anchieta/ES, onde se localiza a empresa pesquisada. O processo de operação das usinas de pelotização nessa localidade transformou o pequeno lugarejo praiano, que vivia apenas da pesca, da agricultura familiar e do turismo tradicional, no litoral sul do Espírito Santo, em sede de um possível conglomerado de empresas e indústrias ligadas ao minério, à siderurgia, ao petróleo e gás. Como resultantes dos efeitos desse processo de produção, nas condições de vida dos trabalhadores, observa-se que as alterações produzidas pela empresa influenciam destrutivamente as duas principais fontes de produção da sua riqueza: a natureza, configurada no meio-ambiente local e nacional, e a força de trabalho nela alocada que fica submetida a todos os fatores de risco a sua saúde.

A Câmara Municipal do Rio de Janeiro, das invasões corsárias ao governo de Luis Vahia Monteiro (1710 a 1732): uma história de conflitos pelo uso do território colonial.

As câmaras municipais constituíram-se em um dos mais notáveis mecanismos de manutenção do vasto império ultramarino português. Originavam-se dos antigos conselhos medievais, aglutinavam os interesses das elites coloniais ao serem compostas pelos homens bons da colônia, detinham considerável poder sobre a sociedade local além de terem a liberdade de representar ao rei de Portugal seus anseios ou dificuldades. Paralelo, ao poder do senado da câmara municipal, encontravam-se as autoridades nomeadas pelo rei de Portugal: governadores coloniais. Este compartilhamento do poder na colônia gerava, muitas vezes, conflitos entre a câmara municipal e os funcionários régios. No Rio de Janeiro, setecentista, vários fatores internos e externos à colônia deterioraram as relações entre os governadores coloniais e os membros do senado.Tal situação agrava-se com as incursões corsárias francesas de 1710 e 1711 que demonstraram a fragilidade do império português que há muito deixara de ter um poder naval significativo, perdendo espaços para potências como a França, Inglaterra e Holanda. Incapaz de conter os inimigos no vasto oceano, desprovido de meios navais capazes de patrulhar os litorais de suas colônias na África, Ásia e América, em especial o do Brasil, o império português dependia cada vez mais dos recursos humanos de suas colônias para a manutenção do seu território ultramarino. A corte portuguesa sofreu duro impacto com a conquista da cidade do Rio de Janeiro por Duguay-Trouin e, ao longo dos próximos anos, procurou fortalecer o sistema defensivo de sua colônia com o envio de tropas e navios além da construção de novas fortalezas e o reaparelhamento do sistema defensivo já existente.Todo este esforço para a guerra era bancado, em sua maior parte, com recursos da própria colônia do Rio de Janeiro. Obviamente este ônus não agradava a incipiente elite mercantil que florescia na colônia resultando no fato de que a política de enclausurar o Rio de Janeiro entre muralhas e fortificações, ás custas da economia colonial, colocou em campos opostos os funcionários do rei e os membros do senado por várias vezes nas primeiras décadas do século XVIII. Surgiram inevitáveis conflitos pelo uso e posse do território urbano do Rio de Janeiro cada vez mais pontilhado por fortalezas, sulcado por extensas valas e trincheiras a impedir-lhe o crescimento urbano. Além do conflito territorial, em função da expansão da atividade mercantil desenvolvida pelos colonos, as disputas comerciais envolveram as elites locais, ávidas por lucros e impulsionadas ao comércio devido à descoberta do ouro na região das Minas, e as autoridades e comerciantes lusos, uns querendo controlar a atividade comercial que crescia em acelerado ritmo, outros querendo lucrar e disputar espaços com as elites coloniais locais. No meio destes embates encontrava-se a Câmara Municipal do Rio de Janeiro, objetivo maior desta pesquisa, a defender os interesses das elites da colônia, pois delas era representante. Era uma disputa em que, muitas vezes, seus membros pagaram com a perda da liberdade e dos seus bens frente a governadores coloniais mais intolerantes

Paralelização em CUDA/GLSL do algoritmo SIFT para reconhecimento de íris

Neste trabalho é estudada a viabilidade de uma implementação em paralelo do algoritmo scale invariant feature transform (SIFT) para identificação de íris. Para a implementação do código foi utilizada a arquitetura para computação paralela compute unified device architecture (CUDA) e a linguagem OpenGL shading language (GLSL). O algoritmo foi testado utilizando três bases de dados de olhos e íris, o noisy visible wavelength iris image Database (UBIRIS), Michal-Libor e CASIA. Testes foram feitos para determinar o tempo de processamento para verificação da presença ou não de um indivíduo em um banco de dados, determinar a eficiência dos algoritmos de busca implementados em GLSL e CUDA e buscar valores de calibração que melhoram o posicionamento e a distribuição dos pontos-chave na região de interesse (íris) e a robustez do programa final.

Paralelização do algoritmo FDK para reconstrução 3D de imagens tomográficas usando unidades gráficas de processamento e CUDA-C

A obtenção de imagens usando tomografia computadorizada revolucionou o diagnóstico de doenças na medicina e é usada amplamente em diferentes áreas da pesquisa científica. Como parte do processo de obtenção das imagens tomográficas tridimensionais um conjunto de radiografias são processadas por um algoritmo computacional, o mais usado atualmente é o algoritmo de Feldkamp, David e Kress (FDK). Os usos do processamento paralelo para acelerar os cálculos em algoritmos computacionais usando as diferentes tecnologias disponíveis no mercado têm mostrado sua utilidade para diminuir os tempos de processamento. No presente trabalho é apresentada a paralelização do algoritmo de reconstrução de imagens tridimensionais FDK usando unidades gráficas de processamento (GPU) e a linguagem CUDA-C. São apresentadas as GPUs como uma opção viável para executar computação paralela e abordados os conceitos introdutórios associados à tomografia computadorizada, GPUs, CUDA-C e processamento paralelo. A versão paralela do algoritmo FDK executada na GPU é comparada com uma versão serial do mesmo, mostrando maior velocidade de processamento. Os testes de desempenho foram feitos em duas GPUs de diferentes capacidades: a placa NVIDIA GeForce 9400GT (16 núcleos) e a placa NVIDIA Quadro 2000 (192 núcleos).

Novas insólitas veredas: leitura de A varanda do frangipani, de Mia Couto, pelas sendas do fantástico

A presente pesquisa percorre os interiores de uma fortaleza colonial, cenário de A varanda do frangipani, do escritor moçambicano Mia Couto. Nessa obra, o autor estabelece com o leitor um pacto ficcional (ECO, 1994) e o convida a iluminar-se com as diversas micro-narrativas que traçam um paralelo entre o ontem e o hoje de uma varanda que protege e aprisiona. O narrador convoca o narratário e relata a história de personagens que vivem uma realidade paradoxal, transitando entre as visões de dentro e de fora, racional e irracional. Em um mundo fragmentado, os componentes ficcionais se conjugam para compor uma narrativa que promove profundas reflexões através da palavra, pois palavras valem a pena se nos esperam encantamentos (COUTO, 2007, p. 112)

Transgression in Carson McCullers The Ballad of the Sad Café

Este trabalho tem como objetivo principal discutir a obra The Ballad of the Sad Café, publicada em 1951, pela escritora norte-americana Carson McCullers, que abordou temas polêmicos, como a sexualidade, papéis sociais e suas respectivas e muitas vezes concomitantes transgressões. Em tal discussão serão analisadas as presenças do Gótico, do Grotesco e de outros elementos literários que se mostram eficazes ao lidarmos com a subversão dos valores patriarcais construídos socialmente. Como pontos cruciais deste trabalho, será traçado um paralelo entre a sociedade vitoriana e a sociedade do Sul norte-americano de meados do século XX, enfocando também a protagonista Miss Amelia Evans, que desafia o modelo da heroína gótica tradicional