Rede de monitorização ambiental em tempo- real com sistemas móveis

A compreensão das interacções entre os oceanos, a linha de costa, a qualidade do ar e as florestas só será possível através do registo e análise de informação geo-temporalmente referenciada. Mas a monitorização de grandes áreas apresenta o problema da cobertura espacial e temporal, e os custos nela envolvidos pela impossibilidade de disseminar a quantidade de estações de monitorização necessários à compreensão do fenómeno. É necessário então definir metodologias de colocação de sensores e recolha de informação de forma robusta, económica e temporalmente útil. Nesta dissertação apresentamos uma estratégia de monitorização ambiental, para meios hídricos, (ou de grande dimensão) que baseada em sistemas móveis e alguns princípios da geoestatística, fornece uma ferramenta de monitorização mais económica, sem prejuízo da qualidade de informação. Os modelos usados na geoestatística assentam na ideia de que medidas mais próximas tendem a serem mais parecidas do que valores observados em locais distantes e fornece métodos para quantificar esta correlação espacial e incorporá-la na estimação. Os resultados obtidos sustentam a convicção do uso de veículos móveis em redes de sensores e que contribuímos para responder à seguinte questão “Qual a técnica que nos permite com poucos sensores monitorizar grandes áreas?”. A solução passará por modelos de estimação de grandezas utilizados na geoestatística associados a sistemas móveis.

Supporting intra-task parallelism in real-time multiprocessor systems

Os sistemas de tempo real modernos geram, cada vez mais, cargas computacionais pesadas e dinâmicas, começando-se a tornar pouco expectável que sejam implementados em sistemas uniprocessador. Na verdade, a mudança de sistemas com um único processador para sistemas multi- processador pode ser vista, tanto no domínio geral, como no de sistemas embebidos, como uma forma eficiente, em termos energéticos, de melhorar a performance das aplicações. Simultaneamente, a proliferação das plataformas multi-processador transformaram a programação paralela num tópico de elevado interesse, levando o paralelismo dinâmico a ganhar rapidamente popularidade como um modelo de programação. A ideia, por detrás deste modelo, é encorajar os programadores a exporem todas as oportunidades de paralelismo através da simples indicação de potenciais regiões paralelas dentro das aplicações. Todas estas anotações são encaradas pelo sistema unicamente como sugestões, podendo estas serem ignoradas e substituídas, por construtores sequenciais equivalentes, pela própria linguagem. Assim, o modo como a computação é na realidade subdividida, e mapeada nos vários processadores, é da responsabilidade do compilador e do sistema computacional subjacente. Ao retirar este fardo do programador, a complexidade da programação é consideravelmente reduzida, o que normalmente se traduz num aumento de produtividade. Todavia, se o mecanismo de escalonamento subjacente não for simples e rápido, de modo a manter o overhead geral em níveis reduzidos, os benefícios da geração de um paralelismo com uma granularidade tão fina serão meramente hipotéticos. Nesta perspetiva de escalonamento, os algoritmos que empregam uma política de workstealing são cada vez mais populares, com uma eficiência comprovada em termos de tempo, espaço e necessidades de comunicação. Contudo, estes algoritmos não contemplam restrições temporais, nem outra qualquer forma de atribuição de prioridades às tarefas, o que impossibilita que sejam diretamente aplicados a sistemas de tempo real. Além disso, são tradicionalmente implementados no runtime da linguagem, criando assim um sistema de escalonamento com dois níveis, onde a previsibilidade, essencial a um sistema de tempo real, não pode ser assegurada. Nesta tese, é descrita a forma como a abordagem de work-stealing pode ser resenhada para cumprir os requisitos de tempo real, mantendo, ao mesmo tempo, os seus princípios fundamentais que tão bons resultados têm demonstrado. Muito resumidamente, a única fila de gestão de processos convencional (deque) é substituída por uma fila de deques, ordenada de forma crescente por prioridade das tarefas. De seguida, aplicamos por cima o conhecido algoritmo de escalonamento dinâmico G-EDF, misturamos as regras de ambos, e assim nasce a nossa proposta: o algoritmo de escalonamento RTWS. Tirando partido da modularidade oferecida pelo escalonador do Linux, o RTWS é adicionado como uma nova classe de escalonamento, de forma a avaliar na prática se o algoritmo proposto é viável, ou seja, se garante a eficiência e escalonabilidade desejadas. Modificar o núcleo do Linux é uma tarefa complicada, devido à complexidade das suas funções internas e às fortes interdependências entre os vários subsistemas. Não obstante, um dos objetivos desta tese era ter a certeza que o RTWS é mais do que um conceito interessante. Assim, uma parte significativa deste documento é dedicada à discussão sobre a implementação do RTWS e à exposição de situações problemáticas, muitas delas não consideradas em teoria, como é o caso do desfasamento entre vários mecanismo de sincronização. Os resultados experimentais mostram que o RTWS, em comparação com outro trabalho prático de escalonamento dinâmico de tarefas com restrições temporais, reduz significativamente o overhead de escalonamento através de um controlo de migrações, e mudanças de contexto, eficiente e escalável (pelo menos até 8 CPUs), ao mesmo tempo que alcança um bom balanceamento dinâmico da carga do sistema, até mesmo de uma forma não custosa. Contudo, durante a avaliação realizada foi detetada uma falha na implementação do RTWS, pela forma como facilmente desiste de roubar trabalho, o que origina períodos de inatividade, no CPU em questão, quando a utilização geral do sistema é baixa. Embora o trabalho realizado se tenha focado em manter o custo de escalonamento baixo e em alcançar boa localidade dos dados, a escalonabilidade do sistema nunca foi negligenciada. Na verdade, o algoritmo de escalonamento proposto provou ser bastante robusto, não falhando qualquer meta temporal nas experiências realizadas. Portanto, podemos afirmar que alguma inversão de prioridades, causada pela sub-política de roubo BAS, não compromete os objetivos de escalonabilidade, e até ajuda a reduzir a contenção nas estruturas de dados. Mesmo assim, o RTWS também suporta uma sub-política de roubo determinística: PAS. A avaliação experimental, porém, não ajudou a ter uma noção clara do impacto de uma e de outra. No entanto, de uma maneira geral, podemos concluir que o RTWS é uma solução promissora para um escalonamento eficiente de tarefas paralelas com restrições temporais.

Aspecto da polissemia nominal em língua gestual portuguesa

A Língua Gestual Portuguesa (LGP) foi, em 1997, reconhecida como a língua oficial dos surdos portugueses. Os trabalhos pioneiros de William Stokoe, na década de 60, sustentaram a evidência de que os surdos possuem a sua própria língua, que adquirem de forma natural sempre que expostos a um ambiente linguístico que lhes permita a sua aquisição e desenvolvimento plenos. A LGP é uma língua natural e apresenta uma complexidade estrutural equivalente à das línguas orais, sendo possível distinguir elementos descritivos da mão, tais como a configuração, o local de articulação, o movimento, a orientação e ainda os componentes não-manuais. A LGP desenvolve-se num ―espaço sintáctico‖, espaço em frente do gestuante, onde se organizam as relações morfológicas e sintácticas. Neste artigo, pretendemos descrever e classificar alguns processos de polissemia nominal que detectámos em LGP. Partindo duma abordagem bottom-up, com base num corpus de cem gestos nominais, observámos os processos polissémicos presentes. Tendo como referência um enquadramento teórico-conceptual de cariz cognitivista da noção de polissemia, detectámos processos metonímicos, de denominação através de características estereotípicas de um determinado referente e de possível contacto linguístico entre a Língua Gestual Portuguesa e a Língua Portuguesa Escrita. Também foram encontrados processos de polissemia que parecem assentar numa sinonímia visual e cuja polissemia se reveste de uma identificação sinónima, através de uma imagem comum, entre um referente e outro. Salientaremos ainda que este trabalho se considera exploratório, relativamente, aos processos de polissemia em LGP, sendo nossa intenção continuar a estudar com mais dados este fenómeno.

Copper, nickel and zinc removal by peanut hulls: batch and column studies in mono, tri-component systems and with real effluent

The main goal of this research study was the removal of Cu(II), Ni(II) and Zn(II) from aqueous solutions using peanut hulls. This work was mainly focused on the following aspects: chemical characterization of the biosorbent, kinetic studies, study of the pH influence in mono-component systems, equilibrium isotherms and column studies, both in mono and tri-component systems, and with a real industrial effluent from the electroplating industry. The chemical characterization of peanut hulls showed a high cellulose (44.8%) and lignin (36.1%) content, which favours biosorption of metal cations. The kinetic studies performed indicate that most of the sorption occurs in the first 30 min for all systems. In general, a pseudo-second order kinetics was followed, both in mono and tri-component systems. The equilibrium isotherms were better described by Freundlich model in all systems. Peanut hulls showed higher affinity for copper than for nickel and zinc when they are both present. The pH value between 5 and 6 was the most favourable for all systems. The sorbent capacity in column was 0.028 and 0.025 mmol g-1 for copper, respectively in mono and tri-component systems. A decrease of capacity for copper (50%) was observed when dealing with the real effluent. The Yoon-Nelson, Thomas and Yan’s models were fitted to the experimental data, being the latter the best fit.

Recordações de Vandelli: Literatura e história nas viagens filosóficas de Portugal pelo Brasil

O confronto entre certas criações ficcionais e a dinâmica da colonização nos leva a diversos campos disciplinares. Se a história registrou o intenso intercâmbio de mercadorias e idéias que ocorreu entre Portugal e Brasil, a partir da descoberta do Novo Mundo, a literatura revisitou e recriou esse passado. É o que se constata na obra do escritor brasileiro João Guimarães Rosa, em que articulando a realidade e a imaginação, a natureza e o homem, o regional e o universal, o escritor de perfil naturalista ilumina a linguagem da História e da Ciência pela Arte. Com relação às expedições científicas portuguesas pelo Brasil, a história relata que, na segunda metade do século XVIII, Portugal impulsionou a elaboração de um projeto de confecção de uma História Natural, tendo como espaço de criação cultural a Academia Real das Ciências de Lisboa. Esse empreendimento, no entanto, não teria sido possìvel sem as ―viagens imaginárias‖ do intelectual Domenico Agostino Vandelli, correspondente de Lineu e um dos principais articuladores da política portuguesa dirigida às colônias. Assim, instruídos conforme o livro Viagens filosóficas ou dissertações sobre as importantes regras que o filósofo naturalista nas suas peregrinações deve principalmente observar, alunos da Universidade de Coimbra, onde Vandelli era professor de História Natural e Química, são preparados para explorar as colônias ultramarinas. Em meio à produção literária de Guimarães Rosa, destacamos o conto ―O recado do morro‖, do livro Corpo de baile, lançado em 1956, para um paralelo com a História. Nessa ficção, um narrador conta a estória de uma pitoresca expedição, formada por moradores de um vilarejo, contratados por um viajante alemão, que percorre o interior do estado de Minas Gerais. Região de grutas, minerais, vegetação de cerrado (com diversidade em espécies comestíveis e medicinais), de fazendas de gado, animais em perigo de extinção e homens sábios do sertão, é com o uso dessa enigmática paisagem, que o escritor vai moldar o seu ―recado‖. Através de um estudo comparado entre os ideais naturalistas de Vandelli (evidentes nas correspondências trocadas com Lineu e nas Instruções aos viajantes) e do escritor Guimarães Rosa (expresso de forma ficcional), destacamos a necessidade de se resgatar, nos dias atuais, seus trabalhos, como forma de se propor uma nova relação do homem com o meio ambiente. Nós, de fato, reconhecemos que Deus todo-poderoso escreveu dois livros, a natureza e a revelação [...] (Lineu, 1765) O confronto entre certas criações ficcionais e a dinâmica da colonização nos leva a percorrer interessantes caminhos da História, da Literatura e das Ciências da Natureza. Se a história registrou o intenso intercâmbio de produtos e idéias, que ocorreu entre Portugal e Brasil, via Atlântico, a partir da descoberta do Novo Mundo, alguns escritores do Modernismo brasileiro revisitaram e recriaram esse passado. No que se refere às expedições científicas portuguesas pelo Brasil, o historiador Oswaldo Munteal Filho lembra que, na segunda metade do século XVIII, Portugal impulsionou a elaboração de um projeto de confecção de uma História Natural de suas colônias, tendo como espaço de criação cultural e reflexiva a Academia Real das Ciências de Lisboa. Esse empreendimento, no entanto, não teria sido possìvel sem as ―viagens imaginárias‖ do intelectual ilustrado Domenico Agostino Vandelli, um dos principais articuladores da política portuguesa dirigida às colônias no âmbito da Academia. Segundo seu pensamento, era preciso munir os naturalistas com ferramentas capazes de desvendar um Brasil desconhecido do ponto de vista da ciência e ainda intocado quanto às potencialidades de seus elementos naturais. Portanto, o olhar do naturalista deveria passar, primeiro, pelo utilitário: as virtudes das plantas medicinais, os usos dos gêneros exóticos, o aproveitamento do reino animal e mineral e a fertilidade das extensas terras. Reordenar a Natureza, não mais de forma alegórica, mas através da observação e experiência figurava-lhe como medida necessária e urgente. A par disso e instruídos conforme o livro Viagens filosóficas ou dissertações sobre as importantes regras que o filósofo naturalista, nas suas peregrinações, deve principalmente observar, alunos da Universidade de Coimbra, onde Vandelli era professor de História Natural e Química, são preparados para explorar as colônias ultramarinas (p. 483-518).

O aparecimento da vanguarda em Portugal – para um estudo da música portuguesa entre 1958 e 1965

Este trabalho, realizado no âmbito de uma tese de Doutoramento sobre música Portuguesa contemporânea, pretende dar a conhecer a forma como a vanguarda foi recebida e compreendida em Portugal. Baseando-se essencialmente no estudo de programas de concertos, recensões e críticas de periódicos, estudos socio- culturais posteriores e entrevistas com participantes, pretende ser um contributo para o estudo da maneira como um determinado movimento musical de cariz peculiar influenciou ou mesmo transformou a vida cultural Portuguesa. A data início deste trabalho – 1958 - reflecte: (a)o início de um movimento para o estrangeiro de uma geração de compositores Portugueses; (b) o início das actividades musicais da Fundação Calouste Gulbenkian; (c) as transformações políticas e económicas que colocariam Portugal perante a Democracia e o desenvolvimento Europeu. O ano de 1965 veio a revelar-se uma data importante pelo número e pela qualidade de apresentações de música contemporânea, a meu ver comparável ao que actualmente se faz.

Emissão de voz cantada na Língua Portuguesa

Durante uma carreira de mais de 30 anos, constituiu sempre uma preocupação o poder não ser perceptível o texto cantado. A cantores com mérito vocal e larga experiência notam-se pontos fracos na inteligibilidade dos textos ou na forma artificial, da articulação. Muitos docentes, têm a mesma dificuldade no ensino. Esse problema surge em todas as línguas, mas interessa-nos o português. Não existindo estudos do português cantado, elaborou-se um trabalho, com o qual se contribui para um melhor conhecimento da fonética e sua adaptação ao Canto. Efectuaram-se testes perceptivos, verificando-se que alunos em fase mais avançada e noções mais precisas da articulação para o Canto conseguiram percentagem superior de inteligibilidade. Estas adaptações incidiram na maior abertura de vogais, consoantes mais percutidas ou sub-articuladas conforme o caso, distribuição rítmica das componentes dos ditongos, etc. Pode concluir-se que a sistematização de ensinamentos de como abordar, na voz cantada, a emissão de fonemas, ditongos, vogais e consoantes utilizada nas aulas, menos corrente que a fonética tradicional, permitiu uma maior percepção dos textos.

Estudo da implementação da filosofia Lean na indústria Portuguesa

A forte competitividade dos mercados a nível nacional e internacional tem levado muitas empresas a estudar métodos e técnicas de incremento à eliminação dos desperdícios, à redução de custos e tempos, ao aumento da qualidade e da flexibilidade, tendo a filosofia lean um papel crucial na prossecução destes objectivos. Desde os seus primórdios, a avaliação da implementação da filosofia lean no universo das empresas é uma questão de investigação na área de conhecimento da gestão industrial. Embora a nível individual as diferentes empresas possam quantificar e avaliar os resultados da aplicação do lean, a grande dificuldade surge quando se pretende obter uma comparação por sector ou tipo de actividade económica. Existem países onde a prática do lean tem sido prioritária e as empresas ocupam a vanguarda nesta área de conhecimento. No entanto, em Portugal, existe uma clara dificuldade em se determinar até que ponto o tecido empresarial português assimilou esta filosofia e que resultados têm obtido com a prática do lean. Este trabalho apresenta um estudo realizado a partir de um inquérito, obtido através de um questionário on-line, às empresas que operam em Portugal de forma a estudar e analisar o estado actual do lean em Portugal e antever tendências futuras numa perspectiva de evolução da aplicação desta metodologia de gestão de processos produtivos. Em resultado deste estudo foi possível identificar quais são os grandes obstáculos à introdução do lean, áreas em que se observou sucesso ou menor impacto e quais as ferramentas e técnicas mais usadas por sector. Como resultado deste estudo é convicção do autor que foi possível obter uma fotografia abrangente do actual estado de implementação do lean e desta forma caracterizar as áreas que seguem na vanguarda da implementação do lean, e as áreas que ainda apresentam um desenvolvimento incipiente. Desta forma parece ao autor que o presente estudo apresenta grande utilidade para o mundo académico bem como para o tecido empresarial português.

Evaluation of distinct input methods of an intelligent wheelchair in simulated and real environments: a performance and usability study

This paper focuses on evaluating the usability of an Intelligent Wheelchair (IW) in both real and simulated environments. The wheelchair is controlled at a high-level by a flexible multimodal interface, using voice commands, facial expressions, head movements and joystick as its main inputs. A Quasi-experimental design was applied including a deterministic sample with a questionnaire that enabled to apply the System Usability Scale. The subjects were divided in two independent samples: 46 individuals performing the experiment with an Intelligent Wheelchair in a simulated environment (28 using different commands in a sequential way and 18 with the liberty to choose the command); 12 individuals performing the experiment with a real IW. The main conclusion achieved by this study is that the usability of the Intelligent Wheelchair in a real environment is higher than in the simulated environment. However there were not statistical evidences to affirm that there are differences between the real and simulated wheelchairs in terms of safety and control. Also, most of users considered the multimodal way of driving the wheelchair very practical and satisfactory. Thus, it may be concluded that the multimodal interfaces enables very easy and safe control of the IW both in simulated and real environments.

Run-time monitoring in real-time operating systems

Embedded systems are increasingly complex and dynamic, imposing progressively higher developing time and costs. Tuning a particular system for deployment is thus becoming more demanding. Furthermore when considering systems which have to adapt themselves to evolving requirements and changing service requests. In this perspective, run-time monitoring of the system behaviour becomes an important requirement, allowing to dynamically capturing the actual scheduling progress and resource utilization. For this to succeed, operating systems need to expose their internal behaviour and state, making it available to external applications, and a runtime monitoring mechanism must be available. However, such mechanism can impose a burden in the system itself if not wisely used. In this paper we explore this problem and propose a framework, which is intended to provide this run-time mechanism whilst achieving code separation, run-time efficiency and flexibility for the final developer.

Capacity sharing and stealing in serverbased real-time systems

A dynamic scheduler that supports the coexistence of guaranteed and non-guaranteed bandwidth servers is proposed. Overloads are handled by an efficient reclaiming of residual capacities originated by early completions as well as by allowing reserved capacity stealing of non-guaranteed bandwidth servers. The proposed dynamic budget accounting mechanism ensures that at a particular time the currently executing server is using a residual capacity, its own capacity or is stealing some reserved capacity, eliminating the need of additional server states or unbounded queues. The server to which the budget accounting is going to be performed is dynamically determined at the time instant when a capacity is needed. This paper describes and evaluates the proposed scheduling algorithm, showing that it can efficiently reduce the mean tardiness of periodic jobs. The achieved results become even more significant when tasks’ computation times have a large variance.

Mechanisms for reflection-based monitoring of real- time systems

Monitoring is a very important aspect to consider when developing real-time systems. However, it is also important to consider the impact of the monitoring mechanisms in the actual application. The use of Reflection can provide a clear separation between the real-time application and the implemented monitoring mechanisms, which can be introduced (reflected) into the underlying system without changing the actual application part of the code. Nevertheless, controlling the monitoring system itself is still a topic of research. The monitoring mechanisms must contain knowledge about “how to get the information out”. Therefore, this paper presents the ongoing work to define a suitable strategy for monitoring real-time systems through the use of Reflection.

A survey of techniques and technologies for web-based real-time interactive rendering

When exploring a virtual environment, realism depends mainly on two factors: realistic images and real-time feedback (motions, behaviour etc.). In this context, photo realism and physical validity of computer generated images required by emerging applications, such as advanced e-commerce, still impose major challenges in the area of rendering research whereas the complexity of lighting phenomena further requires powerful and predictable computing if time constraints must be attained. In this technical report we address the state-of-the-art on rendering, trying to put the focus on approaches, techniques and technologies that might enable real-time interactive web-based clientserver rendering systems. The focus is on the end-systems and not the networking technologies used to interconnect client(s) and server(s).

A framework for realistic real-time walkthroughs in a VR distributed environment

Virtual and augmented reality (VR/AR) are increasingly being used in various business scenarios and are important driving forces in technology development. However the usage of these technologies in the home environment is restricted due to several factors including lack of low-cost (from the client point of view) highperformance solutions. In this paper we present a general client/server rendering architecture based on Real-Time concepts, including support for a wide range of client platforms and applications. The idea of focusing on the real-time behaviour of all components involved in distributed IP-based VR scenarios is new and has not been addressed before, except for simple sub-solutions. This is considered as “the most significant problem with the IP environment” [1]. Thus, the most important contribution of this research will be the holistic approach, in which networking, end-systems and rendering aspects are integrated into a cost-effective infrastructure for building distributed real-time VR applications on IP-based networks.