A Framework supporting collaboration on the distributed design of integrated systems

The work described in this thesis aims to support the distributed design of integrated systems and considers specifically the need for collaborative interaction among designers. Particular emphasis was given to issues which were only marginally considered in previous approaches, such as the abstraction of the distribution of design automation resources over the network, the possibility of both synchronous and asynchronous interaction among designers and the support for extensible design data models. Such issues demand a rather complex software infrastructure, as possible solutions must encompass a wide range of software modules: from user interfaces to middleware to databases. To build such structure, several engineering techniques were employed and some original solutions were devised. The core of the proposed solution is based in the joint application of two homonymic technologies: CAD Frameworks and object-oriented frameworks. The former concept was coined in the late 80's within the electronic design automation community and comprehends a layered software environment which aims to support CAD tool developers, CAD administrators/integrators and designers. The latter, developed during the last decade by the software engineering community, is a software architecture model to build extensible and reusable object-oriented software subsystems. In this work, we proposed to create an object-oriented framework which includes extensible sets of design data primitives and design tool building blocks. Such object-oriented framework is included within a CAD Framework, where it plays important roles on typical CAD Framework services such as design data representation and management, versioning, user interfaces, design management and tool integration. The implemented CAD Framework - named Cave2 - followed the classical layered architecture presented by Barnes, Harrison, Newton and Spickelmier, but the possibilities granted by the use of the object-oriented framework foundations allowed a series of improvements which were not available in previous approaches: - object-oriented frameworks are extensible by design, thus this should be also true regarding the implemented sets of design data primitives and design tool building blocks. This means that both the design representation model and the software modules dealing with it can be upgraded or adapted to a particular design methodology, and that such extensions and adaptations will still inherit the architectural and functional aspects implemented in the object-oriented framework foundation; - the design semantics and the design visualization are both part of the object-oriented framework, but in clearly separated models. This allows for different visualization strategies for a given design data set, which gives collaborating parties the flexibility to choose individual visualization settings; - the control of the consistency between semantics and visualization - a particularly important issue in a design environment with multiple views of a single design - is also included in the foundations of the object-oriented framework. Such mechanism is generic enough to be also used by further extensions of the design data model, as it is based on the inversion of control between view and semantics. The view receives the user input and propagates such event to the semantic model, which evaluates if a state change is possible. If positive, it triggers the change of state of both semantics and view. Our approach took advantage of such inversion of control and included an layer between semantics and view to take into account the possibility of multi-view consistency; - to optimize the consistency control mechanism between views and semantics, we propose an event-based approach that captures each discrete interaction of a designer with his/her respective design views. The information about each interaction is encapsulated inside an event object, which may be propagated to the design semantics - and thus to other possible views - according to the consistency policy which is being used. Furthermore, the use of event pools allows for a late synchronization between view and semantics in case of unavailability of a network connection between them; - the use of proxy objects raised significantly the abstraction of the integration of design automation resources, as either remote or local tools and services are accessed through method calls in a local object. The connection to remote tools and services using a look-up protocol also abstracted completely the network location of such resources, allowing for resource addition and removal during runtime; - the implemented CAD Framework is completely based on Java technology, so it relies on the Java Virtual Machine as the layer which grants the independence between the CAD Framework and the operating system. All such improvements contributed to a higher abstraction on the distribution of design automation resources and also introduced a new paradigm for the remote interaction between designers. The resulting CAD Framework is able to support fine-grained collaboration based on events, so every single design update performed by a designer can be propagated to the rest of the design team regardless of their location in the distributed environment. This can increase the group awareness and allow a richer transfer of experiences among them, improving significantly the collaboration potential when compared to previously proposed file-based or record-based approaches. Three different case studies were conducted to validate the proposed approach, each one focusing one a subset of the contributions of this thesis. The first one uses the proxy-based resource distribution architecture to implement a prototyping platform using reconfigurable hardware modules. The second one extends the foundations of the implemented object-oriented framework to support interface-based design. Such extensions - design representation primitives and tool blocks - are used to implement a design entry tool named IBlaDe, which allows the collaborative creation of functional and structural models of integrated systems. The third case study regards the possibility of integration of multimedia metadata to the design data model. Such possibility is explored in the frame of an online educational and training platform.

Contribuições para o estudo teórico e experimental de sistemas de geração distribuída

Diretorio TesteAs recentes mudanças de estrutura no sistema elétrico (geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia) têm motivado o uso da geração distribuída e, em particular, pequenos produtores independentes conectados ao sistemas de distribuição e subtransmissão. Sendo recente, ainda há muitas lacunas quanto ao entendimento do impacto desta nova topologia na estabilidade e outros índices de desempenho do sistema. O presente trabalho está focado na conexão dos produtores independentes aos sistemas de distribuição e subtransmissão e visa contribuir quanto ao estudo teórico-prático deste problema, com ênfase nos aspectos de modelagem dos componentes do sistema. Este estudo faz parte do projeto de pesquisa “Impacto de Produtores Independentes e Autoprodutores Conectados aos sistemas de distribuição e subtransmissão", desenvolvido pela UFRGS com financiamento da CEEE. Como as unidades de geração distribuída são conectadas às redes de distribuição e transmissão, a distância entre estes geradores e as cargas é menor comparativamente às usinas de grande porte. Existe ainda a questão dos produtores independentes serem de potências menores e, portanto, mais suscetíveis às variações de carga da rede em que estão ligados. Devido a estes e outros fatores, uma melhor análise dos modelos estáticos e dinâmicos dos diversos componentes do sistema de potência dentro desta nova topologia se faz necessária. Um dos aspectos considerados neste trabalho, foi o estudo da influência da resistência da linha na análise da geração distribuída nas linhas de distribuição. Esta foi uma das contribuições deste trabalho e foi realizada por meio de simulações considerando vários modelos de geradores e cargas. Outra contribuição foi a construção do sistema consistindo de um protótipo de um produtor independente conectado a rede de distribuição, composto de um gerador de 100kVA conectado à rede elétrica, contendo cargas resistivas e indutivas, podendo serem ligadas/desligadas, emulando condições de operação similares às reais. A construção do protótipo também envolveu um sistema para simulação, um sistema supervisório para operação e realização de ensaios, e os algoritmos necessários para tal. Este sistema permite a simulação dinâmica de modelos de sistemas elétricos de potência em diversos cenários e a verificação experimental do comportamento dos grupos geradores em diversas condições de operação, incluindo a análise de desempenho estático, ensaios de curto circuito e as variações de despacho ativo e reativo de potência. Obtendo com isso uma melhor identificação e quantificação do impacto dos produtores independentes e autoprodutores na análise de sistemas elétricos de potência.

Diálogos sobre espiritualidade no processo de cuidar de si e do outro para a enfermagem em terapia intensiva

Este estudo teve por objetivo compreender como a espiritualidade permeia o processo de cuidar de si e do outro no mundo da terapia intensiva, sob o olhar das cuidadoras de enfermagem. A pesquisa caracterizou-se por uma abordagem qualitativa do método criativo-sensível de Cabral, que guiou a produção e a análise das informações, seguindo as etapas de codificação, decodificação e recodificação ou aliança de saberes. Contou-se com a participação de nove cuidadoras de enfermagem, duas enfermeiras e sete técnicas de enfermagem, do Centro de Tratamento Intensivo (CTI) de um hospital universitário. Para a produção das informações, foram realizadas nove oficinas de arte e de experiências, sendo que a última destinou-se à validação da análise das informações. Nesse percurso, emergiram os seguintes temas: os significados de espiritualidade; a espiritualidade no cuidado de si e a espiritualidade no cuidado do outro. O primeiro tema exprimiu os significados de espiritualidade como propósito de vida, como conexão com uma Força Superior e com o Cosmo e como autoconhecimento. O segundo tema evidenciou que a espiritualidade no cuidado de si estava nas práticas cotidianas que aconteciam por meio da oração, do contato íntimo com a natureza, assim como no senso de conexão com uma Força Superior que propiciava tranqüilidade, bem-estar e fortalecimento à vida e ao trabalho das cuidadoras no CTI. As participantes demonstraram estar conscientes de si mesmas quando reconheceram que se fragilizavam com o mundo vivido e precisavam também de cuidado, que poderia se dar na ajuda mútua entre os cuidadores. O autoconhecimento revelou-se como uma prática essencial no cuidado de si para melhor cuidar do outro. E o terceiro tema desvelou que a espiritualidade no cuidado do outro partiu da fragmentação do cuidador e do cuidado intensivo para um caminho de reintegração do ser humano, capaz de transformar a cultura que inibiu e oprimiu o cuidado expressivo no CTI. A espiritualidade revelou-se nas práticas de cuidado que incluíam fé, imposição de mãos e oração, assim como foi algo que emergiu da interioridade humana para se manifestar na relação com outro no modo de ser do cuidador e se revelou no olhar, na atenção, no carinho, na amorosidade, no diálogo que tranqüilizava, na mão que dava conforto e segurança, na capacidade de escuta e de construir confiança em uma ambiência de cuidado para os envolvidos neste encontro.

Das ondas que se fizeram mar em Rio Grande : a construção de um projeto de educação ambiental no entrelaçamento das trajetórias de vida dos seus autores

Este trabalho apresenta um estudo sobre a proposta de Educação Ambiental (EA) Ondas que te quero mar, desenvolvida pelo Núcleo de Educação e Monitoramento Ambiental, na cidade do Rio Grande/RS, para a Rede Pública de Ensino Municipal, articulado com as trajetórias de vida de seus autores, onde procuro demonstrar essa conexão no quefazer metodológico dessa proposta. As reflexões aqui expostas baseiam-se em referenciais teóricos sobre Educação, Educação Ambiental e Pesquisa Social, sendo a maioria produzida no âmbito da América Latina e, particularmente, no Brasil. São enfatizadas, nessa dissertação, várias categorias emergentes do campo ambiental e da educação enquanto áreas do conhecimento. Destaco uma compreensão da categoria identidade e do movimento ambientalista em uma perspectiva não reducionista, mas múltipla. Dentre os meus principais referenciais teóricos, encontram-se: Leonardo Boff, Carlos Rodrigues Brandão, Isabel Carvalho, Enrique Leff, Paulo Freire e Alberto Melucci. Fiz a escolha metodológica de realizar um estudo de caso, servindo-me de elementos que se referem ao método biográfico, a fim de trabalhar devidamente as informações obtidas ao longo do processo de pesquisa, procurando sempre realizar um diálogo com a fundamentação teórica adotada. Procuro discutir a metodologia Ondas conectando-a com as trajetórias dos sujeitos da pesquisa e aclarando suas principais categorias com base nos autores estudados. Para tanto, analiso o documento referência do programa de Educação Ambiental do NEMA, destacando a sua concepção de EA. E, por fim, concluo tecendo uma breve listagem das principais aprendizagens percebidas ao final do trabalho de produção desta minha dissertação de mestrado.

Das andanças do pensar : cenas infantis

Na estrada, pegadas sugerem passos e descompassos de andarilhos de diferentes tribos. Por toda parte, pisadas: rastejantes, superficiais, firmes, a-fundadas, dançarinas, crianceiras e até rasuradas. A diagramação é a máquina que captura as relações de forças e ressalta, no percurso e no percorrido, linhas, fluxos e composições. Da vida, lampejos de pensamentos desgarram-se. Dos pensamentos, possibilidades de vida desprendem-se. É nesse ponto que a experimentação suscita outros modos de pensamento e desencadeia novas maneiras de viver. É por essa conjugação com a vida que os signos se dão à sensibilidade e coagem-na a sentir. A agressão inicial repercute: leva a memória a aprender um imemorial, a fabular um por vir e a resistir ao presente; introduz o tempo no pensamento e o desafia a pensar o impensado. À vista disso, a aprendizagem conduz as faculdades ao exercício transcendente e requer uma educação voltada para a emissão e a exploração dos signos. Da conexão entre educação, crianceiria e filosofia, forças são duplicadas e devires precipitados.

Análise do polímero PHA em Saccharomyces cerevisiae recombinante : superexpressão de phaG, e a contribuição in vivo das enzimas auxiliares envolvidas na beta-oxidação de ácidos graxos insaturados em peroxissomos

Os polímeros do tipo poli-hidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres bacterianos que apresentam as propriedades de termoplásticos e elastômeros biodegradáveis. A síntese deste polímero em plantas de interesse agroindustrial tem sido vista como uma área promissora dentro da biotecnologia de polímeros para a produção em grande escala com baixos custos. Contudo, esta tarefa requer o aprimoramento de diferentes metodologias bioquímicas e moleculares, além de maximizar os processos de extração destes polímeros biológicos. A produção de PHAs em peroxissomos ou no citoplasma de Saccharomyces cerevisiae, por meio da expressão de uma PHA-sintase bacteriana, pode servir como indicador e modulador do fluxo de carbonos que percorre vias biossintéticas como a síntese de novo de ácidos graxos e a β-oxidação. Esta levedura tem sido usada como eucarioto modelo para manipular as rotas envolvidas na síntese de PHAs do tipo MCL (PHA com um número médio de carbonos), um polímero menos cristalino e com menor ponto de fusão quando comparado ao PHA-SCL (PHA com um número pequeno de carbonos). A enzima PhaG (3-hidroxidecanoil-ACP-CoA transacilase) é responsável pela conexão entre a síntese de ácidos graxos e a produção de PHA-MCL em bactérias do gênero Pseudomonas, em meios de cultura contendo uma fonte de carbono nãorelacionada como gliconato, etanol ou acetato. Para tentar estabelecer esta rota metabólica em S. cerevisiae, o presente trabalho avaliou a coexpressão de PhaGPa e PhaC1Pa (PHA-sintase) de P. aeruginosa para a síntese de PHA-MCL a partir de uma fonte de carbono não-relacionada em leveduras. Contudo, a presença de PhaGPa não alterou a composição ou a quantidade de PHA-MCL em relação à cepa controle contendo apenas PhaC1Pa citoplasmática ou direcionada ao peroxissomo, independentemente da fonte de carbono utilizada (rafinose ou ácido oléico). Este resultado permite sugerir que a ligação entre a síntese de ácidos graxos e a produção de PHA-MCL em S. cerevisiae não foi estabelecida, provavelmente devido à ausência de algum passo enzimático que limita o desvio de substratos da síntese de ácidos graxos para a produção de PHA-MCL em organismos que não são capazes de acumular naturalmente este polímero quando cultivados em fontes de carbono não-relacionadas.A levedura S. cerevisiae tem sido usada como um sistema modelo para estudar a β-oxidação de ácidos graxos insaturados em peroxissomos. A produção de PHA-MCL pela expressão de PhaC1Pa em peroxissomos de cepas selvagens e mutantes nulos de S. cerevisiae para as enzimas auxiliares da β-oxidação (Eci1p, Sps19p e Dci1p), multiplicadas em meio de cultivo contendo um ácido graxo insaturado como fonte de carbono, permitiu monitorar o fluxo de carbonos que percorre as vias dependente de isomerase, redutase e di-isomerase. Desta forma, o presente estudo permitiu avaliar a β- oxidação in vivo dos ácidos graxos linoléico conjugado, 9-cis,11-trans-CLA (ácido rumênico) ou 10-cis,13-cis-nonadecadienóico, para determinar a contribuição das vias alternativas na degradação destes substratos pela utilização de cepas selvagens, mutantes nulos e linhagens contendo um plasmídio multicópia para os genes ECI1 (Δ3- Δ2-enoil-CoA isomerase), SPS19 (2,4-dienoil-CoA redutase) e DCI1 (Δ3,5-Δ2,4-dienoil- CoA isomerase). As linhagens selvagens foram capazes de sintetizar PHA-MCL quando cultivadas em ácido rumênico, mas a atividade da enzima Eci1p foi essencial para a degradação deste CLA, indicando que a via dependente de isomerase é a única rota in vivo necessária para a β-oxidação do ácido rumênico em peroxissomos de S. cerevisiae. A contribuição da enzima di-isomerase (Dci1p) para a degradação do ácido 10- cis,13-cis-nonadecadienóico foi avaliada em cepas selvagens, mutantes nulos dci1Δ e linhagens de S. cerevisiae contendo os plasmídeos multicópia. De acordo com o conteúdo e a quantidade de PHA formado, a β-oxidação de ácidos graxos cisinsaturados em um carbono ímpar é, in vivo, independente da di-isomerase. Embora este resultado possa indicar o mesmo padrão de envolvimento de Dci1p na degradação de ácidos graxos cis-insaturados em um carbono ímpar em mitocôndrias de mamíferos, esta via alternativa deve ser mais bem investigada em eucariotos superiores.

Sincronização em neurônios de Hindmarsh-Rose

A sincronização, como comportamento cooperativo universal e mecanismo fundamental na natureza, tem sido extensivamente estudada em conexão com inúmeros fenômenos em física, química e biologia [1, 2]. Em particular, a sincronização da atividade neural tem sido observada em diferentes espécies e sob condições fisiológicas distintas [3, 4]. Neste trabalho, estudamos sincronização em neurônios de Hindmarsh-Rose (HR), um modelo de potencial de membrana que representa com fidelidade o comportamento de disparos encontrado em neurônios reais [9, 10]. Iniciamos considerando o caso de um neurônio HR isolado e suas propriedades dinâmicas de geração de pulsos. Em seguida, analisamos o acoplamento entre neurônios em um sistema de dois neurônios, e em redes unidimensionais (HR-1D) e bidimensionais (HR-2D). Nessas arquiteturas, a sincronização dos elementos da rede da origem a um comportamento ordenado, coerente, que está associado não somente à produção de informação biológica [5, 6], mas também às potenciais aplicações em comunicação [7] e identificação de sistemas [8].