LABSQL: laboratório de ensino de SQL

Este trabalho apresenta uma nova abordagem para avaliação automática de consultas SQL. Essa abordagem propõe uma solução para o desafio de estimular o aprendiz a aperfeiçoar a sua solução: buscando, além de uma resposta que retorna o resultado correto, uma consulta com complexidade próxima da solução ótima. Essa proposta pode ser utilizada em ambientes de educação a distancia ou na educação presencial em atividades de laboratório, incluindo as avaliações. A solução proposta tem como vantagens: (1) o aprendiz recebe um feedback instantâneo durante a atividade prática de programação, o qual permite ao aprendiz refatorar a sua solução em direção a uma solução ótima; (2) completa integração entre o ensino de conceitos de programação com exemplo de fragmentos de programas executáveis on-line; (3) monitoramento das atividades do aprendiz (quantos exemplos foram executados; em cada exercício quantas tentativas de execução foram feitas, etc). Este trabalho é um primeiro passo na direção de construção de um ambiente totalmente assistido (por exemplo com avaliação automática) para ensino da linguagem de programação SQL, onde o professor é liberado do árduo trabalho de correção de comandos SQL podendo realizar tarefas pedagógicas mais relevantes. O método, fundamentado em estatística e métricas da Engenharia de Software, pode ser adaptado para outras linguagens tais como Java e Pascal. Além disso, o LabSQL serve com um laboratório para experimentação de duas novas técnicas, uma de avaliação e outra de acompanhamento, que estão sendo pesquisadas em trabalhos em paralelos: (a) avaliação automática de questões conceituais discursivas, além de permitir as tradicionais perguntas objetivas, (b) método de acompanhamento através de montagem de uma rubrica de avaliação.

Desenvolvimento de Interface gráfica como suporte para soluções numéricas das equações de Maxwell em coordenadas gerais – 3D

Neste trabalho, é implementada uma interface gráfica de usuários (GUI) usando a ferramenta Qt da Nokia (versão 3.0). A interface visa simplificar a criação de cenários para a realização de simulações paralelas usando a técnica numérica Local Nonorthogonal Finite Difference Time-Domain (LN-FDTD), aplicada para solucionar as equações de Maxwell. O simulador foi desenvolvido usando a linguagem de programação C e paralelizado utilizando threads. Para isto, a biblioteca pthread foi empregada. A visualização 3D do cenário a ser simulado (e da malha) é realizada por um programa especialmente desenvolvido que utiliza a biblioteca OpenGL. Para melhorar o desenvolvimento e alcançar os objetivos do projeto computacional, foram utilizados conceitos da Engenharia de Software, tais como o modelo de processo de software por prototipagem. Ao privar o usuário de interagir diretamente com o código-fonte da simulação, a probabilidade de ocorrência de erros humanos durante o processo de construção de cenários é minimizada. Para demonstrar o funcionamento da ferramenta desenvolvida, foi realizado um estudo relativo ao efeito de flechas em linhas de baixa tensão nas tensões transitórias induzidas nas mesmas por descargas atmosféricas. As tensões induzidas nas tomadas da edificação também são estudadas.

Desenvolvimento de um sistema de alerta de enchente aplicado aos planos de defesa civil em áreas de risco no estado do Pará utilizando Sistema de Informações Geográficas (SIG), caso: cidade de Marabá

A presente dissertação desenvolveu um Sistema de Alerta de Enchentes para a Cidade de Marabá, localizada na confluência dos rios Itacaiúnas e Tocantins, a 440 km da cidade de Belém, capital do Estado do Pará. O Sistema de Alerta de Enchentes foi desenvolvido com base no modelo hidrológico MOD-4B incorporado a um Sistema de Informações Geográficas. Esse sistema permite prever as variações do nível do Rio Tocantins ao longo do ano, de modo a acompanhar a evolução da cheia com antecedência de 4 dias, o que torna possível uma ação eficiente da defesa civil. O modelo de previsão utilizou como referência as réguas linimétricas localizadas nos rios Tocantins e Araguaia nas cidades de Carolina e Conceição do Araguaia, distantes aproximadamente 225 e 270 km, respectivamente, da cidade de Marabá. O sistema utiliza o software de geoprocessamento ArcView 3.3, que teve implementada uma interface desenvolvida através da linguagem de programação orientada a objetos Avenue, com a finalidade de rodar o aplicativo do modelo hidrológico. O uso de menus e janelas customizados do sistema possibilitou o acesso a dados espaciais e tabelas de dados relacionais e/ou banco de dados cadastral, além de módulos de análise espacial e de visualização de dados geográficos em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), possibilitando a previsão de enchentes na forma de mapas, tabelas e relatórios com a indicação das áreas inundadas para os períodos de 4, 3, 2 e 1 dia de antecedência do evento de enchente. O Sistema permitiu identificar os imóveis e as ruas atingidos, e possibilitará através de levantamentos futuros quantificar a população afetada e os prejuízos causados pelo desastre, facilitando que a defesa civil execute planos de ação para enfrentamento eficiente antes, durante e depois da ocorrência da enchente.

Inversão de dados sísmicos de reflexão a partir da curva do tempo de trânsito

A presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo o estudo do problema de inversão sísmica baseada em refletores planos para arranjo fonte-comum (FC) e ponto-médiocomum (PMC). O modelo direto é descrito por camadas homogêneas, isotrópicas com interfaces plano-horizontais. O problema é relacionado ao empilhamento NMO baseado na otimização da função semblance, para seções PMC corrigidas de sobretempo normal (NMO). O estudo foi baseado em dois princípios. O primeiro princípio adotado foi de combinar dois grupos de métodos de inversão: um Método Global e um Método Local. O segundo princípio adotado foi o de cascata, segundo a teoria Wichert-Herglotz-Bateman, que estabelece que para conhecer uma camada inferior tem-se que conhecer primeiro a camada superior (dissecação). A aplicação do estudo é voltada à simulação sísmica de Bacia Sedimentar do Solimões e de Bacia Marinha para se obter uma distribuição local 1D de velocidades e espessuras para a subsuperfície em horizontes alvo. Sendo assim, limitamos a inversão entre 4 e 11 refletores, uma vez que na prática a indústria limita uma interpretação realizada apenas em número equivalente de 3 a 4 refletores principais. Ressalta-se que este modelo é aplicável como condição inicial ao imageamento de seções sísmicas em regiões geologicamente complexas com variação horizontal suave de velocidades. Os dados sintéticos foram gerados a partir dos modelos relacionados a informações geológicas, o que corresponde a uma forte informação a priori no modelo de inversão. Para a construção dos modelos relacionados aos projetos da Rede Risco Exploratório (FINEP) e de formação de recursos humanos da ANP em andamento, analisamos os seguintes assuntos relevantes: (1) Geologia de bacias sedimentares terrestre dos Solimões e ma rinha (estratigráfica, estrutural, tectônica e petrolífera); (2) Física da resolução vertical e horizontal; e (3) Discretização temporal-espacial no cubo de multi-cobertura. O processo de inversão é dependente do efeito da discretização tempo-espacial do campo de ondas, dos parâmetros físicos do levantamento sísmico, e da posterior reamostragem no cubo de cobertura múltipla. O modelo direto empregado corresponde ao caso do operador do empilhamento NMO (1D), considerando uma topografia de observação plana. O critério básico tomado como referência para a inversão e o ajuste de curvas é a norma 2 (quadrática). A inversão usando o presente modelo simples é computacionalmente atrativa por ser rápida, e conveniente por permitir que vários outros recursos possam ser incluídos com interpretação física lógica; por exemplo, a Zona de Fresnel Projetada (ZFP), cálculo direto da divergência esférica, inversão Dix, inversão linear por reparametrização, informações a priori, regularização. A ZFP mostra ser um conceito út il para estabelecer a abertura da janela espacial da inversão na seção tempo-distância, e representa a influência dos dados na resolução horizontal. A estimativa da ZFP indica uma abertura mínima com base num modelo adotado, e atualizável. A divergência esférica é uma função suave, e tem base física para ser usada na definição da matriz ponderação dos dados em métodos de inversão tomográfica. A necessidade de robustez na inversão pode ser analisada em seções sísmicas (FC, PMC) submetida a filtragens (freqüências de cantos: 5;15;75;85; banda-passante trapezoidal), onde se pode identificar, comparar e interpretar as informações contidas. A partir das seções, concluímos que os dados são contaminados com pontos isolados, o que propõe métodos na classe dos considerados robustos, tendo-se como referência a norma 2 (quadrados- mínimos) de ajuste de curvas. Os algoritmos foram desenvolvidos na linguagem de programação FORTRAN 90/95, usando o programa MATLAB para apresentação de resultados, e o sistema CWP/SU para modelagem sísmica sintética, marcação de eventos e apresentação de resultados.

Aprendizagem de eletromagnetismo via programação e computação simbólica

Relatamos a experiência de utilizar programação em Maple como ferramenta de aprendizagem do estudante num curso básico de teoria eletromagnética. Acreditamos que este relato possa ser útil a quem desejar utilizar o computador como instrumento pedagógico no ensino de Física.

Sistematização de projetos de controladores fuzzy através de programação orientada a objetos

Através do uso da programação em linguagem orientada a objetos e, aplicando-se uma técnica de programação específica, é possível gerar um conjunto de classes genéricas cujos objetos representam cada bloco de um controlador fuzzy e também suas variáveis linguísticas. Tais classes, sendo aplicadas de forma sistemática, facilitam a programação de uma variedade de controladores desta natureza. Este trabalho apresenta a referida técnica e mostra os resultados obtidos através de um modelo simulado de um pêndulo rotacional invertido que é controlado por um sistema de controle composto por três controladores fuzzy, projetados e construídos sob este ponto de vista.

Desenvolvimento de um algoritmo computacional MoM 3D aplicado em nanoplasmônica

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um algoritmo computacional para análise do espalhamento eletromagnético de nanoestruturas plasmônicas isoladas. O Método dos Momentos tridimensional (MoM-3D) foi utilizado para resolver numericamente a equação integral do campo elétrico, e o modelo de Lorentz-Drude foi usado para representar a permissividade complexa das nanoestruturas metálicas. Baseado nesta modelagem matemática, um algoritmo computacional escrito em linguagem C foi desenvolvido. Como exemplo de aplicação e validação do código, dois problemas clássicos de espalhamento eletromagnético de nanopartículas metálicas foram analisados: nanoesfera e nanobarra, onde foram calculadas a resposta espectral e a distribuição do campo próximo. Os resultados obtidos foram comparados com resultados calculados por outros modelos e observou-se uma boa concordância e convergência entre eles.

Dois jogos de linguagem: a informática e a matemática na aprendizagem de função quadrática

Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de identificar e analisar as relações entre as linguagens da Matemática e da Informática no contexto da sala de aula, a partir da inserção das tecnologias informáticas na aprendizagem da Função Quadrática. Nesse sentido, os conceitos que envolvem a forma algébrica e forma gráfica desta função, foram observados pelos alunos ao explorar aspectos dinâmicos na interface do Geogebra. A fundamentação teórica da pesquisa, foi subsidiada pelas ideias de Pierre Lévy sobre as tecnologias da inteligência na disseminação da informação e do conhecimento, bem como pelas contribuições filosóficas de Ludwig Wittgenstein acerca do jogo de linguagem. A metodologia da pesquisa possui caráter qualitativo definido a partir de critérios específicos acerca do objeto de estudo e dos sujeitos investigados. As informações foram obtidas por meio de questões específicas aplicadas em dois momentos, a saber: antes e após a realização de um minicurso sobre o GeoGebra. As análises das questões revelaram que os aspectos visuais e os movimentos no uso do computador, estabelecem relações entre as formas algébricas e gráficas da função quadrática. Assim, eles puderam perceber que os coeficientes numéricos modificam a parábola e isso dá sentido aos conceitos estudados. O uso do GeoGebra possibilita outras formas de aprendizagem evidenciadas entre o Jogo de Linguagem da Matemática e o Jogo de Linguagem da Informática no âmbito da Educação Matemática.

Intencionalidade, linguagem e análise do comportamento

As abordagens analítico-comportamentais da linguagem ainda não conseguiram fornecer um tratamento conceitual e empírico adequado dos comportamentos verbais complexos. Uma proposta funcionalista recente que vem abordando repertórios complexos na aquisição e no desenvolvimento da linguagem é a teoria da aquisição da linguagem baseada no uso, de Tomasello e cols. Esta teoria vem se desenvolvendo no interior de uma análise mais ampla de Tomasello e cols. sobre a evolução da cognição humana. Nesta proposta, a compreensão e o compartilhamento da intencionalidade são elementos-chave para o desenvolvimento cognitivo e linguístico humano. E é justamente o uso do conceito de intencionalidade o que tem produzido as principais críticas a esta proposta, principalmente, enquanto possibilidade de representar um retorno às propostas mentalistas sobre cognição e linguagem. Com base nisso, o presente trabalho procurou: (1) analisar a proposta de Tomasello e cols. sobre a evolução da cognição humana e a relação entre essa proposta e a aquisição e o desenvolvimento da linguagem – analisando, especificamente, o papel do conceito de intencionalidade nessa proposta e a relação entre intencionalidade e linguagem; (2) analisar o tratamento do conceito de intencionalidade nos trabalhos de John R. Searle e de Daniel C. Dennett, comparando-o com o proposto por Tomasello e cols., segundo os critérios de (a) definição de intencionalidade e (b) relação entre intencionalidade e linguagem; e (3) analisar o tratamento que o conceito de intencionalidade tem recebido na Análise do Comportamento, comparandoo com o proposto por Tomasello e cols, segundo os mesmos critérios (a) e (b). Esperava-se que estas análises permitissem um maior esclarecimento sobre o uso do conceito de intencionalidade na proposta de Tomasello e cols. e uma aproximação dessa proposta com um referencial analítico-comportamental, i.e., sem recorrer a entidades mentais como elementos explicativos da cognição e da linguagem. Tomasello e cols. propõem que a cognição humana é um tipo de cognição primata, derivada de adaptações biológicas característica dos primatas em geral para compreender os outros intencionalmente, em termos de ações, percepções, estados emocionais e objetivos, além de uma motivação exclusivamente humana para compartilhar intencionalidade com os outros. A partir dessas características, os humanos se tornaram capazes de se engajar em atividades de colaboração relacionadas à cognição cultural (envolvendo a criação e o uso de símbolos lingüísticos e matemáticos, artefatos culturais, tecnologias, práticas culturais e instituições sociais), que alteraram profundamente os modos de interação social da espécie humana, permitindo a ela acumular e modificar conhecimentos ao longo da história e transmitir esses conhecimentos para as gerações posteriores. Considerando a análise dos usos do conceito de intencionalidade nas propostas de Tomasello e cols, Searle, Dennett e da Análise do Comportamento, foi possível estabelecer uma relação entre as propostas de Tomasello e cols. e de Dennett, ambas caracterizando a intencionalidade como um conjunto de habilidades cognitivo-comportamentais dos organismos, resultante da história evolutiva das espécies. Contudo, foi possível relacionar o uso do o conceito de intencionalidade nas propostas de Searle e da Análise do Comportamento com o conceito de intencional na proposta de Tomasello e cols., ambos significando uma propriedade referencial (i.e., estar relacionado com) de certos fenômenos em relação a aspectos do mundo. No que concerne à relação entre intencionalidade e linguagem, as propostas de Tomasello e cols., Searle e de Dennett destacam a importância da interação da intencionalidade com a linguagem para a evolução da cognição humana propriamente dita. Contudo, Tomasello e cols. se aproximam mais do modelo de Searle, ao sugerirem que a linguagem simbólica é uma habilidade comportamental humana derivada da intencionalidade. Dennett, por outro lado, se contrapõe a essa hipótese, afirmando que intencionalidade e linguagem simbólica são dois fenômenos comportamentais distintos que co-evoluíram e passaram a interagir em certo momento da história evolutiva da espécie humana. Em geral, o presente trabalho sugere que os principais conceitos utilizados na proposta de Tomasello e cols. sobre a evolução da cognição humana e, especificamente, na teoria da aquisição da linguagem baseada no uso, são compatíveis com alguns conceitos aplicados em outras áreas do conhecimento, como a filosofia da mente e as ciências do comportamento. Em adição, o presente trabalho também possibilitou uma aproximação da proposta de Tomasello e cols. com um referencial analíticocomportamental. Sugere-se que (i) a adoção de um vocabulário analítico-comportamental pode contribuir para abordar os fenômenos contemplados na proposta de Tomasello e cols., evitando a recorrência a pressupostos mentalistas; e, (ii) a proposta de Tomasello e cols. pode oferecer relevantes contribuições para a Análise do Comportamento, no que se refere à investigação de processos simbólicos, principalmente, a aquisição e o desenvolvimento da linguagem simbólica, na medida em que esta proposta tem investigado processos simbólicos mais complexos do que aqueles tradicionalmente investigados na Análise do Comportamento.