Abordagem icônica para modelagem e simulação de ambientes de computação em nuvem ?

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo de sistemas não-lineares em mecânica quântica

The main goal of this work is to investigate the effects of a nonlinear cubic term inserted in the Schrödinger equation for one-dimensional potentials studied in Quantum Mechanics textbooks. Being the main tool the numerical analysis in a large number of works, the analysis of this effect by this term in the potential itself, in order to work with an analytical solution, can be considered something new. For the harmonic oscillator potential, the analysis was made from a numerical method, comparing the result with the known results in the literature. In the case of the infinite well potential and the step potential, hoping to work with an analytical solution, by construction we started with the known wavefunction for the linear case noting the effects in the other physical quantities. The coupling of the physical quantities involved in this work has yielded, besides many complications in the calculations, a series of conditions on the existence and validity of the solutions in regard to the system possible configurations

Estudo de sistemas não-lineares em mecânica quântica

The main goal of this work is to investigate the effects of a nonlinear cubic term inserted in the Schrödinger equation for one-dimensional potentials studied in Quantum Mechanics textbooks. Being the main tool the numerical analysis in a large number of works, the analysis of this effect by this term in the potential itself, in order to work with an analytical solution, can be considered something new. For the harmonic oscillator potential, the analysis was made from a numerical method, comparing the result with the known results in the literature. In the case of the infinite well potential and the step potential, hoping to work with an analytical solution, by construction we started with the known wavefunction for the linear case noting the effects in the other physical quantities. The coupling of the physical quantities involved in this work has yielded, besides many complications in the calculations, a series of conditions on the existence and validity of the solutions in regard to the system possible configurations

Alocação eficiente de indicadores de faltas em um sistema de distribuição real usando computação evolutiva

Este trabalho propõe uma abordagem computacional evolutiva para a resolução do problema de alocação de dispositivos indicadores de faltas (IFs) em alimentadores primários de distribuição de energia elétrica. De forma mais específica, o problema de se obter o melhor local de instalação é solucionado por meio da técnica de Algoritmos Genéticos (AGs) que busca obter uma configuração eficiente de instalação de IFs no tronco principal de um alimentador de distribuição. Assim, faz-se a modelagem do mesmo na forma de um problema de otimização orientado à melhoria dos indicadores de qualidade do serviço e ao encontro de uma solução economicamente atraente. Os resultados com dados reais comprovam a eficiência da metodologia proposta.

Anatomofisiologia da sucção e deglutição do bebê em computação gráfica 3D como instrumento educacional

A eficiência da amamentação exige uma complexa coordenação entre sucção, deglutição e respiração, sendo que a tecnologia tem possibilitado importantes avanços na compreensão desse processo. Porém, não foram encontrados vídeos disponíveis na internet que demonstrassem a anatomia e fisiologia da amamentação, de modo didático e fidedigno à ciência atual. Este trabalho teve por objetivo descrever o desenvolvimento de uma sequência em computação gráfica sobre a sucção e a deglutição, resultante da produção digital do Bebê Virtual, bem como validar tal produção quanto ao conteúdo e prover adequações necessárias ao material educacional. Para a produção das iconografias em 3D da sucção e deglutição no Bebê Virtual, inicialmente foi elaborado um mapa conceitual e uma matriz de conteúdos, objetivos e competências voltadas ao material educacional. Posteriormente foi elaborado um roteiro científico que abordou a anatomia do crânio, face, cavidade oral, faringe, laringe e esôfago do recém-nascido, bem como, a descrição dos mecanismos fisiológicos relacionados à sucção e às fases oral e faríngea da deglutição no bebê. Para isso foram utilizadas 14 publicações do período de 1998 a 2008, que continham informações relevantes para demonstrar a amamentação. Os conteúdos teóricos foram organizados em cenas principais, possibilitando a criação de previews das sequências dinâmicas, as quais foram avaliadas por profissionais de anatomia, fonoaudiologia e medicina, possibilitando os ajustes necessários e a construção das imagens em computação gráfica 3D. Para análise da validade de conteúdo dessas imagens foi verificada a representatividade dos itens que o compõe, por meio de consulta à literatura. Foram incluídos estudos que utilizaram auxílio tecnológico e abordaram o tema proposto em bebês a termo e saudáveis, sem alterações neurológicas ou anomalias craniofaciais. Foram excluídas as publicações realizadas com bebês pré-termo, sindrômicos, com anomalias, doenças neurológicas ou qualquer alteração que pudesse interferir na amamentação, revisões de literatura e relatos de caso. Os artigos selecionados foram analisados e classificados quanto ao nível de evidência científica, predominando o nível três de evidência. A análise de conteúdo demonstrou a necessidade de adequações nas iconografias 3D, para que o processo de sucção e deglutição demonstrado no bebê virtual pudesse corresponder ao conhecimento científico atual. Tais adequações foram propostas a partir dos achados de 9 estudos, publicados entre 2008 e 2014, que utilizaram ultrassonografia para demonstrar como ocorre o processo de amamentação. Desta forma, foram modificados os aspectos da pega, da movimentação de língua, mandíbula, palato mole e laringe, além da sincronização da sucção/deglutição/respiração e deslocamento do mamilo, num processo desenvolvido em cinco etapas. Assim, o presente estudo descreveu o processo de desenvolvimento das iconografias em 3D sobre a anatomia e fisiologia da sucção e deglutição no recém-nascido a termo, sendo que a validade de conteúdo permitiu atualizar vários aspectos da amamentação do Bebê Virtual, quebrando velhos paradigmas e possibilitando ilustrar didaticamente as evidências científicas relacionadas.

Informações de suporte ao escalonamento de workflows científicos para a execução em plataformas de computação em nuvem

A ciência tem feito uso frequente de recursos computacionais para execução de experimentos e processos científicos, que podem ser modelados como workflows que manipulam grandes volumes de dados e executam ações como seleção, análise e visualização desses dados segundo um procedimento determinado. Workflows científicos têm sido usados por cientistas de várias áreas, como astronomia e bioinformática, e tendem a ser computacionalmente intensivos e fortemente voltados à manipulação de grandes volumes de dados, o que requer o uso de plataformas de execução de alto desempenho como grades ou nuvens de computadores. Para execução dos workflows nesse tipo de plataforma é necessário o mapeamento dos recursos computacionais disponíveis para as atividades do workflow, processo conhecido como escalonamento. Plataformas de computação em nuvem têm se mostrado um alternativa viável para a execução de workflows científicos, mas o escalonamento nesse tipo de plataforma geralmente deve considerar restrições específicas como orçamento limitado ou o tipo de recurso computacional a ser utilizado na execução. Nesse contexto, informações como a duração estimada da execução ou limites de tempo e de custo (chamadas aqui de informações de suporte ao escalonamento) são importantes para garantir que o escalonamento seja eficiente e a execução ocorra de forma a atingir os resultados esperados. Este trabalho identifica as informações de suporte que podem ser adicionadas aos modelos de workflows científicos para amparar o escalonamento e a execução eficiente em plataformas de computação em nuvem. É proposta uma classificação dessas informações, e seu uso nos principais Sistemas Gerenciadores de Workflows Científicos (SGWC) é analisado. Para avaliar o impacto do uso das informações no escalonamento foram realizados experimentos utilizando modelos de workflows científicos com diferentes informações de suporte, escalonados com algoritmos que foram adaptados para considerar as informações inseridas. Nos experimentos realizados, observou-se uma redução no custo financeiro de execução do workflow em nuvem de até 59% e redução no makespan chegando a 8,6% se comparados à execução dos mesmos workflows sendo escalonados sem nenhuma informação de suporte disponível.

Orquestração de migração massiva de máquinas virtuais baseada em análise cíclica para ambientes de computação na nuvem.

Um das principais características da tecnologia de virtualização é a Live Migration, que permite que máquinas virtuais sejam movimentadas entre máquinas físicas sem a interrupção da execução. Esta característica habilita a implementação de políticas mais sofisticadas dentro de um ambiente de computação na nuvem, como a otimização de uso de energia elétrica e recursos computacionais. Entretanto, a Live Migration pode impor severa degradação de desempenho nas aplicações das máquinas virtuais e causar diversos impactos na infraestrutura dos provedores de serviço, como congestionamento de rede e máquinas virtuais co-existentes nas máquinas físicas. Diferente de diversos estudos, este estudo considera a carga de trabalho da máquina virtual um importante fator e argumenta que escolhendo o momento adequado para a migração da máquina virtual pode-se reduzir as penalidades impostas pela Live Migration. Este trabalho introduz a Application-aware Live Migration (ALMA), que intercepta as submissões de Live Migration e, baseado na carga de trabalho da aplicação, adia a migração para um momento mais favorável. Os experimentos conduzidos neste trabalho mostraram que a arquitetura reduziu em até 74% o tempo das migrações para os experimentos com benchmarks e em até 67% os experimentos com carga de trabalho real. A transferência de dados causada pela Live Migration foi reduzida em até 62%. Além disso, o presente introduz um modelo que faz a predição do custo da Live Migration para a carga de trabalho e também um algoritmo de migração que não é sensível à utilização de memória da máquina virtual.

Computação em nuvem no governo: caminhos para a formação de uma agenda governamental

This work aims to understand how cloud computing contextualizes the IT government and decision agenda, in the light of the multiple streams model, considering the current status of public IT policies, the dynamics of the agenda setting for the area, the interface between the various institutions, and existing initiatives on the use of cloud computing in government. Therefore, a qualitative study was conducted through interviews with a group of policy makers and the other group consists of IT managers. As analysis technique, this work made use of content analysis and analysis of documents, with some results by word cloud. As regards the main results to overregulation to the area, usually scattered in various agencies of the federal government, which hinders the performance of the managers. Identified a lack of knowledge of standards, government programs, regulations and guidelines. Among these he highlighted a lack of understanding of the TI Maior Program, the lack of effectiveness of the National Broadband Plan in view of the respondents, as well as the influence of Internet Landmark as an element that can jam the advances in the use of computing cloud in the Brazilian government. Also noteworthy is the bureaucratization of the acquisition of goods to IT services, limited, in many cases, technological advances. Regarding the influence of the actors, it was not possible to identify the presence of a political entrepreneur, and it was noticed a lack of political force. Political flow was affected only by changes within the government. Fragmentation was a major factor for the theme of weakening the agenda formation. Information security was questioned by the respondents pointed out that the main limitation coupled with the lack of training of public servants. In terms of benefits, resource economy is highlighted, followed by improving efficiency. Finally, the discussion about cloud computing needs to advance within the public sphere, whereas the international experience is already far advanced, framing cloud computing as a responsible element for the improvement of processes, services and economy of public resources

Bioquímica quântica na diferenciação dos níveis de ativação de receptores AMPA por agonistas parciais Wilardina

In the central nervous system (CNS) of mammalian, fast synaptic transmission between nerve cells is performed primarily by α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4- isoxazolepropionic acid (AMPA) receptors, an ionotropic glutamate receptor that is related with learning, memory and homeostasis of the nervous system. Impairments in their functions are correlated with development of many brain desorders, such as epilepsy, schizophrenia, autism, Parkinson and Alzheimer. The use of willardiine analogs has been shown a powerful tool to understanding of activation and desensitization mechanisms of this receptors, because the modification of a single ligand atom allows the observation of varying levels of efficacy. In this work, taking advantage of Fluorine Willardiine (1.35Å), Hydrogen Willardiine (1.65Å), Bromine Willardiine (1.8Å) and Iodine Willardiine (2.15Å) structures co-crystalized with GluA2 with codes 1MQI, 1MQJ, 1MQH and 1MQG, we attempted to energetically differentiate the four ligands efficacy. The complexes were submitted to energetic calculations based on density functional theory (DFT), under the optics of molecular fractionation with conjugate caps (MFCC) method. Obtained results show a relationship between the energetic values and willardiines efficacy order (FW> HW > BrW > IW), also show the importance of E705, R485, Y450, S654, T655, T480 e P478 as the amino acids that contribute most strongly with the interaction of four partial agonists. Furthermore, we outlined the M708 behaviour, attracted by FW and HW ligands, and repels by BrW and IW. With the datas reported on this work, it is possible for a better understanding of the AMPA receptor, which can serve as an aid in the development of new drugs for this system.

Uma aplicação do método fuzzy-electre-topsis para seleção de serviços de computação em nuvem

This work presents an application of a hybrid Fuzzy-ELECTRE-TOPSIS multicriteria approach for a Cloud Computing Service selection problem. The research was exploratory, using a case of study based on the actual requirements of professionals in the field of Cloud Computing. The results were obtained by conducting an experiment aligned with a Case of Study using the distinct profile of three decision makers, for that, we used the Fuzzy-TOPSIS and Fuzzy-ELECTRE-TOPSIS methods to obtain the results and compare them. The solution includes the Fuzzy sets theory, in a way it could support inaccurate or subjective information, thus facilitating the interpretation of the decision maker judgment in the decision-making process. The results show that both methods were able to rank the alternatives from the problem as expected, but the Fuzzy-ELECTRE-TOPSIS method was able to attenuate the compensatory character existing in the Fuzzy-TOPSIS method, resulting in a different alternative ranking. The attenuation of the compensatory character stood out in a positive way at ranking the alternatives, because it prioritized more balanced alternatives than the Fuzzy-TOPSIS method, a factor that has been proven as important at the validation of the Case of Study, since for the composition of a mix of services, balanced alternatives form a more consistent mix when working with restrictions.

Utilização de pulsos de radiofrequência fortemente modulados no processamento de informação quântica via ressonância magnética nuclear

Nesta dissertação apresentamos um trabalho de desenvolvimento e utilização de pulsos de radiofreqüência modulados simultaneamente em freqüência, amplitude e fase (pulsos fortemente modulados, SMP, do inglês Strongly Modulated Pulses) para criar estados iniciais e executar operações unitárias que servem como blocos básicos para processamento da informação quântica utilizando Ressonância Magnética Nuclear (RMN). As implementações experimentais foram realizas em um sistema de 3 q-bits constituído por spins nucleares de Césio 133 (spin nuclear 7/2) em uma amostra de cristal líquido em fase nemática. Os pulsos SMP´s foram construídos teoricamente utilizando um programa especialmente desenvolvido para esse fim, sendo o mesmo baseado no processo de otimização numérica Simplex Nelder-Mead. Através deste programa, os pulsos SMP foram otimizados de modo a executarem as operações lógicas desejadas com durações consideravelmente menores que aquelas realizadas usando o procedimento usual de RMN, ou seja, seqüências de pulsos e evoluções livres. Isso tem a vantagem de reduzir os efeitos de descoerência decorrentes da relaxação do sistema. Os conceitos teóricos envolvidos na criação dos SMPs são apresentados e as principais dificuldades (experimentais e teóricas) que podem surgir devido ao uso desses procedimentos são discutidas. Como exemplos de aplicação, foram produzidos os estados pseudo-puros usados como estados iniciais de operações lógicas em RMN, bem como operações lógicas que foram posteriormente aplicadas aos mesmos. Utilizando os SMP\'s também foi possível realizar experimentalmente os algoritmos quânticos de Grover e Deutsch-Jozsa para 3 q-bits. A fidelidade das implementações experimentais foi determinadas utilizando as matrizes densidade experimentais obtidas utilizando um método de tomografia da matriz densidade previamente desenvolvido.

Uma experiência de ensino integrado dos fundamentos matemáticos da ciência da computação

Este trabalho tem por objetivo relatar os resultados preliminares de uma experiência de integração curricular, em andamento na Escola de Informática da UCPel, na área de fundamentos matemáticos da Ciência da Computação. A concepção curricular da experiência está baseada nas idéias de Basil Bernstein sobre currículos de coleção e/ou integração, na idéia de desenvolvimento autônomo do aluno e na organização do ensino em forma semi-presencial (com apoio da Internet) e cooperativa (com apoio de softwares matemáticos).