Desenvolvimento de algoritmo para modelagem e simulação de sistemas por grafos de ligação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Inferência estatística clássica para a confiabilidade de rede de coautoria com enfoque nos vértices

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Escolhas das letras por crianças no início da Alfabetização

A presente pesquisa tem como foco verificar como se dá a apropriação da escrita por crianças no início da alfabetização, especificamente quais os recursos utilizados pelas crianças quanto às escolhas das letras durante o ato de escrever. Tem como objetivo geral analisar o processo de aquisição da escrita; verificar quais são escolhas realizadas pelas crianças durante esse processo e como objetivos específicos verificar quais os recursos utilizados pelas crianças na apropriação da linguagem escrita; como se dá o processo de escolhas das letras na apropriação da linguagem escrita por crianças no início da alfabetização e se as escolhas das letras são feitas com base somente no oral ou se são feitas tendo como foco a função que a letra ocupa na palavra durante o ato discursivo. Para alcançar os objetivos o procedimento metodológico adotado é da pesquisa-ação. Os pressupostos teóricos têm com base os conceitos defendidos por Bakhtin sobre linguagem, enunciação, gênero do discurso, e de função e de estrutura por Vygotsky entre outros, e contribuições de Smith, sobre equivalência funcional das letras. O levantamento de dados empíricos será realizado em uma Escola Estadual na cidade de Marília, com crianças de primeiro e segundo ano do ensino fundamental. A pesquisa encontra-se em estágio inicial, mas com base nos autores mencionados podemos concluir que as crianças utilizam diversos recursos no momento de escolhas das letras e não se apóiam somente na relação grafo - fônica.

Análise de propriedades topológicas das redes biológicas integradas da Escherichia coli e da Saccharomyces cerevisiae

Biological processes are complex and possess emergent properties that can not be explained or predict by reductionism methods. To overcome the limitations of reductionism, researchers have been used a group of methods known as systems biology, a new interdisciplinary eld of study aiming to understand the non-linear interactions among components embedded in biological processes. These interactions can be represented by a mathematical object called graph or network, where the elements are represented by nodes and the interactions by edges that link pair of nodes. The networks can be classi- ed according to their topologies: if node degrees follow a Poisson distribution in a given network, i.e. most nodes have approximately the same number of links, this is a random network; if node degrees follow a power-law distribution in a given network, i.e. small number of high-degree nodes and high number of low-degree nodes, this is a scale-free network. Moreover, networks can be classi ed as hierarchical or non-hierarchical. In this study, we analised Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae integrated molecular networks, which have protein-protein interaction, metabolic and transcriptional regulation interactions. By using computational methods, such as MathematicaR , and data collected from public databases, we calculated four topological parameters: the degree distribution P(k), the clustering coe cient C(k), the closeness centrality CC(k) and the betweenness centrality CB(k). P(k) is a function that calculates the total number of nodes with k degree connection and is used to classify the network as random or scale-free. C(k) shows if a network is hierarchical, i.e. if the clusterization coe cient depends on node degree. CC(k) is an indicator of how much a node it is in the lesse way among others some nodes of the network and the CB(k) is a pointer of how a particular node is among several ...(Complete abstract click electronic access below)

Caracterização topológica dos motivos das redes biológicas integradas da Escherichia coli e da Saccharomyces cerevisiae

The reducionism method has helped in the clari cation of functioning of many biological process. However, such process are extremely complex and have emergent properties that can not be explained or even predicted by reducionism methods. To overcome these limits, researchers have been used a set of methods known as systems biology, a new area of biology aiming to understand the interactions between the multiple components of biological processes. These interactions can be represented by a mathematical object called graph or network, where the interacting elements are represented by a vertex and the interactions by edges that connect a pair of vertexes. Into graphs it is possible to nd subgraphs, occurring in complex networks at numbers that are signi cantly higher than those in randomized networks, they are de ned as motifs. As motifs in biological networks may represent the structural units of biological processess, their detection is important. Therefore, the aim of this present work was detect, count and classify motifs present in biological integrated networks of bacteria Escherichia coli and yeast Saccharomyces cere- visiae. For this purpose, we implemented codes in MathematicaR and Python environments for detecting, counting and classifying motifs in these networks. The composition and types of motifs detected in these integrated networks indicate that such networks are organized in three main bridged modules composed by motifs in which edges are all the same type. The connecting bridges are composed by motifs in which the types of edges are diferent

Determinação de comunidades em redes biológicas integradas

To understand how biological phenomena emerge, the nonlinear interactions among the components envolved in these and the correspondent connected elements, like genes, proteins, etc., can be represented by a mathematical object called graph or network, where interacting elements are represented by edges connecting pairs of nodes. The analysis of various graph-related properties of biological networks has revealed many clues about biological processes. Among these properties, the community structure, i.e. groups of nodes densely connected among themselves, but sparsely connected to other groups, are important for identifying separable functional modules within biological systems for the comprehension of the high-level organization of the cell. Communities' detection can be performed by many algorithms, but most of them are based on the density of interactions among nodes of the same community. So far, the detection and analysis of network communities in biological networks have only been pursued for networks composed by one type of interaction (e.g. protein-protein interactions or metabolic interactions). Since a real biological network is simultaneously composed by protein-protein, metabolic and transcriptional regulatory interactions, it would be interesting to investigate how communities are organized in this type of network. For this purpose, we detected the communities in an integrated biological network of the Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae by using the Clique Percolation Method and we veri ed, by calculating the frequency of each type of interaction and its related entropy, if components of communities... (Complete abstract click electronic access below)

Explorando abordagens de aprendizado sequencial para floresta de caminhos ótimos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Explorando abordagens de múltiplos rótulos por floresta de caminhos ótimos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A influência da ortografia na percepção e produção do inglês como língua estrangeira

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Algoritmos de aprendizado semi-supervisionado baseados em grafos aplicados na bioinformática

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Gráfico interactivo de las relaciones derivativas entre palabras del español

[ES] La aplicación Gráfico interactivo de las relaciones derivativas entre palabras del español se centra en realizar un tratamiento a la información recabada en la tesis Sistema computacional de la gestión morfológica del español, de toda la información que contiene esta tesis este proyecto hace uso recogiendo cualquier palabra introducida por el usuario, buscando su forma canónica y devolviendo en forma gráfica la familia de palabras relacionada con esta, mediante un grafo. Esta aplicación web tiene como objetivo hacer amena la legibilidad y consulta de la información mencionada. Para lograr este objetivo se ha desarrollado una interfaz muy sencilla para el usuario, en la que éste solo tiene que introducir una palabra y relacionarla mediante un click. Una vez realizada la búsqueda, la aplicación permite al usuario interactuar con el grafo, pudiendo moverlo por la pantalla a su antojo, también tiene la función de mostrar los hijos de un nodo hoja al pasar el puntero por encima de éste y al hacer doble click sobre un nodo hoja, sea hijo o nieto de la raíz, devolviendo un nuevo grafo con el nodo seleccionado como raíz del mismo y mostrando sus hijos y nietos si los tuviera.

Sobre la descripción visual automática del ser humano para aplicaciones de interacción hombre-máquina

Programa de doctorado: Sistemas Inteligente y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería

Analisi di grafi su architetture a memoria distribuita

Questo lavoro di tesi tratta il tema delle reti complesse, mostrando i principali modelli di rete complessa quali: il modello Random, il modello Small-World ed il modello Scale-free; si introdurranno alcune metriche usate per descrivere le reti complesse quali la Degree centrality, la Closeness centrality e la Betweenness centrality; si descriveranno i problemi da tenere in considerazione durante la definizione e l’implementazione di algoritmi su grafi; i modelli di calcolo su cui progettare gli algoritmi per risolvere i problemi su grafi; un’analisi prestazionale degli algoritmi proposti per calcolare i valori di Beweenness centrality su grafi di medio-grandi dimensioni. Parte di questo lavoro di tesi è consistito nello sviluppo di LANA, LArge-scale Network Analyzer, un software che permette il calcolo e l’analisi di varie metriche di centralità su grafo.

Large-scale Network Analysis on Distributed Architectures

Questa dissertazione esamina le sfide e i limiti che gli algoritmi di analisi di grafi incontrano in architetture distribuite costituite da personal computer. In particolare, analizza il comportamento dell'algoritmo del PageRank così come implementato in una popolare libreria C++ di analisi di grafi distribuiti, la Parallel Boost Graph Library (Parallel BGL). I risultati qui presentati mostrano che il modello di programmazione parallela Bulk Synchronous Parallel è inadatto all'implementazione efficiente del PageRank su cluster costituiti da personal computer. L'implementazione analizzata ha infatti evidenziato una scalabilità negativa, il tempo di esecuzione dell'algoritmo aumenta linearmente in funzione del numero di processori. Questi risultati sono stati ottenuti lanciando l'algoritmo del PageRank della Parallel BGL su un cluster di 43 PC dual-core con 2GB di RAM l'uno, usando diversi grafi scelti in modo da facilitare l'identificazione delle variabili che influenzano la scalabilità. Grafi rappresentanti modelli diversi hanno dato risultati differenti, mostrando che c'è una relazione tra il coefficiente di clustering e l'inclinazione della retta che rappresenta il tempo in funzione del numero di processori. Ad esempio, i grafi Erdős–Rényi, aventi un basso coefficiente di clustering, hanno rappresentato il caso peggiore nei test del PageRank, mentre i grafi Small-World, aventi un alto coefficiente di clustering, hanno rappresentato il caso migliore. Anche le dimensioni del grafo hanno mostrato un'influenza sul tempo di esecuzione particolarmente interessante. Infatti, si è mostrato che la relazione tra il numero di nodi e il numero di archi determina il tempo totale.

Tecniche numeriche di studio della sicurezza stradale: il caso della provincia di Bologna

La tesi dottorale in oggetto prende spunto da alcune considerazioni di base relative alla salute di una comunità. Infatti quest’ultima si fonda sulla sicurezza dell’ambiente in cui vive e sulla qualità delle relazioni tra i suoi componenti. In questo ambito la mobilità rappresenta uno degli elementi di maggior criticità, sia per la sicurezza delle persone, che per la salute pubblica, che per le conseguenze sull’ambiente che ne derivano. Negli ultimi anni la circolazione stradale è notevolmente aumentata è questo ha portato a notevoli aspetti negativi, uno dei quali è connesso agli incidenti stradali. In tale ambito viene ricordato che l’Unione Europea ha da tempo indicato come obiettivo prioritario il miglioramento della sicurezza stradale e nel 2001 ha fissato il traguardo di dimezzare entro il 2010 il numero delle vittime degli incidenti stradali. Non ultima, l’approvazione da parte del Parlamento europeo e del Consiglio di un atto legislativo (d’imminente pubblicazione sulla GU Europea) relativo alla gestione della sicurezza in tutte le fasi della pianificazione, della progettazione e del funzionamento delle infrastrutture stradali, in cui si evidenzia l’esigenza di una quantificazione della sicurezza stradale. In tale contesto viene sottolineato come uno dei maggiori problemi nella gestione della sicurezza stradale sia la mancanza di un metodo affidabile per stimare e quantificare il livello di sicurezza di una strada esistente o in progetto. Partendo da questa considerazione la tesi si sviluppa mettendo in evidenza le grandezza fondamentali nel problema della sicurezza stradale, (grado di esposizione, rischio d’incidente e le possibili conseguenze sui passeggeri) e analizzando i sistemi adottati tradizionalmente per effettuare analisi di sicurezza: • Statistiche dei dati storici d’incidente; • Previsione da modelli basati su analisi di regressione dei dati incidentali; • Studi Before-After; • Valutazione da giudizi di esperti. Dopo aver analizzato gli aspetti positivi e negativi delle alternative in parola, viene proposto un nuovo approccio, che combina gli elementi di ognuno dei metodi sopra citati in un algoritmo di previsione incidentale. Tale nuovo algoritmo, denominato Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM) è stato sviluppato dalla Federal Highway Administration in collaborazione con la Turner Fairbank Higway Research Center ed è specifico per le strade extraurbane a due corsie. Il passo successivo nello sviluppo della tesi è quello di un’analisi dettagliata del modello IHSDM che fornisce il numero totale di incidenti previsti in un certo intervallo temporale. Viene analizzata la struttura del modello, i limiti d’applicabilità, le equazioni che ne sono alla base e i coefficienti moltiplicativi relativi ad ogni caratteristica geometrica e funzionale. Inoltre viene presentata un’ampia analisi di sensibilità che permette di definire quale sia l’influenza d’ogni singolo Fattore di Previsione incidentale (Accident Predication Factor) sul risultato finale. Dai temi trattati, emerge chiaramente come la sicurezza è legata a più sistemi tra loro interconnessi e che per utilizzare e migliorare i modelli previsionali è necessario avere a disposizione dati completi, congruenti, aggiornati e facilmente consultabili. Infatti, anche quando sono disponibili elementi su tutti gli incidenti avvenuti, spesso mancano informazioni di dettaglio ma fondamentali, riguardanti la strada come ad esempio il grado di curvatura, la larghezza della carreggiata o l’aderenza della pavimentazione. In tale ottica, nella tesi viene presentato il Sistema Informativo Stradale (SIS) della Provincia di Bologna, concepito come strumento di gestione delle problematiche inerenti la viabilità e come strumento di supporto per la pianificazione degli interventi e la programmazione delle risorse da investire sulla rete. Viene illustrato come il sistema sia in grado di acquisire, elaborare ed associare dati georeferenziati relativi al territorio sia sotto forma di rappresentazioni grafiche, sia mediante informazioni descrittive di tipo anagrafico ed alfanumerico. Quindi viene descritto il rilievo ad alto rendimento, effettuato con l’ausilio di un laboratorio mobile multifunzionale (Mobile Mapping System), grazie al quale è stato possibile definire con precisione il grafo completo delle strade provinciali e il database contenente i dati relativi al patrimonio infrastrutturale. Tali dati, relativi alle caratteristiche plano-altimetriche dell’asse (rettifili, curve planimetriche, livellette, raccordi altimetrici, ecc...), alla sezione trasversale (numero e larghezza corsie, presenza di banchine, ecc..), all’ambiente circostante e alle strutture annesse vengono presentati in forma completa specificando per ognuno la variabilità specifica. Inoltre viene evidenziato come il database si completi con i dati d’incidentali georeferenziati sul grafo e compresivi di tutte le informazioni contenute nel modello ISTAT CTT/INC spiegandone le possibili conseguenze sul campo dell’analisi di sicurezza. La tesi si conclude con l’applicazione del modello IHSDM ad un caso reale, nello specifico la SP255 di S.Matteo Decima. Infatti tale infrastruttura sarà oggetto di un miglioramento strutturale, finanziato dalla Regione Emilia Romagna, che consistente nell’allargamento della sede stradale attraverso la realizzazione di una banchina pavimentata di 1.00m su entrambi i lati della strada dalla prog. km 19+000 al km 21+200. Attraverso l’utilizzo dell’algoritmo di previsione incidentale è stato possibile quantificare gli effetti di questo miglioramento sul livello di sicurezza dell’infrastruttura e verificare l’attendibilità del modello con e senza storia incidentale pregressa. Questa applicazione ad un caso reale mette in evidenza come le informazioni del SIS possano essere sfruttate a pieno per la realizzazione di un analisi di sicurezza attraverso l’algoritmo di previsione incidentale IHSDM sia nella fase di analisi di uno specifico tronco stradale che in quella fondamentale di calibrazione del modello ad una specifica rete stradale (quella della Provincia di Bologna). Inoltre viene sottolineato come la fruibilità e la completezza dei dati a disposizione, possano costituire la base per sviluppi di ricerca futuri, come ad esempio l’indagine sulle correlazioni esistenti tra le variabili indipendenti che agiscono sulla sicurezza stradale.