RST: Reuse through Speculation on Traces

In this thesis, we present a novel approach to combine both reuse and prediction of dynamic sequences of instructions called Reuse through Speculation on Traces (RST). Our technique allows the dynamic identification of instruction traces that are redundant or predictable, and the reuse (speculative or not) of these traces. RST addresses the issue, present on Dynamic Trace Memoization (DTM), of traces not being reused because some of their inputs are not ready for the reuse test. These traces were measured to be 69% of all reusable traces in previous studies. One of the main advantages of RST over just combining a value prediction technique with an unrelated reuse technique is that RST does not require extra tables to store the values to be predicted. Applying reuse and value prediction in unrelated mechanisms but at the same time may require a prohibitive amount of storage in tables. In RST, the values are already stored in the Trace Memoization Table, and there is no extra cost in reading them if compared with a non-speculative trace reuse technique. . The input context of each trace (the input values of all instructions in the trace) already stores the values for the reuse test, which may also be used for prediction. Our main contributions include: (i) a speculative trace reuse framework that can be adapted to different processor architectures; (ii) specification of the modifications in a superscalar, superpipelined processor in order to implement our mechanism; (iii) study of implementation issues related to this architecture; (iv) study of the performance limits of our technique; (v) a performance study of a realistic, constrained implementation of RST; and (vi) simulation tools that can be used in other studies which represent a superscalar, superpipelined processor in detail. In a constrained architecture with realistic confidence, our RST technique is able to achieve average speedups (harmonic means) of 1.29 over the baseline architecture without reuse and 1.09 over a non-speculative trace reuse technique (DTM).

Desenvolvimento de uma arquitetura programável de controle em tempo real para um servoposicionador pneumático

Este trabalho aborda o desenvolvimento de uma arquitetura de controle em tempo real para servoposicionadores pneumáticos, baseada em computadores pessoais (PCs). Os servoposicionadores pneumáticos são de baixo custo, leves, não poluentes e de fácil utilização. Como apresentam boa relação entre peso e força, são bastante atraentes em aplicações de robótica. Entretanto, devido a suas não linearidades, os servoposicionadores pneumáticos apresentam dificuldades em seu controle. Visando compensá-las, são desenvolvidos algoritmos de controle cada vez mais complexos, necessitando de ferramentas mais robustas quanto ao poder de processamento. Ferramentas com características necessárias para o desenvolvimento de algoritmos e para o controle em tempo real de sistemas custam caro, o que dificulta o desenvolvimento de novas tecnologias de controle de servoposicionadores pneumáticos. Este trabalho apresenta uma revisão das soluções utilizadas na construção de sistemas pneumáticos de posicionamento e daquelas adotadas no controle digital de sistemas automáticos. Descrevese o processo de construção de uma bancada experimental, e o desenvolvimento das soluções em hardware e software para o controle digital é discutido. Visando uma solução economicamente atraente, são utilizados unicamente softwares de código aberto e de livre utilização, assim como hardwares de baixo custo.Para verificar a eficiência da solução proposta, a arquitetura de controle é utilizada para realizar a identificação dos parâmetros do sistema pneumático. Dentre eles, destacam-se a vazão mássica e o atrito, informações importantes para simulação e controle do sistema. Também são utilizados controladores do tipo Proporcional-Integral-Derivativo, implementados para apoiar o estudo do desempenho da arquitetura no controle do servoposicionador pneumático.

Uma Arquitetura de correlação de notificações baseada em políticas e web services

Notificações enviadas por dispositivos são essenciais para ajudar no gerenciamento de redes de computadores, pois podem alertar sobre, por exemplo, situações anormais ou indesejadas. Porém, em muitos casos, múltiplas notificações relacionadas ao mesmo problema podem ser recebidas por uma estação gerente. Isso faz com que a visualização das notificações se torne confusa. Uma forma possível de diminuir a quantidade de notificações recebidas é através da sua correlação. Atualmente, os Web Services têm sido um importante tema de pesquisa na área de gerenciamento de redes de computadores. Contudo, não há pesquisas propriamente relacionadas à notificação de eventos usando Web Services. O protocolo SNMP, que é a solução mais aceita e utilizada, possui suporte à notificação de eventos através de suas mensagens trap. Porém, esse suporte é limitado e, raramente, consegue cruzar domínios administrativos diferentes. Unindo a necessidade de correlação com a necessidade de cruzar domínios administrativos diferentes, uma arquitetura de correlação de notificações baseada em Web Services e políticas é apresentada. As políticas são utilizadas no trabalho, como mecanismo para definição das regras de correlação de notificações. A arquitetura proposta e sua implementação são apresentadas, permitindo a investigação do uso de Web Services como ferramenta no gerenciamento de redes, considerando o caso específico de suporte a notificações. Este estudo complementa as investigações em andamento do Grupo de Pesquisa de Redes da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, mostrando aspectos dosWeb Services no gerenciamento de redes, que eram desconhecidos no campo de notificações, além de mostrar o gerenciamento baseado em políticas aplicado a notificações, assunto também inexplorado até o momento.

Os efeitos de fluxos de prótons sobre dispositivos MOS no espaço

Dispositivos microeletrônicos como células solares e circuitos integrados MOS em satélites, estão sujeitos ao bombardeamento de partículas de alta energia, especialmente os uxos de prótons. Os danos causados pela irradiação de prótons podem ser facilmente simulados usando as técnicas implantação iônica, uma vez que os estudos de con abilidade dos dispositivos em condições reais (no espaço) são despendiosos. A proposta deste trabalho é usar capacitores MOS para estudar a in uência do bombardeamento de prótons na degradação do tempo de vida de portadores minoritários, na mudança de corrente de fuga através do SiO2 e na mudança da carga efetiva na interface SiO2/Si. Assim como o tempo de vida está relacionado aos defeitos criados na estrutura cristalina devido às colisões das partículas com os átomos de Si, a corrente de fuga caracteriza a estabilidade do dielétrico e a carga efetiva mostra o quanto a tensão de limiar dos transistores MOS (VT) é afetada. Uma combinação de formação de zona desnuda na região de depleção e gettering por implanta ção iônica na face inferior das lâminas garantiu o melhoramento do tempo de vida nos capacitores MOS. Os aceleradores de íons do Laboratório de Implantação Iônica da UFRGS foram usados para produzir bombardeamentos de prótons com energias de 100keV , 200keV , 600keV e 2MeV , e doses no intervalo de 1x10 9 cm-2 a 3x10 12 cm-2 O tempo de vida de geração foi obtido através do método C-t (Zerbst modificado), a corrente de fuga através do método I-V e a carga criada no óxido através do método C-V de alta freqüência. A literatura apresenta dados de uxos de prótons no espaço possibilitando a conexão entre os efeitos simulados por implantação iônica e o espectro solar real. Como eventos solares apresentam variabilidade, alguns casos de atividade solar proeminente foram estudados. Foi de nida a função (x) que relaciona a concentração defeitos eletricamente ativos com a profundidade e foi feito um cálculo para estimar as conseqüências sobre o tempo de vida dos portadores minorit ários. Os resultados mostram que um dia de atividade solar expressiva é su ciente para degradar o tempo de vida intensamente, tendo como conseqüência a destruição de uma célula solar sem blindagem.

O rádio como espaço de visibilidade política : (governo da Frente Popular em Porto Alegre 1989/1990

Esta é uma pesquisa sobre mídia e política que aborda o uso do rádio pelo governo da Frente Popular em Porto Alegre, no período entre abril de 1989 e setembro de 1990. É um estudo de caso que trata do sistema de monitoração de rádio adotado pelo governo da Frente Popular em seis emissoras de rádio ( Gaúcha, Guaíba, Farroupilha, Princesa, Bandeirantes e Pampa) durante 24 horas. Defende-se a tese de que o governo da Frente Popular, em Porto Alegre, ao responder aos ouvintes, apropriou-se de um lugar específico da mídia para dar visibilidade ao seu projeto político de esquerda constituindo um novo cenário da disputa política. Com esta estratégia de responder a interpelação dos ouvintes, a Frente Popular pautou a mídia e provocou uma alteração nos critérios de noticiabilidade no rádio ao mesmo tempo em que estabeleceu um controle da programação das emissoras. Os objetivos do estudo são verificar se a estratégia de Comunicação da Prefeitura Municipal de Porto Alegre de controlar as demandas dos cidadãos, através do rádio, resulta em créditos político; entender como, em uma sociedade dominada pela informação, produto de grandes empresas de comunicação, consegue ser seduzida pela estratégia política de um governo; compreender a eficácia do rádio como instrumento de uso político de governos democráticos; reafirmar que a pesquisa de campo, que leva em conta a prática e a observação dos cidadãos comuns e seu cotidiano, é a base para todo e qualquer estudo sobre a ação da comunicação, especialmente, do jornalismo na sociedade. O governo da Frente Popular através das diferentes secretarias e autarquias respondia aos ouvintes, prometendo executar o serviço no espaço da própria emissora que havia veiculado a reclamação. Esta trama entre rádio, ouvinte e governo resulta no fortalecimento do projeto político da Frente Popular.

A-ninhos : a tessitura de um espaço topológico

Esta pesquisa envolve a análise de um processo construtivo que resulta em dez objetos-ninho que compõem a série denominada “Aninhos”. O texto, integrado à tessitura do trabalho, investiga vestígios, motivações e influências na feitura do mesmo, o que o torna repleto de referências pessoais, culturais e históricas. E isto através do “olhar transpositivo” um olhar especial, reflexivo, distanciado, que resgata a trajetória dessa poiética, onde são alinhavados temas tais como o desenvolvimento do processo simbólico (Cassirer), visto pela teoria da constituição de linguagem, tratada por Lacan; as conecções com o espaço social, através das teorias de Leroi-Gourhan e de Arnau Puig; as conecções com o espaço perceptivo, através da leitura de Merlot-Ponty, Arnhein e Pareyson; as vertentes históricas tratadas por Argan e Calabrese; e um código imagético, recuperado por vertentes simbólicas (mitológicas e literárias). Associados ao processo construtivo dos objetos-ninho, todos esses assuntos revelam-se em um espaço de características neobarrocas, que nomeio espaço topológico, baseada em uma definição de Arnau Puig. Um espaço que é o objetivo deste processo e pertence tanto ao plano físico como ao imaginário; que se instaura a partir do processo de comunicação e que, contentor da dinâmica que movimenta a obra, possibilita intersecções, através de gestos e reflexões, entre obra-artista-contexto-espectador.

Arquitetura em hardware para co-processamento de tarefas em sistema operacional tempo real

Os sistemas operacionais de tempo real, assim como os sistemas embarcados, estão inseridos no desenvolvimento de projetos de automação industrial segmentado em diversas áreas de pesquisa como, por exemplo, robótica, telecomunicações, e barramentos industriais. As aplicações de sistemas modernos de controle e automação necessitam de alta confiabilidade, velocidade de comunicação, além de, determinismo temporal. Sistemas operacionais de tempo real (SOTR) têm-se apresentado como uma solução confiável quando aplicadas em sistemas que se fundamentam no cumprimento de requisitos temporais. Além disso, o desempenho computacional é totalmente dependente da capacidade operacional da unidade de processamento. Em um sistema monoprocessado, parte da capacidade computacional da unidade de processamento é utilizada em atividades administrativas, como por exemplo, processos de chaveamento e salvamento de contexto. Em decorrência disto, surge a sobrecarga computacional como fator preponderante para o desempenho do sistema. Este trabalho tem por objetivo, analisar e fornecer uma arquitetura alternativa para realizar o co-processamento de tarefas em uma plataforma IBM-PC, aumentando a capacidade computacional do microprocessador principal. No presente trabalho, a plataforma de coprocessamento realiza a execução do algoritmo de escalonamento do sistema operacional, desta forma distribuiu-se o gerenciamento temporal das tarefas entre a plataforma IBM-PC e a unidade de co-processamento.

Arquiteturas fílmicas

Assim como a arquitetura, o cinema é uma das artes onde o sentido espacial é mais forte. Ao incorporar o tempo como uma de suas dimensões, o espaço fílmico permite que falemos de uma ficção arquitetônica, de uma narratividade que nos faz construir uma via subjetiva de análise que extrapola o mero papel técnico, englobando os papéis crítico e experimental. Acentuando a impressão de realidade pela apresentação de formas em movimento, a arquitetura fílmica desempenha papel orquestral e atua como agente ativo de referência e legitimação espaçotemporal, tornando a experiência cinematográfica única. Mesmo não havendo como não sacrificar a continuidade dentro deste esquema e admitindo que o espaço fílmico seja diferente do real, pois sofre extrema influência de seus condicionantes técnicos , que agem como recortes da realidade e determinam, desta maneira, as relações entre tempo e espaço, o que interessa é que a representação deste espaço possa contribuir para a revelação de outras formas de se enxergar o fenômeno arquitetônico. É justamente a filmabilidade da arquitetura que, numa sociedade onde a comunicação é eminentemente visual, vai de encontro ao seu papel de discurso, de paradigma visual para a própria realidade. Ao pensar o espaço real representando e recriando suas formas, a arquitetura fílmica pode inclusive se configurar como uma espécie de arquitetura marginal, servindo de importante base para questionamentos e proposições sobre si mesma, indicando os gostos, medos e anseios de cada período e lançando novas idéias A arquitetura, banhada por fatores de ordem cultural, econômica, política e social tem, portanto, o poder de sintetizar a experiência espacial fílmica, fazendo da simulação gerada por sua representação peça chave na análise dos espaços imaginários do cinema, já que a sobreposição entre realidade e ficção produz imagens e situações emblemáticas que se refletem na própria percepção espacial e se incorporam definitivamente à vivência urbana individual e coletiva de seus habitantes/espectadores. Pelo alcance atual do cinema é pertinente, portanto, que se investiguem as interfaces entre ambos. Dentro do estudo proposto estão sete filmes com os quais se espera mostrar porção relevante do que se pensou e representou sobre a arquitetura fílmica ao longo dos anos, mostrando que ela é muito mais que mera “cenografia”, pois permite a ligação entre tempo, espaço e homem. Não interessa saber, portanto, se estas arquiteturas são um modelo objetivo de espaço, mas sobretudo se são um laboratório de reflexão sobre uma certa idéia de sociedade

FreeMMG : uma arquitetura cliente-servidor e par-a-par de suporte a jogos maciçamente distribuídos

A popularização das tecnologias de acesso à Internet por “banda larga” suportam a crescente proliferação de aplicações do tipo “par-a-par” (peer-to-peer), onde o usuário doméstico, tipicamente consumidor de informação, passa também a atuar como provedor. De forma simultânea, há uma popularização crescente dos jogos em rede, especialmente dos “jogos maciçamente multijogador” (MMG ou massively multiplayer game) onde milhares de jogadores interagem, em tempo real, em mundos virtuais de estado persistente. Os MMGs disponíveis atualmente, como EverQuest e Ultima Online, são implementados como sistemas centralizados, que realizam toda a simulação do jogo no “lado servidor”. Este modelo propicia controle de acesso ao jogo pelo servidor, além de ser muito resistente a jogadores trapaceiros. Porém, a abordagem cliente-servidor não é suficientemente escalável, especialmente para pequenas empresas ou projetos de pesquisa que não podem pagar os altos custos de processamento e comunicação dos servidores de MMGs centralizados. Este trabalho propõe o FreeMMG, um modelo híbrido, cliente-servidor e par-a-par, de suporte a jogos maciçamente multijogador de estratégia em tempo real (MMORTS ou massively multiplayer online real-time strategy). O servidor FreeMMG é escalável pois delega a maior parte da tarefa de simulação do jogo para uma rede par-apar, formada pelos clientes. É demonstrado que o FreeMMG é resistente a certos tipos de trapaças, pois cada segmento da simulação distribuída é replicado em vários clientes. Como protótipo do modelo, foi implementado o jogo FreeMMGWizards, que foi utilizado para gerar testes de escalabilidade com até 300 clientes simulados e conectados simultaneamente no mesmo servidor Os resultados de escalabilidade obtidos são promissores, pois mostram que o tráfego gerado em uma rede FreeMMG, entre servidor e clientes, é significativamente menor se comparado com uma alternativa puramente cliente-servidor, especialmente se for considerado o suporte a jogos maciçamente multijogador de estratégia em tempo real.

A Modular and digitally programmable interface based on band-pass sigma-delta modulator for mixed-signal systems-on-chip

The focus of this thesis is to discuss the development and modeling of an interface architecture to be employed for interfacing analog signals in mixed-signal SOC. We claim that the approach that is going to be presented is able to achieve wide frequency range, and covers a large range of applications with constant performance, allied to digital configuration compatibility. Our primary assumptions are to use a fixed analog block and to promote application configurability in the digital domain, which leads to a mixed-signal interface. The use of a fixed analog block avoids the performance loss common to configurable analog blocks. The usage of configurability on the digital domain makes possible the use of all existing tools for high level design, simulation and synthesis to implement the target application, with very good performance prediction. The proposed approach utilizes the concept of frequency translation (mixing) of the input signal followed by its conversion to the ΣΔ domain, which makes possible the use of a fairly constant analog block, and also, a uniform treatment of input signal from DC to high frequencies. The programmability is performed in the ΣΔ digital domain where performance can be closely achieved according to application specification. The interface performance theoretical and simulation model are developed for design space exploration and for physical design support. Two prototypes are built and characterized to validate the proposed model and to implement some application examples. The usage of this interface as a multi-band parametric ADC and as a two channels analog multiplier and adder are shown. The multi-channel analog interface architecture is also presented. The characterization measurements support the main advantages of the approach proposed.

Projeto de arquitetura de interior para uma sala de controle: um estudo de caso com um método ergonômico participativo

Este trabalho apresenta o estudo e projetação de uma sala de controle de uma central de geração de energia de uma mineradora do norte do Brasil. Foi utilizada a ferramenta participativa Design Macroergonômico (DM) para a identificação da demanda ergonômica de usuários, além da análise da representação mental que os usuários tem do seu ambiente de trabalho. Foi feita a comparação das demandas dos usuários, da gerência, da chefia e do especialista, o que mostrou que o usuário é quem melhor define as suas necessidades. A etapa de projeto foi embasada na revisão biliográfica sobre o trabalho de controle e no conhecimento da equipe multidisciplinar. Para avaliação e visualização das propostas elaboradas pelos participantes da pesquisa, foi utilizado uma maquete eletrônica que permitiu a visualização do ambiente futuro o mais próximo do real. A participação é um fator de sucesso na aprovação de mudanças pois o projeto está em vias de implantação.

O uso da transformada Wavelet bi-dimensional no conceito do espaço de escala

O processamento de imagens tem sido amplamente utilizado para duas tarefas. Uma delas é o realce de imagens para a posterior visualização e a outra tarefa é a extração de informações para análise de imagens. Este trabalho apresenta um estudo sobre duas teorias multi-escalas chamadas de espaço de escala e transformada wavelet, que são utilizadas para a extração de informações de imagens. Um dos aspectos do espaço de escalas que tem sido amplamente discutido por diversos autores é a sua base (originalmente a gaussiana). Tem se buscado saber se a base gaussiana é a melhor, ou para quais casos ela é a melhor. Além disto, os autores têm procurado desenvolver novas bases, com características diferentes das pertencentes à gaussiana. De posse destas novas bases, pode-se compará-las com a base gaussiana e verificar onde cada base apresenta melhor desempenho. Neste trabalho, foi usada (i) a teoria do espaço de escalas, (ii) a teoria da transformada wavelet e (iii) as relações entre elas, a fim de gerar um método para criar novas bases para o espaço de escalas a partir de funções wavelets. O espaço de escala é um caso particular da transformada wavelet quando se usam as derivadas da gaussiana para gerar os operadores do espaço de escala. É com base nesta característica que se propôs o novo método apresentado. Além disto, o método proposto usa a resposta em freqüência das funções analisadas. As funções bases do espaço de escala possuem resposta em freqüência do tipo passa baixas. As funções wavelets, por sua vez, possuem resposta do tipo passa faixas Para obter as funções bases a partir das wavelets faz-se a integração numérica destas funções até que sua resposta em freqüência seja do tipo passa baixas. Algumas das funções wavelets estudadas não possuem definição para o caso bi-dimensional, por isso foram estudadas três formas de gerar funções bi-dimensionais a partir de funções unidimensionais. Com o uso deste método foi possível gerar dez novas bases para o espaço de escala. Algumas dessas novas bases apresentaram comportamento semelhante ao apresentado pela base gaussiana, outras não. Para as funções que não apresentaram o comportamento esperado, quando usadas com as definições originais dos operadores do espaço de escala, foram propostas novas definições para tais operadores (detectores de borda e bolha). Também foram geradas duas aplicações com o espaço de escala, sendo elas um algoritmo para a segmentação de cavidades cardíacas e um algoritmo para segmentação e contagem de células sanguíneas.