Measures in Sectorization Problems

Sectorization means dividing a whole into parts (sectors), a procedure that occurs in many contexts and applications, usually to achieve some goal or to facilitate an activity. The objective may be a better organization or simplification of a large problem into smaller sub-problems. Examples of applications are political districting and sales territory division. When designing/comparing sectors some characteristics such as contiguity, equilibrium and compactness are usually considered. This paper presents and describes new generic measures and proposes a new measure, desirability, connected with the idea of preference.

Spectral and homogenization problems

Dissertation for the Degree of Doctor of Philosophy in Mathematics

Health problems awareness during travel among faculty members of a large university in Latin America: preliminary report

Health safety during trips is based on previous counseling, vaccination and prevention of infections, previous diseases or specific problems related to the destination. Our aim was to assess two aspects, incidence of health problems related to travel and the traveler's awareness of health safety. To this end we phone-interviewed faculty members of a large public University, randomly selected from humanities, engineering and health schools. Out of 520 attempts, we were able to contact 67 (12.9%) and 46 (68.6%) agreed to participate in the study. There was a large male proportion (37/44, 84.1%), mature adults mostly in their forties and fifties (32/44, 72.7%), all of them with higher education, as you would expect of faculty members. Most described themselves as being sedentary or as taking occasional exercise, with only 15.9% (7/44) taking regular exercise. Preexisting diseases were reported by 15 travelers. Most trips lasted usually one week or less. Duration of the travel was related to the destination, with (12h) or longer trips being taken by 68.2% (30/44) of travelers, and the others taking shorter (3h) domestic trips. Most travelling was made by air (41/44) and only 31.8% (14/44) of the trips were motivated by leisure. Field research trips were not reported. Specific health counseling previous to travel was reported only by two (4.5%). Twenty seven of them (61.4%) reported updated immunization, but 11/30 reported unchecked immunizations. 30% (9/30) reported travel without any health insurance coverage. As a whole group, 6 (13.6%) travelers reported at least one health problem attributed to the trip. All of them were males travelling abroad. Five presented respiratory infections, such as influenza and common cold, one neurological, one orthopedic, one social and one hypertension. There were no gender differences regarding age groups, destination, type of transport, previous health counseling, leisure travel motivation or pre-existing diseases. Interestingly, the two cases of previous health counseling were made by domestic travelers. Our data clearly shows that despite a significant number of travel related health problems, these highly educated faculty members, had a low awareness of those risks, and a significant number of travels are made without prior counseling or health insurance. A counseling program conducted by a tourism and health professional must be implemented for faculty members in order to increase the awareness of travel related health problems.

Heuristics and policies for online pickup and delivery problems

Master Thesis

Real-time Task-Splitting scheduling algorithms framework

Nos dias de hoje, os sistemas de tempo real crescem em importância e complexidade. Mediante a passagem do ambiente uniprocessador para multiprocessador, o trabalho realizado no primeiro não é completamente aplicável no segundo, dado que o nível de complexidade difere, principalmente devido à existência de múltiplos processadores no sistema. Cedo percebeu-se, que a complexidade do problema não cresce linearmente com a adição destes. Na verdade, esta complexidade apresenta-se como uma barreira ao avanço científico nesta área que, para já, se mantém desconhecida, e isto testemunha-se, essencialmente no caso de escalonamento de tarefas. A passagem para este novo ambiente, quer se trate de sistemas de tempo real ou não, promete gerar a oportunidade de realizar trabalho que no primeiro caso nunca seria possível, criando assim, novas garantias de desempenho, menos gastos monetários e menores consumos de energia. Este último fator, apresentou-se desde cedo, como, talvez, a maior barreira de desenvolvimento de novos processadores na área uniprocessador, dado que, à medida que novos eram lançados para o mercado, ao mesmo tempo que ofereciam maior performance, foram levando ao conhecimento de um limite de geração de calor que obrigou ao surgimento da área multiprocessador. No futuro, espera-se que o número de processadores num determinado chip venha a aumentar, e como é óbvio, novas técnicas de exploração das suas inerentes vantagens têm de ser desenvolvidas, e a área relacionada com os algoritmos de escalonamento não é exceção. Ao longo dos anos, diferentes categorias de algoritmos multiprocessador para dar resposta a este problema têm vindo a ser desenvolvidos, destacando-se principalmente estes: globais, particionados e semi-particionados. A perspectiva global, supõe a existência de uma fila global que é acessível por todos os processadores disponíveis. Este fato torna disponível a migração de tarefas, isto é, é possível parar a execução de uma tarefa e resumir a sua execução num processador distinto. Num dado instante, num grupo de tarefas, m, as tarefas de maior prioridade são selecionadas para execução. Este tipo promete limites de utilização altos, a custo elevado de preempções/migrações de tarefas. Em contraste, os algoritmos particionados, colocam as tarefas em partições, e estas, são atribuídas a um dos processadores disponíveis, isto é, para cada processador, é atribuída uma partição. Por essa razão, a migração de tarefas não é possível, acabando por fazer com que o limite de utilização não seja tão alto quando comparado com o caso anterior, mas o número de preempções de tarefas decresce significativamente. O esquema semi-particionado, é uma resposta de caráter hibrido entre os casos anteriores, pois existem tarefas que são particionadas, para serem executadas exclusivamente por um grupo de processadores, e outras que são atribuídas a apenas um processador. Com isto, resulta uma solução que é capaz de distribuir o trabalho a ser realizado de uma forma mais eficiente e balanceada. Infelizmente, para todos estes casos, existe uma discrepância entre a teoria e a prática, pois acaba-se por se assumir conceitos que não são aplicáveis na vida real. Para dar resposta a este problema, é necessário implementar estes algoritmos de escalonamento em sistemas operativos reais e averiguar a sua aplicabilidade, para caso isso não aconteça, as alterações necessárias sejam feitas, quer a nível teórico quer a nível prá

Multicore Scheduling of Real-Time Irregular Parallel Algorithms in Linux

Face à estagnação da tecnologia uniprocessador registada na passada década, aos principais fabricantes de microprocessadores encontraram na tecnologia multi-core a resposta `as crescentes necessidades de processamento do mercado. Durante anos, os desenvolvedores de software viram as suas aplicações acompanhar os ganhos de performance conferidos por cada nova geração de processadores sequenciais, mas `a medida que a capacidade de processamento escala em função do número de processadores, a computação sequencial tem de ser decomposta em várias partes concorrentes que possam executar em paralelo, para que possam utilizar as unidades de processamento adicionais e completar mais rapidamente. A programação paralela implica um paradigma completamente distinto da programação sequencial. Ao contrário dos computadores sequenciais tipificados no modelo de Von Neumann, a heterogeneidade de arquiteturas paralelas requer modelos de programação paralela que abstraiam os programadores dos detalhes da arquitectura e simplifiquem o desenvolvimento de aplicações concorrentes. Os modelos de programação paralela mais populares incitam os programadores a identificar instruções concorrentes na sua lógica de programação, e a especificá-las sob a forma de tarefas que possam ser atribuídas a processadores distintos para executarem em simultâneo. Estas tarefas são tipicamente lançadas durante a execução, e atribuídas aos processadores pelo motor de execução subjacente. Como os requisitos de processamento costumam ser variáveis, e não são conhecidos a priori, o mapeamento de tarefas para processadores tem de ser determinado dinamicamente, em resposta a alterações imprevisíveis dos requisitos de execução. `A medida que o volume da computação cresce, torna-se cada vez menos viável garantir as suas restrições temporais em plataformas uniprocessador. Enquanto os sistemas de tempo real se começam a adaptar ao paradigma de computação paralela, há uma crescente aposta em integrar execuções de tempo real com aplicações interativas no mesmo hardware, num mundo em que a tecnologia se torna cada vez mais pequena, leve, ubíqua, e portável. Esta integração requer soluções de escalonamento que simultaneamente garantam os requisitos temporais das tarefas de tempo real e mantenham um nível aceitável de QoS para as restantes execuções. Para tal, torna-se imperativo que as aplicações de tempo real paralelizem, de forma a minimizar os seus tempos de resposta e maximizar a utilização dos recursos de processamento. Isto introduz uma nova dimensão ao problema do escalonamento, que tem de responder de forma correcta a novos requisitos de execução imprevisíveis e rapidamente conjeturar o mapeamento de tarefas que melhor beneficie os critérios de performance do sistema. A técnica de escalonamento baseado em servidores permite reservar uma fração da capacidade de processamento para a execução de tarefas de tempo real, e assegurar que os efeitos de latência na sua execução não afectam as reservas estipuladas para outras execuções. No caso de tarefas escalonadas pelo tempo de execução máximo, ou tarefas com tempos de execução variáveis, torna-se provável que a largura de banda estipulada não seja consumida por completo. Para melhorar a utilização do sistema, os algoritmos de partilha de largura de banda (capacity-sharing) doam a capacidade não utilizada para a execução de outras tarefas, mantendo as garantias de isolamento entre servidores. Com eficiência comprovada em termos de espaço, tempo, e comunicação, o mecanismo de work-stealing tem vindo a ganhar popularidade como metodologia para o escalonamento de tarefas com paralelismo dinâmico e irregular. O algoritmo p-CSWS combina escalonamento baseado em servidores com capacity-sharing e work-stealing para cobrir as necessidades de escalonamento dos sistemas abertos de tempo real. Enquanto o escalonamento em servidores permite partilhar os recursos de processamento sem interferências a nível dos atrasos, uma nova política de work-stealing que opera sobre o mecanismo de capacity-sharing aplica uma exploração de paralelismo que melhora os tempos de resposta das aplicações e melhora a utilização do sistema. Esta tese propõe uma implementação do algoritmo p-CSWS para o Linux. Em concordância com a estrutura modular do escalonador do Linux, ´e definida uma nova classe de escalonamento que visa avaliar a aplicabilidade da heurística p-CSWS em circunstâncias reais. Ultrapassados os obstáculos intrínsecos `a programação da kernel do Linux, os extensos testes experimentais provam que o p-CSWS ´e mais do que um conceito teórico atrativo, e que a exploração heurística de paralelismo proposta pelo algoritmo beneficia os tempos de resposta das aplicações de tempo real, bem como a performance e eficiência da plataforma multiprocessador.

Factorization of elliptic boundary value problems by invariant embedding and application to overdetermined problems

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Matemática

American cutaneous leishmaniasis: presentation and problems of patient management

We report our experience with the diagnosis and treatment of 60 patients with American cutaneous leishmaniasis. They were infected in Panama (55), Brazil (4) or Colombia (I). Among 35 patients with a 3 week exposure in Panama, the mean maximum incubation period was 33 days (range 4-81 days). Diagnosis was delayed an average of 93 days after onset of skin lesions, due to the patient's delay in seeking medical attention (31 days), medical personnel's delay in considering the diagnosis (45 days), and the laboratory's delay in confirming the diagnosis (17 days). Forty-four patients (73%) developed ulcers typical of cutaneous leishmaniasis. Sixteen additional patients (27%) had atypical macular, papular, squamous, verrucous or acneiform skin lesions that were diagnosed only because leishmanial cultures were obtained. Of the 59 patients treated with pentavalent antimonial drugs, only 34 (58%) were cured after the first course of treatment. Lesions which were at least 2 cm in diameter, ulcerated, or caused by Leishmania braziliensis were less likely to be cured after a single course of treatment than were lesions smaller than 2 cm, nonulcerated or caused by Leishmania mexicana or Leishmania donovani.

Consulting to social entrepreneurship initiatives - using business skills to help solve social problems: The RUG initiative

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Consulting to social entrepreneurship initiatives - using business skills to help solve social problems: ERG: A sustainable approach

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Structural change in the ruhr region: problems, potentials and developments

Due to the decline of the heavy industries in the Ruhr region, the area has to reinvent itself. The orientation towards service industries proves to be a difficult task for the district and its population. This paper examines the challenges, problems and potentials of the Ruhr region against the backdrop of its economical history out of a sociological perspective. Thereby the economical situation and its outcome towards the population stand in the foreground of the paper.

A clustering approach for vehicle routing problems with hard time windows

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Logica Computicional

Mathematical and numerical methods for inverse problems using fundamental solutions techniques

Fundação para a Ciência e a Tecnologia - SFRH/BD/27914/2006

Problems and perspectives for Chagas disease control: in search of a realistic analysis

Chagas disease was an important medical and social problem in almost all of Latin America throughout the twentieth century. It has been combated over a broad swath of this continent over recent decades, with very satisfactory results in terms of vector and transfusional transmission. Today, a surveillance stage still remains to be consolidated, in parallel with appropriate care required for some millions of infected individuals who are today living in endemic and non-endemic areas. Contradictorily, the good results attained have generated excessive optimism and even disregard among health authorities, in relation to this disease and its control. The loss of visibility and priority may be a logical consequence, particularly in Latin American healthcare systems that are still disorganized and overburdened due to insufficiencies of financial and human resources. Consolidation of the victories against Chagas disease is attainable but depends on political will and continual attention from the most consequential protagonists in this struggle, especially the Latin American scientific community.