Understanding inter-satellite biases of microwave humidity sounders using global simultaneous nadir overpasses

Simultaneous nadir overpasses (SNOs) of polar-orbiting satellites are most frequent in polar areas but can occur at any latitude when the equatorial crossing times of the satellites become close owing to orbital drift. We use global SNOs of polar orbiting satellites to evaluate the intercalibration of microwave humidity sounders from the more frequent high-latitude SNOs. We have found based on sensitivity analyses that optimal distance and time thresholds for defining collocations are pixel centers less than 5 km apart and time differences less than 300 s. These stringent collocation criteria reduce the impact of highly variable surface or atmospheric conditions on the estimated biases. Uncertainties in the estimated biases are dominated by the combined radiometric noise of the instrument pair. The effects of frequency changes between different versions of the humidity sounders depend on the amount of water vapor in the atmosphere. There are significant scene radiance and thus latitude dependencies in the estimated biases and this has to taken into account while intercalibrating microwave humidity sounders. Therefore the results obtained using polar SNOs will not be representative for moist regions, necessitating the use of global collocations for reliable intercalibration.

Characterization of the optical properties of atmospheric aerosols in Amazonia from long-term AERONET monitoring (1993-1995 and 1999-2006)

We present a new climatology of atmospheric aerosols (primarily pyrogenic and biogenic) for the Brazilian tropics on the basis of a high-quality data set of spectral aerosol optical depth and directional sky radiance measurements from Aerosol Robotic Network (AERONET) Cimel Sun-sky radiometers at more than 15 sites distributed across the Amazon basin and adjacent Cerrado region. This network is the only long-term project (with a record including observations from more than 11 years at some locations) ever to have provided ground-based remotely-sensed column aerosol properties for this critical region. Distinctive features of the Amazonian area aerosol are presented by partitioning the region into three aerosol regimes: southern Amazonian forest, Cerrado, and northern Amazonian forest. The monitoring sites generally include measurements from the interval 1999-2006, but some sites have measurement records that date back to the initial days of the AERONET program in 1993. Seasonal time series of aerosol optical depth (AOD), angstrom ngstrom exponent, and columnar-averaged microphysical properties of the aerosol derived from sky radiance inversion techniques (single-scattering albedo, volume size distribution, fine mode fraction of AOD, etc.) are described and contrasted for the defined regions. During the wet season, occurrences of mineral dust penetrating deep into the interior were observed.

Arquiteturas multi-tarefas simultâneas : SEMPRE : arquitetura SMT com capacidade de execução e escalonamento de processos

O avanço tecnológico no projeto de microprocessadores, nos recentes anos, tem seguido duas tendências principais. A primeira tenta aumentar a freqüência do relógio dos mesmos usando componentes digitais e técnicas VLSI mais eficientes. A segunda tenta explorar paralelismo no nível de instrução através da reorganização dos seus componentes internos. Dentro desta segunda abordagem estão as arquiteturas multi-tarefas simultâneas, que são capazes de extrair o paralelismo existente entre e dentro de diferentes tarefas das aplicações, executando instruções de vários fluxos simultaneamente e maximizando assim a utilização do hardware. Apesar do alto custo da implementação em hardware, acredita-se no potencial destas arquiteturas para o futuro próximo, pois é previsto que em breve haverá a disponibilidade de bilhões de transistores para o desenvolvimento de circuitos integrados. Assim, a questão principal a ser encarada talvez seja: como prover instruções paralelas para uma arquitetura deste tipo? Sabe-se que a maioria das aplicações é seqüencial pois os problemas nem sempre possuem uma solução paralela e quando a solução existe os programadores nem sempre têm habilidade para ver a solução paralela. Pensando nestas questões a arquitetura SEMPRE foi projetada. Esta arquitetura executa múltiplos processos, ao invés de múltiplas tarefas, aproveitando assim o paralelismo existente entre diferentes aplicações. Este paralelismo é mais expressivo do que aquele que existe entre tarefas dentro de uma mesma aplicação devido a não existência de sincronismo ou comunicação entre elas. Portanto, a arquitetura SEMPRE aproveita a grande quantidade de processos existentes nas estações de trabalho compartilhadas e servidores de rede. Além disso, esta arquitetura provê suporte de hardware para o escalonamento de processos e instruções especiais para o sistema operacional gerenciar processos com mínimo esforço. Assim, os tempos perdidos com o escalonamento de processos e as trocas de contextos são insignificantes nesta arquitetura, provendo ainda maior desempenho durante a execução das aplicações. Outra característica inovadora desta arquitetura é a existência de um mecanismo de prébusca de processos que, trabalhando em cooperação com o escalonamento de processos, permite reduzir faltas na cache de instruções. Também, devido a essa rápida troca de contexto, a arquitetura permite a definição de uma fatia de tempo (fatia de tempo) menor do que aquela praticada pelo sistema operacional, provendo maior dinâmica na execução das aplicações. A arquitetura SEMPRE foi analisada e avaliada usando modelagem analítica e simulação dirigida por execução de programas do SPEC95. A modelagem mostrou que o escalonamento por hardware reduz os efeitos colaterais causados pela presença de processos na cache de instruções e a simulação comprovou que as diferentes características desta arquitetura podem, juntas, prover ganho de desempenho razoável sobre outras arquiteturas multi-tarefas simultâneas equivalentes, com um pequeno acréscimo de hardware, melhor aproveitando as fatias de tempo atribuídas aos processos.

Proposta de conjunto de simulações para análise de desempenho de processadores superescalares e ensino de arquitetura de computadores

O objetivo deste trabalho é a definição de um conjunto de roteiros para o ensino de arquitetura de computadores com enfoque em arquiteturas superescalares. O procedimento é baseado em simulação e verificação da influência dos parâmetros arquiteturais dos processadores, em termos funcionais e de desempenho. É dada ênfase a conceitos como memória cache, predição de desvio, execução fora de ordem, unidades funcionais e etc. Através do estudo e avaliação dos parâmetros que constituem estes conceitos, procurava-se através dos roteiros identificar as configurações com melhor desempenho. Para a implementação destes roteiros é dotado o conjunto de ferramentas de simulação SimpleScalar. Este conjunto, além de estar disponibilizado em código aberto na página oficial das ferramentas, traz como vantagem a possibilidade de alteração do código para fins de pesquisa. Este trabalho e os roteiros que o compõem têm como objetivos auxiliar professores e estimular os alunos através de simulações, como forma didática de testar conceitos vistos em sala de aula. Os roteiros são apresentados com os respectivos resultados de simulação e incrementados com comentários e sugestões de um conjunto de perguntas e respostas para que o trabalho possa ter continuidade necessária, partindo da sala de aula para a simulação, busca de respostas e culminando com um relatório final a ser avaliado.

Previsão de desvios em arquiteturas multitarefas simultâneas

A exploração do paralelismo no nível de instrução (ILP) em arquiteturas superescalares é limitada fortemente pelas dependências de controle, as quais são ocasionadas pelas instruções de desvio, e pelas dependências de dados. As arquiteturas SMT (Simultaneous MultiThreaded) buscam explorar um novo nível de paralelismo, denominado paralelismo no nível de tarefa (TLP), para buscar e executar instruções de diversas tarefas ao mesmo tempo. Com isso, enquanto uma tarefa está bloqueada por dependências de controle e de dados, outras tarefas podem continuar executando, mascarando assim as latências de previsões incorretas e de acessos à memória, usando mais eficientemente as unidades funcionais e demais recursos disponíveis. Contudo, o projeto dessas arquiteturas continua a esbarrar nos mesmos problemas associados ao uso de técnicas utilizadas para a exploração de ILP, como a previsão de devios. Além disso, essas arquiteturas trazem novos desafios, como a determinação da maneira mais eficiente de distribuição/compartilhamento de recursos entre as tarefas. Nesse trabalho será apresentada uma topologia para as tabelas de previsão de desvios em arquiteturas multitarefas simultâneas. Além disso, serão desenvolvidas duas análises complementares acerca de previsão de desvios: o impacto da taxa de acertos da previsão de desvios em arquiteturas com pipelines profundos e o impacto da taxa de acerto na previsão do alvo de um desvio. Entre as principais contribuições do trabalho pode-se citar a definição de uma estrutura particionada para as tabelas de previsão em arquiteturas SMT, aliando desempenho a um menor custo de implementação em uma arquitetura real. Além disso, é mostrado que a taxa de acerto da previsão de desvios tem um grande impacto no desempenho das arquiteturas SMT com pipelines profundos, bem como nas causas de bloqueio do estágio de busca quando utiliza-se cache de instruções bloqueantes.

MoCHA : arquitetura dedicada para a compensação de movimento em decodificadores de vídeo de alta definição, seguindo o padrão H.264

O padrão H.264 foi desenvolvido pelo JVT, que foi formado a partir de uma união entre os especialistas do VCEG da ITU-T e do MPEG da ISO/IEC. O padrão H.264 atingiu seu objetivo de alcançar as mais elevadas taxas de processamento dentre todos os padrões existentes, mas à custa de um grande aumento na complexidade computacional. Este aumento de complexidade impede, pelo menos na tecnologia atual, a utilização de codecs H.264 implementados em software, quando se deseja a decodi cação de vídeos de alta de nição em tempo real. Essa dissertação propõe uma solução arquitetural de hardware, denominada MoCHA, para compensação de movimento do decodi cador de vídeo de alta de nição, segundo o padrão H.264/AVC. A MoCHA está dividida em três blocos principais, a predição dos vetores de movimento, o acesso à memória e o processamento de amostras. A utilização de uma cache para explorar a redundância dos dados nos acessos à mem ória, em conjunto com melhorias propostas, alcançou economia de acessos à memória superior a 60%, para os casos testados. Quando uma penalidade de um ciclo por troca de linha de memória é imposta, a economia de ciclos de acesso supera os 75%. No processamento de amostras, a arquitetura realiza o processamento dos dois blocos, que dão origem ao bloco bi-preditivo, de forma serial. Dessa forma, são economizados recursos de hardware, uma vez que a duplicação da estrutura de processamento não é requerida. A arquitetura foi validada a partir de simulações, utilizando entradas extraídas de seqüências codi cadas. Os dados extraídos, salvos em arquivos, serviam de entrada para a simulação. Os resultados da simulação foram salvos em arquivos e comparados com os resultados extraídos. O processador de amostras do compensador de movimento foi prototipado na placa XUP Virtex-II Pro. A placa possui um FPGA VP30 da família Virtex-II PRO da Xilinx. O processador PowerPC 405, presente no dispositivo, foi usado para implementar um test bench para validar a operação do processador de amostras mapeado para o FPGA. O compensador de movimento para o decodi cador de vídeo H.264 foi descrito em VHDL, num total de 30 arquivos e cerca de 13.500 linhas de código. A descrição foi sintetizada pelo sintetizador Syplify Pro da Symplicity para o dispositivo XC2VP30-7 da Xilinx, consumindo 8.465 slices, 5.671 registradores, 10.835 LUTs, 21 blocos de memó- ria interna e 12 multiplicadores. A latência mínima para processar um macrobloco é de 233 ciclos, enquanto a máxima é de 590, sem considerar misses na cache. A freqüência máxima de operação foi de 100,5 MHz. A arquitetura projetada é capaz de processar, no pior caso, 36,7 quadros HDTV de 1080 por 1920, inteiramente bi-preditivos, por segundo. Para quadros do tipo P, que não utilizam a bi-predição, a capacidade de processamento sobe para 64,3 quadros por segundo. A arquitetura apresentada para o processamento de quadros bi-preditivos e a hierarquia de memória são, até o momento, inéditas na literatura. Os trabalhos relativos a decodi cadores completos não apresentam a solução para esse processamento. Os resultados apresentados tornam a MoCHA uma solução arquitetural capaz de fazer parte de um decodi cador para vídeos de alta definição.

Análise de métodos de predição de conforto térmico de habitação em clima quente-úmido com condicionamento passivo

The assessment of building thermal performance is often carried out using HVAC energy consumption data, when available, or thermal comfort variables measurements, for free-running buildings. Both types of data can be determined by monitoring or computer simulation. The assessment based on thermal comfort variables is the most complex because it depends on the determination of the thermal comfort zone. For these reasons, this master thesis explores methods of building thermal performance assessment using variables of thermal comfort simulated by DesignBuilder software. The main objective is to contribute to the development of methods to support architectural decisions during the design process, and energy and sustainable rating systems. The research method consists on selecting thermal comfort methods, modeling them in electronic sheets with output charts developed to optimize the analyses, which are used to assess the simulation results of low cost house configurations. The house models consist in a base case, which are already built, and changes in thermal transmittance, absorptance, and shading. The simulation results are assessed using each thermal comfort method, to identify the sensitivity of them. The final results show the limitations of the methods, the importance of a method that considers thermal radiance and wind speed, and the contribution of the chart proposed

Retrievals of a size parameter for phytoplankton and spectral light absorption by colored detrital matter from water-leaving radiances at SeaWiFS channels in a continental shelf region off Brazil

Many efforts are currently oriented toward extracting more information from ocean color than the chlorophyll a concentration. Among biological parameters potentially accessible from space, estimates of phytoplankton cell size and light absorption by colored detrital matter (CDM) would lead to an indirect assessment of major components of the organic carbon pool in the ocean, which would benefit oceanic carbon budget models. We present here 2 procedures to retrieve simultaneously from ocean color measurements in a limited number of bands, magnitudes, and spectral shapes for both light absorption by CDM and phytoplankton, along with a size parameter for phytoplankton. The performance of the 2 procedures was evaluated using different data sets that correspond to increasing uncertainties: ( 1) measured absorption coefficients of phytoplankton, particulate detritus, and colored dissolved organic matter ( CDOM) and measured chlorophyll a concentrations and ( 2) SeaWiFS upwelling radiance measurements and chlorophyll a concentrations estimated from global algorithms. In situ data were acquired during 3 cruises, differing by their relative proportions in CDM and phytoplankton, over a continental shelf off Brazil. No local information was introduced in either procedure, to make them more generally applicable. Over the study area, the absorption coefficient of CDM at 443 nm was retrieved from SeaWiFS radiances with a relative root mean square error (RMSE) of 33%, and phytoplankton light absorption coefficients in SeaWiFS bands ( from 412 to 510 nm) were retrieved with RMSEs between 28% and 33%. These results are comparable to or better than those obtained by 3 published models. In addition, a size parameter of phytoplankton and the spectral slope of CDM absorption were retrieved with RMSEs of 17% and 22%, respectively. If these methods are applied at a regional scale, the performances could be substantially improved by locally tuning some empirical relationships.

Uso do sensoriamento remoto orbital no monitoramento da dispersão de macrófitas nos reservatórios do complexo Tietê

A presença de algumas substâncias na água, como pigmentos fotossintetizantes, particulados, etc., afeta sua cor, provocando mudanças na radiância da água registrada por sensores orbitais. Nesse sentido, o sensoriamento remoto pode se constituir em uma fonte complementar de dados para o monitoramento da qualidade da água em grandes reservatórios (Novo et al., 1994). No contexto de um projeto de pesquisa realizado na AES Tietê S.A., com o objetivo de desenvolver técnicas para a avaliação da área com infestação de plantas aquáticas, imagens orbitais multiespectrais foram usadas tanto para mapear a dispersão espacial e estimar a área de ocorrência de macrófitas aquáticas, em duas épocas distintas, quanto para orientar a definição de pontos de amostragem in loco, visando a coleta e posterior análise da água e de sedimentos nos reservatórios. Este trabalho apresenta uma descrição do procedimento metodológico adotado na análise das imagens multiespectrais, bem como os resultados obtidos na caracterização dos reservatórios de Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão e Nova Avanhandava, em termos de seu dimensionamento, variabilidade espectral da água e presença de macrófitas emersas, nas duas épocas do ano consideradas.

Projeto e implementação de uma plataforma MP-SoC usando SystemC

This work presents the concept, design and implementation of a MP-SoC platform, named STORM (MP-SoC DirecTory-Based PlatfORM). Currently the platform is composed of the following modules: SPARC V8 processor, GPOP processor, Cache module, Memory module, Directory module and two different modles of Network-on-Chip, NoCX4 and Obese Tree. All modules were implemented using SystemC, simulated and validated, individually or in group. The modules description is presented in details. For programming the platform in C it was implemented a SPARC assembler, fully compatible with gcc s generated assembly code. For the parallel programming it was implemented a library for mutex managing, using the due assembler s support. A total of 10 simulations of increasing complexity are presented for the validation of the presented concepts. The simulations include real parallel applications, such as matrix multiplication, Mergesort, KMP, Motion Estimation and DCT 2D

Tessituras poéticas da corporeidade na formação humana do educador infantil

Cette étude a comme sujet principal la formation humaine de l instituteur. L objectif général est d analyser et décrire les conditions créées par les vécus d un atelier corps biographique pour la resignification de la corporéité de l instituteur, fixant les questions suivantes pour l investigation : Quelles sont les implications du vécu de l atelier corps biographique dans la vie des instituteurs ? La recherche a été exposée sur l approche qualitative, suivant les principes de la recherche-action reliée à la méthode des histoires de vie. Pour révéler la beauté et la complexité du processus poïétique de la formation humaine, nous nous sommes servi de la métaphore du "dessus de lit en patchwork" comme opérateur cognitif en attachant les principes de la corporéité fondés sur la Théorie de la complexité (MORIN, 2005), la Théorie autopoïétique (MATURANA ; VARELA, 2001), la Théorie du flux (CSIKSZENTMIHALYI, 1999), les approches de transdisciplinarité (LA TORRE; MORAES, 2008), et d autobiographie (JOSSO, 2004; PINEAU, 2003; PASSEGGI, 2000;), joignant la conception de l éducation comme pratique d autonomie, de liberté, d espoir et de l enchantement (FREIRE, 1996, 1992; ASSMANN, 1995). Nous avons eu comme scène du développement de la recherche, l Unidade Educacional Infantil (UEI), la garderie qui accueille les enfants des fonctionnaires de l Université Fédérale du Rio Grande do Norte. Treise élèves (enfants), des institutrices titulaires, vacataires, boursières ont participé de l'investigation. En conptant sur eux, nous avons développé un atelier corps biographique, dans lequel nous avons réalisé 10 vécus dans la période qui a couvert le deuxième semestre de 2007 jusqu au deuxième semestre de 2008, en manifestant la réflexivité autobiographique, le ludique, la créativité, la sensibilité et la réflexivité du vécu. Nous avons utilisé comme instruments pour la construction des donnés, l observation participante, les propres vécus, le port folio, la technique du jeu de sable et l'enregistrement photographique. L analyse a montré que le vécu de la formation humaine à partir des principes de la corporéité, implique dans un parcours vers soi-même dans lequel émergent les expériences qui nous ont constitués en tant qu êtres existentiels. Pour finaliser, nous avons aperçu les répercussions dans la vie professionnelle et personnelle de ces institutrices, qui comme moi pensaient avoir besoin d exposer leur luminosité intérieure pour que l on la redécouvre. Lors des vécus des tissages, les institutrices se sont montrées impliquées aux moments de jeux, de création, de réalisation, d afection et d action réflexive, dans lesquelles la teneur humaine cachée, a été révélée, en ouvrant les possibilités pour le sentiment du mouvement de naissance de l humanisation intérieure. Pour conclure, le corps joyeux de savoir et de beauté a été révélé, et dans sa rencontre avec soi-même et avec l autre, a pu être auto- recréé

Geoprocessamento de dados meteo-oceonográficos (cor do oceano e temperatura da superfície do mar) aplicado ao monitoramento ambiental na costa setentrional do Rio Grande do Norte

Orbital remote sensing has been used as a beneficial tool in improving the knowledge on oceanographic and hydrodynamic aspects in northern portion of the continental shelf of Rio Grande do Norte, offshore Potiguar Basin. Aspects such as geography, temporal and spatial resolution combined with a consistent methodology and provide a substantial economic advantage compared to traditional methods of in situ data collecting. Images of the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensor onboard NASA's AQUA satellite were obtained to support systematic data collections related to the campaign of environmental monitoring and characterization of Potiguar Basin, held in May 2004. Images of Total Suspension Matter (TSM) and values of radiance standard were generated for the calculation of concentrations of total suspension matter (TSM), chlorophyll-a and sea surface temperature (SST). These data sets were used for statistical comparisons between measures in situ and satellite estimates looking validate algorithms or develop a comprehensive regional approach empirically. AQUA-MODIS images allowed the simultaneous comparison of two-dimensional water quality (total suspension matter), phytoplankton biomass (chlorophyll-a) variability and physical (temperature). For images of total suspension matter, the generated models showed a good correlation with the field data, allowing quantitative and qualitative analysis. The images of chlorophyll-a showed a consistent correlation with the in situ values of concentration. The algorithms adjusted for these images obtained a correlation coefficient fairly well with the data field in order that the sensor can be having an effect throughout the water column and not just the surface. This has led to a fit between the data of chlorophyll-the integration of the average sampling interval of the entire water column up to the level of the first optical depth, with the data generated from the images. This method resulted in higher values of chlorophyll concentration to greater depths, due to the fact that we are integrating more values of chlorophyll in the water column. Thus we can represent the biomass available in the water column. Images SST and SST measures in situ showed a mean difference DT (SST insitu - SST sat) around -0.14 ° C, considered low, making the results very good. The integration of total suspension matter, chlorophyll-a, the temperature of the sea surface (SST) and auxiliary data enabled the recognition of some of the main ways to fund the continental shelf. The main features highlighted were submerged canyons of rivers Apodi and Açu, some of the lines and beachrocks reefs, structural highs and the continental shelf break which occurs at depths around -60 m. The results confirmed the high potential for use of the AQUA-MODIS images to environmental monitoring of sea areas due to ease of detection of the field two-dimensional material in suspension on the sea surface, temperature and the concentration of chlorophyll-a

Desenvolvimento de um protetor ocular para fototerapia em recém-nascidos: uma tecnologia

Hiperbilirrubinemia resulta da predisposição de recém-nascidos em produzir bilirrubina e sua capacidade para excretá-la. O tratamento aplicado é a fototerapia, entretanto, uma das complicações é a degeneração da retina pela exposição à luz, sendo essencial providenciar proteção ocular adequada. O objetivo deste estudo é descrever o desenvolvimento de um invento (modelo de utilidade patenteado) para a proteção de recém-nascidos em fototerapia. O invento visa substituir a prática corrente improvisada e desconfortável para o bebê, que interfere na relação mãe-bebê. O estudo foi feito avaliando a radiância emitida pela luz da fototerapia. O invento consiste em um modelo de protetor ocular usado durante a fototerapia do recém-nascido, permitindo aproximação mãe-bebê, além de ser de fácil uso, econômico, removível e apropriado ao recém-nascido, pois não causa desconforto e mostrou efetivo nos testes de radiância.

The phenomenon of photoinhibition of photosynthesis and its importance in reforestation

Photoinhibition, defined as the inhibition of photosynthesis caused by excessive radiance, affects field production to a great extent. This phenomenon is particularly relevant in reforestation practices, when one deals with forests of rapid growth such as Eucalyptus. The imposition of additional stress factors during exposure to high radiance increases the potential for photoinhibitory effects, so the inhibition of photosynthesis indicates that the plant is submitted to stressful conditions. Photoinhibition can be reversible, playing a protective role for the photosynthetic systems, but it can also reflect damage that has already occurred in the photosynthetic apparatus, being irreversible in this case. In this review, we present the physiological and molecular mechanisms of photoinhibition and discuss the interaction between light and other stress factors and its effects on plants destined for reforestation. In addition, the present work analyzes some of the features and strategies that help plants avoid or restrict the occurrence of photoinhibition. For instance, pigments and enzymes which naturally occur in plants can prevent photoinhibition, while preadaptation to nonideal conditions can enhance tolerance to a certain stress factor. Most of these morphological, metabolic, and biochemical mechanisms of defense are related to the dissipation of excessive energy such as heat. Understanding these mechanisms can help improve cultivation procedures, avoid the plants' death, and increase productivity in the field.

The effect of trail length on task partitioning in three Acromyrmex species (Hymenoptera: Formicidae)

By comparing the behavior of three Acromyrmex (Hymenoptera, Formicidae) species during foraging on artificial trails of different lengths, we observed the occurrence of task partitioning and its relation to the food distance from the nest. Task partitioning was verified by leaf cache formation along the trail and leaf direct transferring among workers. There was significant difference between the number of leaf fragments carried directly to the fungus chamber and those transferred direct or indirectly, via cache, depending upon the trail length. Task partitioning could be a strategy used by leaf-cutting ants that allows the workers to use food sources far from their nests.