Astrha : um ambiente gráfico, dinâmico e interativo para internet baseado em hiper-animações e na teoria dos autômatos

Esta pesquisa, batizada Astrha (Automata Structured Hyper-Animation), tem suas raízes no projeto “Hyper Seed - Framework, Ferramentas e Métodos para Sistemas Hipermídia voltados para EAD via WWW” que possui, entre seus objetivos e metas: (a) o desenvolvimento de uma fundamentação matemática para a unificação, de maneira coerente e matematicamente rigorosa, de especificações de sistemas hipermídia e animações baseadas na Teoria dos Autômatos; (b) a construção e validação de um protótipo de sistema com suporte à criação de conteúdo multimídia e hipermídia com ênfase em educação assistida por computador; (c) a definição e aplicação de estudos de caso. Atender às demandas acadêmicas e construtoras supra citadas, no que se refere à unificação de especificações de sistemas hipermídia e animações baseadas na Teoria dos Autômatos, em nível conceitual, é o objetivo principal do Astrha. Mais especificamente, unificar conceitos das especificações Hyper-Automaton; Hyper- Automaton: Avaliações Interativas; eXtensible Hyper-Automaton (XHA) e Animação Bidimensional para World Wide Web (AGA). Para resolvê-las, propõe uma solução em cinco fases. A primeira constitui-se numa investigação conceitual sobre unificação de ambientes hipermídia com animações por computador, da qual conclui-se que as hiperanimações são uma resposta adequada ao contexto. Em seguida, um autômato finito não-determinístico, reflexivo, com saídas associadas às transições, denominado Astrha/M, é especializado para modelar, formalmente, estruturas hiper-animadas. Na terceira fase, uma linguagem de quarta geração denominada Astrha/L é proposta com a finalidade de proporcionar semântica à ambientes hiper-animados. Construída a partir da metalinguagem XML, é composta de quatro dialetos: (1) Mealy, que traduz o modelo Astrha/M; (2) Environment, que oferece opções de configuração e documentação; (3) Hyper, linguagem hipermídia, de sintaxe simples, que oferece hiperligações estendidas; (4) Style, especificação de estilos em cascata e de caracteres especiais. A quarta fase é a modelagem e construção do protótipo, denominado Astrha/E, através das linguagens UML e Java, respectivamente, com uso de tecnologias de software livre, resultando em um applet interativo, dinâmico, multimídia, que oferece características e propriedades de uma hiper-animação, traduzindo não-determinismos em escolhas pseudo-aleatórias e reflexividades em inoperabilidades aparentes. Por fim, a quinta fase trata de estudos de caso aplicados em educação a distância, em diversas áreas, de onde se conclui sua validade como conceito, modelo e ferramenta para programas educacionais que utilizam a Internet como meio de auxílio ao aprendizado.

Escalonamento de processos

Apresenta os principais conceitos de escalonamento de processos. Trata-se sobre filas de processos, a ordem como os recursos são alocados de acordo com a necessidade e/ou prioridade já estabelecida pelos processos, como essas prioridades são tratados para que tenham o máximo de utilização dos recursos como processador, memória, tempo de execução de cada processo já escalonado. Também são tratadas as políticas de escalonamento, os algoritmos que envolvem essas tarefas por parte do processador como algoritmos preemptivos, não preemptivos, escalonamentos de tempo real. O escalonamento de threads em Java também será abordado de forma resumidamente. Tais conteúdos são indicados aos alunos de graduação da área de Engenharia de Computação, Sistemas de Informação e correlatos.

Introdução à disciplina desenvolvimento de software para web

O professor inicia-se esta videoaula fazendo uma apresentação pessoal. Logo após, informa algumas informações referentes à disciplina, que foca no contexto de aplicação para web (abordagem cliente – servidor). As tecnologias citadas são a linguagem Java, servidor Tomcat e banco de dados MySQL. São mencionadas as tarefas que devem ser executadas pelos alunos de modo a dar continuidade à disciplina.

Frameworks

O professor apresenta o que é um framework através de dois exemplos de frameworks .NET e Java Runtime Environment (Java Virtual Machine - JVM). Também ilustra como é a estrutura dos dois frameworks .NET e JRE.

Apresentação das linguagens

O professor faz apresentação das linguagens de programação C++ e Java. Ilustra o que são linguagens de programação e faz uma comparação entre as duas linguagens, mostrando o que cada uma disponibiliza para o desenvolvimento dos projetos.

Vetores e Matrizes

O professor apresenta o que são vetores e matrizes na linguagem de programação Java e ilustra como utilizar vetores e matrizes na linguagem Java.

Orientação a objetos - Herança

Neste texto, o professor apresenta a sintaxe de herança nas linguagens Java e C++, ilustrando-a através de exemplos.

Applets

O professor apresenta programas em Java denominados Applets, ilustrando o que é um Applet e como é sua funcionalidade.

Tratamento de exceções, multithreads e arquivos

O professor apresenta tratamento de exceções, multithreads e arquivos na linguagem Java. Ilustrando como utilizar, além de mostrar a estrutura de cada um deles em Java.

Processos e Threads

O material apresenta processos e threads (tarefas). Destaca a necessidade da criação de um código executável apropriado para a arquitetura (processador) e do sistema operacional do computador onde se deseja executá-lo. Além do código e das áreas de dados, diversas informações de controle precisam ser mantidas pelo Sistema Operacional para um processo em execução. O texto também apresenta processos no sistema operacional UNIX, os processos leves - threads ou linhas de execução, as vantagens do uso de threads, exemplo de programa Java que utiliza threads, e por fim, traz exercícios resolvidos sobre conceitos de processos na literatura técnica e mecanismo.

Processos e Threads - Slides

O material apresenta o conceito de processo, os estados de processo e transições, blocos de controle de processos (PCBs) e seus descritores, o chaveamento de processos/troca de contexto, a definição de interrupções em relação com hardware/software, a comunicação interprocessos (IPC) e os processos no UNIX. Além desses tópicos, o material também descreve threads, suas semelhanças e diferenças com processos, seu ciclo de vida, e noções básicas sobre threads POSIX, Linux, Windows XP e Java.

Políticas de escalonamento de processos e threads

O material apresenta políticas de escalonamento de processos e threads. O escalonamento de processos (ou Escalonamento do processador) trata da decisão sobre qual processo será executado em um determinado instante e por qual processador. O material apresenta também algoritmos de escalonamento relevantes, incluindo exemplos de algoritmos preemptivos e não-preemptivos, objetivos e critérios do escalonamento e diferentes tipos de escalonamentos: Escalonamento FIFO (first-in first-out), Escalonamento circular RR (Round-Robin ), Escalonamento SPF (Shortest Process First), Escalonamento SRT (Shortest Remaining Time), Escalonamento FSS (Fair Share Scheduling), Escalonamento de tempo real, Escalonamento de threads Java – JVM, Escalonamento no Windows XP e UNIX.

Processos e Threads

A videoaula apresenta os principais conceitos sobre processos e threads com destaque para estados de processo e transições, blocos de controle de processos e descritores, chaveamento de processos e troca de contexto, comunicação interprocessos (IPC), processos no Unix, semelhanças e diferenças entre processos e threads, o ciclo de vida de um thread e, por fim, conceitos básicos sobre threads POSIX, Linux, Windows XP e Java.

Escalonamento de Processos

A videoaula apresenta o escalonamento de processos, com foco para as políticas de escalonamento do processador. Destaca o escalonamento com prioridades (estática ou dinâmica), o funcionamento do escalonamento de threads em Java, os níveis de escalonamento (alto nível, nível intermediário, baixo nível) e os critérios que são levados em conta pelo algoritmo de escalonamento. Apresenta também os objetivos e critérios do escalonamento e seus seguintes tipos: Escalonamento FIFO (first-in first-out), Escalonamento circular RR (Round-Robin ), Escalonamento SPF (Shortest Process First), Escalonamento SRT (Shortest Remaining Time), Escalonamento FSS (Fair Share Scheduling) - Escalonamento por fração justa, Escalonamento de tempo real, Escalonamento de threads Java – JVM, Escalonamento no Windows XP e UNIX.

Comparação e validação de vários métodos de mapeamento cortical para o planeamento pré-cirúrgico por Imagem Funcional de Ressonância Magnética

Na análise funcional de imagens do cérebro podem utilizar-se diferentes métodos na identificação de zonas de activação. Tem havido uma evolução desde o método de correlação [19], para outros métodos [9] [14] até o método baseado no modelo linear generalizado que é mais comum ser utilizado hoje e que levou ao pacote de software SPM [15]. Deve-se principalmente à versatilidade que o método tem em realizar testes com diferentes objectivos. Têm sido publicados alguns estudos comparativos. Poucos têm sido quantitativos [20] e quando o são, o número de métodos testados é reduzido[22]. Há muitos estudos comparativos do ponto de vista da estatística envolvida (da matemática) mas que têm em geral apenas ns académicos. Um objectivo deste estudo é comparar os resultados obtidos por diferentes métodos. É de particular interesse averiguar o comportamento de cada método na fronteira do local de activação. As diferenças serão avaliadas numericamente para os seguintes métodos clássicos: t de Student, coeficiente de correlação e o modelo linear generalizado. Três novos métodos são também propostos - o método de picos de Fourier, o método de sobreposição e o método de amplitude. O segundo pode ser aplicado para o melhoramento dos métodos de t de Student, coe ciente de correlação e modelo linear generalizado. Ele pode no entanto, também manter-se como um método de análise independente. A influência exercida em cada método pelos parâmetros pertinentes é também medida. É adoptado um conjunto de dados clínicos que está amplamente estudado e documentado. Desta forma elimina-se a possibilidade dos resultados obtidos serem interpretados como sendo específicos do caso em estudo. Há situações em que a influência do método utilizado na identificação das áreas de activação de imagens funcionais do cérebro é crucial. Tal acontece, por exemplo, quando um tumor desenvolve-se perto de uma zona de activação responsável por uma função importante . Para o cirurgião tornase indispensável avaliar se existe alguma sobreposição. A escolha de um dos métodos disponíveis poderá ter infuência sobre a decisão final. Se o método escolhido for mais conservador, pode verificar-se sobreposição e eliminar-se a possibilidade de cirurgia. Porém, se o método for mais restritivo a decisão final pode ser favorável à cirurgia. Artigos recentes têm suportado a ideia de que a ressonância magnética funcional é de facto muito útil no processo de decisão pré-operatório [12].O segundo objectivo do estudo é então avaliar a sobreposição entre um volume de activação e o volume do tumor. Os programas informáticos de análise funcional disponíveis são variados em vários aspectos: na plataforma em que funcionam (macintosh, linux, windows ou outras), na linguagem em que foram desenvolvidos (e.g. c+motif, c+matlab, matlab, etc.) no tratamento inicial dos dados (antes da aplicação do método de análise), no formato das imagens e no(s) método(s) de análise escolhido(s). Este facto di culta qualquer tentativa de comparação. À partida esta poderá apenas ser qualitativa. Uma comparação quantitativa implicaria a necessidade de ocorrerem três factos: o utilizador tem acesso ao código do programa, sabe programar nas diferentes linguagens e tem licença de utilização de software comercial (e.g. matlab). Sendo assim foi decidido adoptar uma estratégia unificadora. Ou seja, criar um novo programa desenvolvido numa linguagem independente da plataforma, que não utilize software comercial e que permita aplicar (e comparar quantitativamente) diferentes métodos de análise funcional. A linguagem escolhida foi o JAVA. O programa desenvolvido no âmbito desta tese chama-se Cérebro.