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.

Adaptation and Localization of Open Source ERPs - The case of Parties in OFBiz

O software tem vindo a tornar-se uma parte importante de qualquer empresa, cobrindo várias áreas funcionais, tais como manufaturação, vendas ou recursos humanos. O facto de uma empresa possuir um software capaz de ligar todas ou a maior parte das suas áreas funcionais e de acomodar as suas regras de negócio permite que estas tenham acesso a dados em tempo real nos quais se podem basear para tomar decisões. Estes tipos de software podem ser categorizados como Enterprise resource planning (ERP). Tendo em conta que estes tipos de software têm um papel importante dentro de uma empresa, a aquisição dos mesmos é algo que deve ser bem estudado. As grandes empresas normalmente optam pela aquisição de soluções comerciais uma vez que estas tendem a ter mais funcionalidades, maior suporte e certificações. Os ERPs comerciais representam, no entanto, um esforço elevado para que a sua compra possa ser feita, o que limita a possibilidade de aquisição dos mesmos por parte de pequenas ou médias empresas. No entanto, tal como acontece com a maior parte dos tipos de software, existem alternativas open-source. Se nos colocássemos na posição de uma pequena empresa, a tentar iniciar o seu negócio em Portugal, que tipo de ERP seria suficiente para os nossos requisitos? Teríamos que optar por comprar uma solução comercial, ou uma solução open-source seria suficiente? E se optássemos por desenvolver uma solução à medida? Esta tese irá responder a estas questões focando-se apenas num dos componentes base de qualquer ERP, a gestão de entidades. O componente de gestão de entidades é responsável por gerir todas as entidades com as quais a empresa interage abrangindo colaboradores, clientes, fornecedores, etc. A nível de funcionalidades será feita uma comparação entre um ERP comercial e um ERP open-source. Como os ERPs tendem a ser soluções muito genéricas é comum que estes não implementem todos os requisitos de um negócio em particular, como tal os ERPs precisam de ser extensíveis e adaptáveis. Para perceber até que ponto a solução open-source é extensível será feita uma análise técnica ao seu código fonte e será feita uma implementação parcial de um gerador de ficheiros de auditoria requerido pela lei Portuguesa, o SAF-T (PT). Ao estudar e adaptar a solução open-source podemos especificar o que teria que ser desenvolvido para podermos criar uma solução à medida de raiz.

A framework for real time MMO game content generation

Com o aumento de plataformas móveis disponíveis no mercado e com o constante incremento na sua capacidade computacional, a possibilidade de executar aplicações e em especial jogos com elevados requisitos de desempenho aumentou consideravelmente. O mercado dos videojogos tem assim um cada vez maior número de potenciais clientes. Em especial, o mercado de jogos massive multiplayer online (MMO) tem-se tornado muito atractivo para as empresas de desenvolvimento de jogos. Estes jogos suportam uma elevada quantidade de jogadores em simultâneo que podem estar a executar o jogo em diferentes plataformas e distribuídos por um "mundo" de jogo extenso. Para incentivar a exploração desse "mundo", distribuem-se de forma inteligente pontos de interesse que podem ser explorados pelo jogador. Esta abordagem leva a um esforço substancial no planeamento e construção desses mundos, gastando tempo e recursos durante a fase de desenvolvimento. Isto representa um problema para as empresas de desenvolvimento de jogos, e em alguns casos, e impraticável suportar tais custos para equipas indie. Nesta tese e apresentada uma abordagem para a criação de mundos para jogos MMO. Estudam-se vários jogos MMO que são casos de sucesso de modo a identificar propriedades comuns nos seus mundos. O objectivo e criar uma framework flexível capaz de gerar mundos com estruturas que respeitam conjuntos de regras definidas por game designers. Para que seja possível usar a abordagem aqui apresentada em v arias aplicações diferentes, foram desenvolvidos dois módulos principais. O primeiro, chamado rule-based-map-generator, contem a lógica e operações necessárias para a criação de mundos. O segundo, chamado blocker, e um wrapper à volta do módulo rule-based-map-generator que gere as comunicações entre servidor e clientes. De uma forma resumida, o objectivo geral e disponibilizar uma framework para facilitar a geração de mundos para jogos MMO, o que normalmente e um processo bastante demorado e aumenta significativamente o custo de produção, através de uma abordagem semi-automática combinando os benefícios de procedural content generation (PCG) com conteúdo gráfico gerado manualmente.

Risco da Exposição à Radiação Ionizante Durante Procedimentos Endovasculares

Objectivos: Com a generalização dos procedimentos endovasculares, cresce a preocupação com os efeitos deletérios que a execução continuada de tais procedimentos radiológicos acarreta. Com este trabalho pretendeu-se avaliar e quantificar a distribuição pela equipa cirúrgica da exposição à radiação dispersa, emitida por um aparelho portátil de radioscopia com arco cirúrgico (arco em C), durante a utilização em bloco operatório. Material e métodos: O registo e avaliação da dose de radiação foram efectuados em sala do bloco operatório reproduzindo as condições habituais em que decorrem os procedimentos endovasculares. Para a simulação geométrica do tórax do doente foi utilizado um fantoma cilíndrico de polimetilmetacrilato (PMMA) com 15 cm de espessura. A radiação dispersa foi medida para o local do cirurgião, ajudante, anestesista e enfermeira instrumentista, através de um monitor de radiação portátil RaySafe Xi Survey Detector, tendo sido ajustada a medição para a avaliação da taxa de dose de exposição à radiação em mGy/s a diversas alturas do solo e distâncias do doente. Utilizou-se ainda o detetor RaySafe Xi R/F para a medição da taxa de dose de exposição na superfície de entrada da pele do doente. As medições foram efectuadas em modo de fl uoroscopia pulsada de 4 quadros por segundo (qps), subtração digital e roadmap, com a combinação dos três modos de magnifi cação electrónica disponíveis (Mag1, Mag2 e Mag3). Em todos os casos foi considerada a Dose 3, o nível de dose máxima do aparelho que fornece a melhor qualidade de imagem através do controlo automático em tempo real do contraste e do brilho. Resultados: A análise dos dados permitiu determinar a distribuição da radiação dispersa pela equipa assistente, constatando-se como nível máximo de exposição, a altura ao solo de 120 cm no modo de subtracção digital e roadmap. A este nível, a intensidade da radiação dispersa em relação à taxa de dose de exposição na superfície de entrada da pele do doente é distribuída em 0,47% pelo cirurgião, 0,21% pelo anestesista, 0,32% pelo ajudante e 0,13% pela enfermeira instrumentista. A utilização de subtração digital e roadmap aumentou o nível de radiação cerca de 5 vezes em relação à fluoroscopia pulsada a 4 qps, tanto na taxa de dose de exposição na superfície de entrada da pele do doente como na radiação dispersa pela equipa. Quando utilizados os meios de proteção radiológica os níveis de radiação foram consideravelmente inferiores. Conclusões: Atendendo à dispersão prevista da radiação determinou-se que a proximidade da ampola aumenta a quantidade de radiação dispersa que atinge o corpo. Quando utilizado o equipamento de proteção individual, os níveis de radiação dispersa são consideravelmente menores e permitem doses acumuladas abaixo dos limites aceitáveis.

Validação da Versão Portuguesa da "Activities-specific Balance Confidence Scale"

Introdução: Muitos dos instrumentos disponíveis para a avaliação do equilíbrio, risco de queda e medo de cair medem apenas actividades simples no domicílio e apresentam tendência para um “efeito de tecto” em idosos residentes na comunidade. A “Activities-specific Balance Confidence (ABC) Scale” foi concebida para avaliar o equilíbrio de forma abrangente, num conjunto de actividades de vida diária associadas a um largo espectro de dificuldade. Objectivos: Traduzir para português e adaptar culturalmente para Portugal a “Activities-specific Balance Confidence (ABS) Scale” e avaliar a sua fiabilidade. População e Métodos: Tradução e adaptação cultural do instrumento e subsequente aplicação a uma população idosa portuguesa, para determinação da sua fiabilidade inter-observador, fiabilidade intra-observador e consistência interna. Resultados: Os resultados foram muito homogéneos na grande maioria das comparações realizadas, quer intra-observador, quer inter-observador. A avaliação da consistência interna revelou valores muito elevados. Estes níveis de fiabilidade mantiveram-se mesmo removendo qualquer uma das 16 questões que compõem o questionário, mantendo-se praticamente constantes os valores registados com o questionário completo. Conclusões: A versão portuguesa da escala ABC demonstrou boa fiabilidade intra-observador, fiabilidade inter-observador e consistência interna na avaliação da auto-percepção do equilíbrio para diversas actividades de vida diária numa população idosa portuguesa. Outros trabalhos serão necessários para avaliar a utilidade desta escala na avaliação do risco de queda e do efeito de intervenções terapêuticas nesta população.

Gastropexia Laparoscópica em Volvo Gástrico Neonatal

Introdução: O Volvo gástrico é uma doença rara em idade pediátrica. Estão descritos casos crónicos recorrentes e agudos, mas a sua incidência real é desconhecida. Apresentamos a descrição cirúrgica de um caso de volvo gástrico crónico, recorrente, diagnosticado no período neonatal, tratado com sucesso por via laparoscópica. Caso clínico: Recém-nascido, do sexo masculino, portador de anomalia de Ebstein, com vómitos não biliosos recorrentes, desidratação e perda ponderal. O estudo contrastado, do tubo digestivo superior, mostrou volvo gástrico organoaxial, tendo sido submetido a gastropexia por via laparoscópica. Discussão: Segundo a maioria dos autores, a correcção cirúrgica do volvo gástrico é mandatória para prevenção de recorrências e complicações. A gastropexia por via minimamente invasiva é simples e segura.

Síntese de algicidas da família da bacilamida e rearranjos de dióximas-1,3 cíclicas com vista a dessimetrização funcional

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Química Orgânica

Poéticas da alteridade : Alteridade Queer na poesia de Judith Teixeira

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Estudos sobre as Mulheres.

A Vida Segura por um Fio

Esta é uma história diferente, simples, real e dramática, quase a raiar o inverosímil. É um caso de transculturalidade, de como a herança social pode determinar um indivíduo doente internado num serviço de saúde, longe da sua terra, da sua família, desenraizado do seu meio, desesperadamente agarrado às suas crenças.

Cuidar da Criança e Família Após o Transplante Cardíaco

O transplante cardíaco é um tratamento cirúrgico que representa uma alternativa para crianças com situações de doença cardíaca grave e incapacitante. A vivência do transplante cardíaco tem impacto a nível social, psicológico, físico e económico. A prevenção das complicações mais frequentes deste tratamento (a rejeição e a infecção) envolve uma série de desafios para os profissionais de saúde, para a criança e família e requerem apoios comunitários. O enfermeiro pode ajudar a minimizar o impacto psicológico e social do transplante cardíaco na vida da criança e da família, alicerçando a sua intervenção no Modelo de Cuidados Centrados na Família. A consulta de enfermagem permite a continuidade de cuidados com base numa relação de confiança, comunicação eficaz e educação da criança transplantada e família, facilitando o seu envolvimento e estabelecimento de expectativas, que se assumem como fundamentais para a adaptação no pós-transplante.

Simulador de Técnicas de Depuração Extra-Renal/Hemofiltração: Uso da Simulação para Treino no Manuseamento deste Dispositivo

Introdução: A simulação possibilita o ensino e treino de técnicas de suporte de vida complexas sem riscos para o doente. Até ao momento, as únicas opções de treino no manuseamento de terapêuticas de depuração extra-renal contínua (TDEC) eram a aprendizagem directa em doentes submetidos a esta técnica ou mediante observação dos efeitos da manipulação do circuito não conectado ao doente. Por este motivo foi elaborado um simulador de TDEC, usado em cursos de simulação realizados para treino de equipas de cuidados intensivos pediátricos (UCIP). Objectivos: Analisar a performance e utilidade de um novo simulador que possibilita o controlo externo do dispositivo de TDEC, simulando "in situ" cenários que mimetizam condições de doentes tratados com TDEC. Métodos: Foi criado um dispositivo que, uma vez conectado ao aparelho de TDEC, permite o controlo em tempo real de todas as pressões de hemofiltração, de acordo com as condições clínicas e acções dos participantes. Foram simulados diversos cenários e complicações possíveis em doentes submetidos a estas técnicas e avaliada a performance deste dispositivo "in vitro". A satisfação dos participantes foi avaliada mediante a aplicação de um inquérito. Resultados: Foram realizados 4 cursos de TDEC de Maio de 2009 a Março de 2012. Incluídos 60 participantes, todos com experiência clínica prévia em UCIP. Realizados 32 cenários, abrangendo complicações relacionados com o cateter, coagulação dos filtros e ajuste inadequado dos parâmetros de hemofiltração. Nos cenários simulados, o dispositivo simulador permitiu, em tempo real, mudanças simples e rápidas nas pressões do monitor de TDEC e em resposta às atitudes tomadas pelos participantes para a sua resolução. Não foram registadas intercorrências relacionadas com disfunção do dispositivo. Os participantes consideraram-no muito útil como ferramenta de aprendizagem activa, permitindo uma gestão realista das condições clínicas simuladas, com potencial impacto sobre a sua futura prática diária. Os instrutores consideraram-no fácil de manusear e realista. Conclusões: Este simulador permite uma simulação mais fidedigna dos cenários de TDEC, resolvendo o problema da interferência do instrutor no cenário simulado. Este poderia melhorar as capacidades dos simuladores de alta fidelidade disponíveis e utilizar-se como uma ferramenta docente na formação de profissionais de saúde.

Uso da Simulação no Treino de Internos em Técnicas de Pediatria – Técnica da Punção Lombar

Introdução: A punção lombar (PL) é a técnica invasiva mais frequente em Pediatria. O treino é habitualmente realizado sob supervisão, directamente no paciente. O uso de simuladores, possibilita aquisição de capacidades num ambiente seguro, minimizando custos e riscos para o doente. Objectivos: Avaliar a capacidade dos internos de pediatria (IP) na realização da PL e o uso de simulação aplicada à educação médica como ferramenta de melhoria na aquisição de competências. Material e Métodos: Foi elaborado e apresentado a todos os IP, um protocolo e checklist da PL. Realizaram-se 2 sessões clínicas, usando simuladores de PL, a primeira uma semana depois da apresentação do protocolo e a segunda, dois meses depois. Foi avaliado em cada sessão, o cumprimento do protocolo e performance na execução da técnica, mediante a aplicação da checklist. No final de cada sessão foi aplicado um questionário (escala 0-10) sobre experiência, grau de confiança prévio, alterações notadas e reprodutividade da técnica no simulador. Resultados: Participaram em cada sessão, 13 IP Oito haviam realizado menos de 10 PL durante a sua prática clínica, sendo que nenhum tinha realizado, PL em simuladores. Na 1ª sessão, as principais falhas foram a ausência de esclarecimentos sobre a técnica (n=7), cuidados pós PL (n=6) e complicações (n=5); a não aplicação de anestésico local (n=3); ausência de monitorização (n=5) e falhas na assepsia A maioria (n=8) desconhecia, ainda, o sistema de medição da pressão intracraniana (PIC). Na 2ª sessão, verificou-se melhoria em todos os itens avaliados, persistindo, ainda, falhas na monitorização (n=2), informação cuidados pós PL (n=2) e complicações (n=2). Em todos os casos a medição da PIC foi correcta. O score médio do conhecimento e grau de confiança na execução da técnica prévia à 1ª sessão foi 5, constatando-se uma clara melhoria após as 2 sessões (score médio 9). Todos consideraram que os simuladores contribuíram para o aperfeiçoamento da técnica e que os mesmos reproduziam com fiabilidade a prática real (score médio 8). Conclusões: O uso de simuladores no treino da PL melhora a competência dos internos na sua realização, permitindo aquisição de experiência e confiança sem riscos para doente. A introdução destes simuladores no ensino médico pós-graduado deve ser considerado.

Invasive Assessment of the Coronary Microcirculation Using the Index of Microcirculatory Resistance: Description and Validation of an Animal Model

INTRODUCTION: The index of microcirculatory resistance (IMR) enables/provides quantitative, invasive, and real-time assessment of coronary microcirculation status. AIMS: The primary aim of this study was to validate the assessment of IMR in a large animal model, and the secondary aim was to compare two doses of intracoronary papaverine, 5 and 10 mg, for induction of maximal hyperemia and its evolution over time. METHODS: Measurements of IMR were performed in eight pigs. Mean distal pressure (Pd) and mean transit time (Tmn) were measured at rest and at maximal hyperemia induced with intracoronary papaverine, 5 and 10 mg, and after 2, 5, 8 and 10 minutes. Disruption of the microcirculation was achieved by selective injection of 40-μm microspheres via a microcatheter in the left anterior descending artery. RESULTS: In each animal 14 IMR measurements were made. There were no differences between the two doses of papaverine regarding Pd response and IMR values - 11 ± 4.5 U with 5 mg and 10.6 ± 3 U with 10 mg (p=0.612). The evolution of IMR over time was also similar with the two doses, with significant differences from resting values disappearing after five minutes of intracoronary papaverine administration. IMR increased with disrupted microcirculation in all animals (41 ± 16 U, p=0.001). CONCLUSIONS: IMR provides invasive and real-time assessment of coronary microcirculation. Disruption of the microvascular bed is associated with a significant increase in IMR. A 5-mg dose of intracoronary papaverine is as effective as a 10-mg dose in inducing maximal hyperemia. After five minutes of papaverine administration there is no significant difference from resting hemodynamic status.

A Medição de Recém-Nascidos numa Maternidade Portuguesa. Sugestão de um Modelo de Neonatómetro

Com o propósito de dar um contributo para uma avaliação mais exacta do comprimento dos recém-nascidos da Maternidade do Hospital de Dona Estefânia, procedeu-se à comparação entre o método habitualmente realizado neste local e outro que foi considerado mais correcto pelos autores. Neste último participaram sempre dois observadores e foi testado um modelo de neonatómetro construído com materiais considerados acessíveis. As diferenças entre os dois métodos, na medição de 76 recém-nascidos, traduziram-se por um valor médio de 0,53 cm (p < 0,001), tendo sido superiores os valores registados com a metodologia proposta. Com base nos resultados obtidos, salienta-se a necessidade da colaboração sistemática de dois observadores para a avaliação do comprimento do recém- -nascido e a vantagem da utilização do neonatómetro em relação à tradicional craveira.

O alargamento ibérico da Comunidade Económica Europeia: a experiência portuguesa

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em História Contemporânea