Contribuição para o estudo da aprendizagem da matemática e da programação em comunidades virtuais de prática com foco no uso de robots como mediadores da aprendizagem

Contribuição para o Estudo da Aprendizagem da Matemática e da Programação em Comunidades Virtuais de Prática com Foco no Uso de Robots como Mediadores da Aprendizagem O propósito deste estudo, desenvolvido no âmbito de um projeto de investigação que envolveu a utilização de robots na aprendizagem colaborativa da Matemática e da Informática através da Web, é analisar e discutir a noção de participação e o processo de construção do conhecimento em comunidades virtuais de prática. O referido projeto foi desenvolvido em três etapas principais. Na primeira, foram selecionadas as ferramentas de comunicação a serem utilizadas. A segunda etapa envolveu a elaboração e contextualização dos problemas-desafio a serem resolvidos pelos grupos virtuais. A terceira e última etapa do projeto compreendeu o registo e a recolha dos dados e informações obtidos nas reuniões virtuais com grupos de alunos do Ensino Secundário e sua posterior análise, utilizando uma abordagem qualitativa de natureza interpretativa, tendo como referencial teórico a teoria da aprendizagem situada de Lave e Wenger e os conceitos subjacentes às comunidades de prática, objetivando com isto melhor compreender os efeitos das tecnologias sobre tais comunidades, bem como as características da aprendizagem realizada em espaços virtuais. A utilização de robots como mediadores da aprendizagem facilitou a exploração de conceitos abstratos fundamentais relativos às áreas da Matemática e da Informática, permitindo com isto que as tarefas de programação necessárias à resolução dos problemas propostos fizessem mais sentido, pelo facto dos resultados obtidos poderem ser concretizados no mundo real.

Metodologia para modelagem, validação e programação de controladores lógicos industriais usando statecharts básicos

Due of industrial informatics several attempts have been done to develop notations and semantics, which are used for classifying and describing different kind of system behavior, particularly in the modeling phase. Such attempts provide the infrastructure to resolve some real problems of engineering and construct practical systems that aim at, mainly, to increase the productivity, quality, and security of the process. Despite the many studies that have attempted to develop friendly methods for industrial controller programming, they are still programmed by conventional trial-and-error methods and, in practice, there is little written documentation on these systems. The ideal solution would be to use a computational environment that allows industrial engineers to implement the system using high-level language and that follows international standards. Accordingly, this work proposes a methodology for plant and control modelling of the discrete event systems that include sequential, parallel and timed operations, using a formalism based on Statecharts, denominated Basic Statechart (BSC). The methodology also permits automatic procedures to validate and implement these systems. To validate our methodology, we presented two case studies with typical examples of the manufacturing sector. The first example shows a sequential control for a tagged machine, which is used to illustrated dependences between the devices of the plant. In the second example, we discuss more than one strategy for controlling a manufacturing cell. The model with no control has 72 states (distinct configurations) and, the model with sequential control generated 20 different states, but they only act in 8 distinct configurations. The model with parallel control generated 210 different states, but these 210 configurations act only in 26 distinct configurations, therefore, one strategy control less restrictive than previous. Lastly, we presented one example for highlight the modular characteristic of our methodology, which it is very important to maintenance of applications. In this example, the sensors for identifying pieces in the plant were removed. So, changes in the control model are needed to transmit the information of the input buffer sensor to the others positions of the cell

Utilização de modelos de programação não-linear para sistematização de terras para irrigação em áreas regulares

Objetivou-se com este trabalho, desenvolver modelos de programação não-linear para sistematização de terras, aplicáveis para áreas com formato regular e que minimizem a movimentação de terra, utilizando o software GAMS para o cálculo. Esses modelos foram comparados com o Método dos Quadrados Mínimos Generalizado, desenvolvido por Scaloppi & Willardson (1986), sendo o parâmetro de avaliação o volume de terra movimentado. Concluiu-se que, ambos os modelos de programação não-linear desenvolvidos nesta pesquisa mostraram-se adequados para aplicação em áreas regulares e forneceram menores valores de movimentação de terra quando comparados com o método dos quadrados mínimos.

Modelo de programação linear para seleção de pulverizadores agrícolas de barras

A seleção de pulverizadores agrícolas que se adaptem às necessidades da propriedade, é um processo trabalhoso, sendo uma das etapas mais importantes dentro do processo produtivo. O objetivo do presente trabalho foi o de desenvolver e utilizar um modelo de programação linear para auxiliar na seleção de pulverizadores agrícolas de barras, baseado no menor custo horário do equipamento. Foram utilizadas as informações técnicas referentes a 20 modelos de pulverizadores disponíveis no mercado, sendo quatro autopropelidos, oito de arrasto e oito do tipo montado. A análise de sensibilidade dos componentes dos custos operacionais mostrou que as taxas de reparo e depreciação foram os fatores que mais interferiram na variação do custo horário do conjunto trator-pulverizador. O modelo matemático desenvolvido facilitou a realização da análise de sensibilidade que foi processada em um tempo muito pequeno.

Distribuição da carga hidráulica em linhas de derivação otimizadas por programação linear

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Implementação paralela escalável e eficiente do algoritmo simplex padrão em arquitetura multicore

This work presents a scalable and efficient parallel implementation of the Standard Simplex algorithm in the multicore architecture to solve large scale linear programming problems. We present a general scheme explaining how each step of the standard Simplex algorithm was parallelized, indicating some important points of the parallel implementation. Performance analysis were conducted by comparing the sequential time using the Simplex tableau and the Simplex of the CPLEXR IBM. The experiments were executed on a shared memory machine with 24 cores. The scalability analysis was performed with problems of different dimensions, finding evidence that our parallel standard Simplex algorithm has a better parallel efficiency for problems with more variables than constraints. In comparison with CPLEXR , the proposed parallel algorithm achieved a efficiency of up to 16 times better

Extração semiautomática de contornos de telhado de edifícios com base em snakes e programação dinâmica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Extração semi-automática de rodovia baseada em um par estéreo de imagens aéreas e em otimização por programação dinâmica no espaço-objeto

This article proposes a method for 3D road extraction from a stereopair of aerial images. The dynamic programming (DP) algorithm is used to carry out the optimization process in the object-space, instead of usually doing it in the image-space such as the DP traditional methodologies. This means that road centerlines are directly traced in the object-space, implying that a mathematical relationship is necessary to connect road points in object and image-space. This allows the integration of radiometric information from images into the associate mathematical road model. As the approach depends on an initial approximation of each road, it is necessary a few seed points to coarsely describe the road. Usually, the proposed method allows good results to be obtained, but large anomalies along the road can disturb its performance. Therefore, the method can be used for practical application, although it is expected some kind of local manual edition of the extracted road centerline.

Modelo de programação matemática para controle do crescimento da vegetação sob redes de distribuição de energia elétrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Um estudo algorítmico da programação da intervenção de sondas de produção

This work approaches the Scheduling Workover Rigs Problem (SWRP) to maintain the wells of an oil field, although difficult to resolve, is extremely important economical, technical and environmental. A mathematical formulation of this problem is presented, where an algorithmic approach was developed. The problem can be considered to find the best scheduling service to the wells by the workover rigs, taking into account the minimization of the composition related to the costs of the workover rigs and the total loss of oil suffered by the wells. This problem is similar to the Vehicle Routing Problem (VRP), which is classified as belonging to the NP-hard class. The goal of this research is to develop an algorithmic approach to solve the SWRP, using the fundamentals of metaheuristics like Memetic Algorithm and GRASP. Instances are generated for the tests to analyze the computational performance of the approaches mentioned above, using data that are close to reality. Thereafter, is performed a comparison of performance and quality of the results obtained by each one of techniques used

EUPAT for WoW: Uma ferramenta de assistência à programação por usuário final

Neste trabalho, apresentamos uma ferramenta cujo intuito é auxiliar não-programadores, jogadores de videogame, na criação de extensões na forma de Add-ons para World of Warcraft, o jogo online. Nele, o usuário pode criar extensões customizando completamente sua interface, de forma a reinventar a sua experiência de jogo e melhorar sua jogabilidade. A criação de extensões para aplicativos e jogos surgiu da crescente necessidade de fornecer aos usuários mecanismos eficientes de Programação por Usuário Final, permitindo que os mesmos preenchessem suas necessidades singulares através da criação, customização e especificação de extensões em software. Em World of Warcraft mais especificamente, os Add-ons exploram um tipo de extensão na qual os jogadores passam a programar sua própria interface de usuário ou a fazer uso de interfaces criadas por outros usuários. No entanto, realizar a programação dessas extensões - os Add-ons - não é uma tarefa fácil. Dentro deste contexto, desenvolvemos a ferramenta EUPAT for WoW (do inglês, End-User Programming Assistance Tool for World of Warcraft) que oferece assistência à criação de Add-ons. Além disso, investigamos como usuários jogadores com e sem conhecimento de programação são beneficiados. Os resultados desta pesquisa permitiram refletir sobre as estratégias de assistência de programação por usuário final no contexto de jogos

Utilizando programação orientada a aspectos no projeto de sistemas hardware desenvolvidos com SystemC

New programming language paradigms have commonly been tested and eventually incorporated into hardware description languages. Recently, aspect-oriented programming (AOP) has shown successful in improving the modularity of object-oriented and structured languages such Java, C++ and C. Thus, one can expect that, using AOP, one can improve the understanding of the hardware systems under design, as well as make its components more reusable and easier to maintain. We apply AOP in applications developed using the SystemC library. Several examples will be presented illustrating how to combine AOP and SystemC. During the presentation of these examples, the benefits of this new approach will also be discussed

POPT: uma abordagem de ensino de programação orientada a problema e testes

There is a growing interest of the Computer Science education community for including testing concepts on introductory programming courses. Aiming at contributing to this issue, we introduce POPT, a Problem-Oriented Programming and Testing approach for Introductory Programming Courses. POPT main goal is to improve the traditional method of teaching introductory programming that concentrates mainly on implementation and neglects testing. POPT extends POP (Problem Oriented Programing) methodology proposed on the PhD Thesis of Andrea Mendonça (UFCG). In both methodologies POPT and POP, students skills in dealing with ill-defined problems must be developed since the first programming courses. In POPT however, students are stimulated to clarify ill-defined problem specifications, guided by de definition of test cases (in a table-like manner). This paper presents POPT, and TestBoot a tool developed to support the methodology. In order to evaluate the approach a case study and a controlled experiment (which adopted the Latin Square design) were performed. In an Introductory Programming course of Computer Science and Software Engineering Graduation Programs at the Federal University of Rio Grande do Norte, Brazil. The study results have shown that, when compared to a Blind Testing approach, POPT stimulates the implementation of programs of better external quality the first program version submitted by POPT students passed in twice the number of test cases (professor-defined ones) when compared to non-POPT students. Moreover, POPT students submitted fewer program versions and spent more time to submit the first version to the automatic evaluation system, which lead us to think that POPT students are stimulated to think better about the solution they are implementing. The controlled experiment confirmed the influence of the proposed methodology on the quality of the code developed by POPT students

Relação entre modelos de programação não-linear com incerteza no conjunto de restrições

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Programação linear por partes: revisão teórica e aplicações

Procura-se resgatar a importância de uma subárea da Programação Matemática conhecida como Programação Linear Por Partes - PLP. de fato a PLP tem inúmeras aplicações tanto na área teórica como em situações reais. Este trabalho apresenta os resultados de uma pesquisa bibliográfica, efetuada nas principais revistas técnicas e livros disponíveis relacionados com Pesquisa Operacional, que visou situar o estado da'arte da Programação Linear por Partes, bem como a abrangência de sua aplicabilidade. Particularmente, no contexto da PLP, este texto deslaca a Programação em Redes Lineares por Partes devido a sua relevância em muitas situações práticas.