Computação de alto desempenho aplicada a modelagem numérica de fenômenos atmosféricos

A constante evolução da tecnologia disponibilizou, atualmente, ferramentas computacionais que eram apenas expectativas há 10 anos atrás. O aumento do potencial computacional aplicado a modelos numéricos que simulam a atmosfera permitiu ampliar o estudo de fenômenos atmosféricos, através do uso de ferramentas de computação de alto desempenho. O trabalho propôs o desenvolvimento de algoritmos com base em arquiteturas SIMT e aplicação de técnicas de paralelismo com uso da ferramenta OpenACC para processamento de dados de previsão numérica do modelo Weather Research and Forecast. Esta proposta tem forte conotação interdisciplinar, buscando a interação entre as áreas de modelagem atmosférica e computação científica. Foram testadas a influência da computação do cálculo de microfísica de nuvens na degradação temporal do modelo. Como a entrada de dados para execução na GPU não era suficientemente grande, o tempo necessário para transferir dados da CPU para a GPU foi maior do que a execução da computação na CPU. Outro fator determinante foi a adição de código CUDA dentro de um contexto MPI, causando assim condições de disputa de recursos entre os processadores, mais uma vez degradando o tempo de execução. A proposta do uso de diretivas para aplicar computação de alto desempenho em uma estrutura CUDA parece muito promissora, mas ainda precisa ser utilizada com muita cautela a fim de produzir bons resultados. A construção de um híbrido MPI + CUDA foi testada, mas os resultados não foram conclusivos.

Otimização por enxame de partículas em arquiteturas paralelas de alto desempenho.

A Otimização por Enxame de Partículas (PSO, Particle Swarm Optimization) é uma técnica de otimização que vem sendo utilizada na solução de diversos problemas, em diferentes áreas do conhecimento. Porém, a maioria das implementações é realizada de modo sequencial. O processo de otimização necessita de um grande número de avaliações da função objetivo, principalmente em problemas complexos que envolvam uma grande quantidade de partículas e dimensões. Consequentemente, o algoritmo pode se tornar ineficiente em termos do desempenho obtido, tempo de resposta e até na qualidade do resultado esperado. Para superar tais dificuldades, pode-se utilizar a computação de alto desempenho e paralelizar o algoritmo, de acordo com as características da arquitetura, visando o aumento de desempenho, a minimização do tempo de resposta e melhoria da qualidade do resultado final. Nesta dissertação, o algoritmo PSO é paralelizado utilizando três estratégias que abordarão diferentes granularidades do problema, assim como dividir o trabalho de otimização entre vários subenxames cooperativos. Um dos algoritmos paralelos desenvolvidos, chamado PPSO, é implementado diretamente em hardware, utilizando uma FPGA. Todas as estratégias propostas, PPSO (Parallel PSO), PDPSO (Parallel Dimension PSO) e CPPSO (Cooperative Parallel PSO), são implementadas visando às arquiteturas paralelas baseadas em multiprocessadores, multicomputadores e GPU. Os diferentes testes realizados mostram que, nos problemas com um maior número de partículas e dimensões e utilizando uma estratégia com granularidade mais fina (PDPSO e CPPSO), a GPU obteve os melhores resultados. Enquanto, utilizando uma estratégia com uma granularidade mais grossa (PPSO), a implementação em multicomputador obteve os melhores resultados.

Desenvolvimento de um simulador para espectrometria por fluorescência de raios X usando computação distribuída

A Física das Radiações é um ramo da Física que está presente em diversas áreas de estudo e se relaciona ao conceito de espectrometria. Dentre as inúmeras técnicas espectrométricas existentes, destaca-se a espectrometria por fluorescência de raios X. Esta também possui uma gama de variações da qual pode-se dar ênfase a um determinado subconjunto de técnicas. A produção de fluorescência de raios X permite (em certos casos) a análise das propriedades físico-químicas de uma amostra específica, possibilitando a determinação de sua constituiçõa química e abrindo um leque de aplicações. Porém, o estudo experimental pode exigir uma grande carga de trabalho, tanto em termos do aparato físico quanto em relação conhecimento técnico. Assim, a técnica de simulação entra em cena como um caminho viável, entre a teoria e a experimentação. Através do método de Monte Carlo, que se utiliza da manipulação de números aleatórios, a simulação se mostra como uma espécie de alternativa ao trabalho experimental.Ela desenvolve este papel por meio de um processo de modelagem, dentro de um ambiente seguro e livre de riscos. E ainda pode contar com a computação de alto desempenho, de forma a otimizar todo o trabalho por meio da arquitetura distribuída. O objetivo central deste trabalho é a elaboração de um simulador computacional para análise e estudo de sistemas de fluorescência de raios X desenvolvido numa plataforma de computação distribuída de forma nativa com o intuito de gerar dados otimizados. Como resultados deste trabalho, mostra-se a viabilidade da construção do simulador através da linguagem CHARM++, uma linguagem baseada em C++ que incorpora rotinas para processamento distribuído, o valor da metodologia para a modelagem de sistemas e a aplicação desta na construção de um simulador para espectrometria por fluorescência de raios X. O simulador foi construído com a capacidade de reproduzir uma fonte de radiação eletromagnética, amostras complexas e um conjunto de detectores. A modelagem dos detectores incorpora a capacidade de geração de imagens baseadas nas contagens registradas. Para validação do simulador, comparou-se os resultados espectrométricos com os resultados gerados por outro simulador já validado: o MCNP.

Análise de falhas nas superfícies de alto desempenho para a estabilidade transversal de navios (robaletes)

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Fatores de sucesso em empresas brasileiras com alto desempenho na Bolsa de Valores

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Administração da Universidade Municipal de São Caetano do Sul

Concreto de alto desempenho no estado do Pará : estudo de viabilidade técnica e econômica de produção de concreto de alto desempenho com os materiais disponíveis em Belém através do emprego de adições de sílica ativa e metacaulim

As construções de concreto no estado do Pará têm se deteriorado de maneira prematura, sendo a corrosão das armaduras o problema de maior incidência, apesar da região não se constituir em um ambiente de extrema agressividade, mesmo nas principais cidades. Uma das principais causas é a utilização de concretos com alta permeabilidade. Em Belém, capital do estado, os agregados empregados nas construções são areias extremamente finas e seixos friáveis, materiais que dificultam a produção de misturas de concreto com relações água/cimento reduzidas, em razão da elevada demanda de água que requerem. Apesar da escassez de agregados de boa qualidade, há grande disponibilidade no estado de materiais pozolânicos altamente reativos como a sílica ativa e o metacaulim, que podem viabilizar técnica e economicamente a produção de concretos de alto desempenho. Nessa pesquisa investiga-se a possibilidade do uso de concretos de alto desempenho com os materiais disponíveis no estado (cimentos e agregados), empregando adições de sílica ativa e metacaulim. A sílica ativa utilizada no trabalho é subproduto de uma indústria de produção de silício metálico e o metacaulim proveniente da calcinação do rejeito do processo de beneficiamento de uma industria de mineração de caulim. Os desempenhos das misturas com e sem pozolanas foram avaliados pela resistência à compressão, pela taxa de absorção de água por sucção capilar e pela penetração acelerada de íons cloretos (ASTM C 1202). O teores de adição estudados foram 5%, 10%, 15% e 20% de sílica ativa e 10% de metacaulim Os concretos com adições minerais apresentaram resultados de resistência à compressão significativamente superiores aos dos concretos sem adição para as misturas com baixo a moderado consumo de cimento (relações água/aglomerante elevadas). Com relação a taxa de absorção capilar e a carga elétrica passante, a incorporação das pozolanas reduziu significativamente a permeabilidade das misturas para todas as relações água/aglomerante estudadas. A resistência à compressão dos concretos com 10% de metacaulim foram similares a dos concreto com sílica ativa e as taxas de absorção capilar foram ligeiramente superiores, dando indícios da potencialidade do rejeito do beneficiamento do caulim como adição mineral altamente reativa A máxima resistência obtida foi de apenas 42MPa, apesar disso, os resultados desse estudo demonstraram que mesmo com resistências convencionais (fck entre 15 MPa e 20 MPa), é possível produzir misturas de concreto no Pará com durabilidade bastante superior às empregadas atualmente, através do uso de pozolanas altamente reativas como a sílica ativa e o metacaulim.

Elementos de gestão para o alto desempenho : o caso da Springer Carrier

O presente trabalho buscou conhecer os elementos de gestão que levam uma empresa ao alto desempenho. Tendo como ponto de partida estudos feitos no exterior, obteve-se onze elementos que foram avaliados por executivos experientes. Esses elementos são: Liderança, Valorização das Pessoas, Estratégia, Cultura, Viés para a Ação, Estrutura, Orientação ao Valor, Inovação, Parcerias, Foco no Cliente e Processos. Em paralelo a isto, considerando um segmento composto pelas 500 maiores empresas brasileiras, ao longo do período de 1995 a 2002, foi realizada uma triagem com base em critérios que resultou em apenas 59 empresas de alto desempenho, das quais oito com sede no Estado do Rio Grande do Sul, dessas foi escolhida a Springer Carrier para a execução de um estudo de caso que também confirmou os onze elementos de gestão encontrados que, na análise seguinte, verificou-se que poderiam ser colocados num espaço delimitado por três grandes eixos: cultura, pessoas e sistemas gerenciais. O alinhamento desses eixos com os elementos de gestão é, que, então, poderá gerar o alto desempenho. Os três eixos receberam o nome de raízes para o alto desempenho.

Configurações estratégicas de empresas de alto desempenho: análise qualitativa comparativa das imperfeições de mercado por elas exploradas.

Os objetivos deste estudo são (1) identificar quais são as imperfeições de mercado exploradas por empresas brasileiras de capital aberto e de alto desempenho contábil e (2) como essas imperfeições se configuram. DESIGN/METODOLOGIA/ABORDAGEM SUPORTE TEÓRICO: Teoria da Competição Perfeita, Teorias do Mercado Imperfeito e Teoria das Configurações Organizacionais. VARIÁVEIS: (1) dependente: desempenho contábil (lucro operacional/ativos de janeiro de 2005 a dezembro de 2009); (2) causais: imperfeições de mercado. DADOS: fontes secundárias: (1) quantitativos para a seleção das empresas de alto desempenho (base Economatica) e (2) qualitativos para identificação das configurações organizacionais (relatórios emitidos por Bancos e Corretoras de Valores). FERRAMENTAS DE ANÁLISE: (1) Análise Categorial de Conteúdo Semântico e (2) Análise Qualitativa Comparativa (Qualitative Comparative Analysis – QCA, modalidade MDSO- Most Different, Similar Outcome). SELEÇÃO DE CASOS E PERÍODO DE ANÁLISE: Empresas brasileiras de capital aberto com desempenho acima de um desvio padrão sobre a média da totalidade de empresas listadas na BM&FBovespa, excluídas as empresas do setor bancário e de administração de recursos. RESULTADOS: Os resultados da FASE 1 mostram que são cinco as imperfeições de mercado mais importantes para explicar o alto desempenho das empresas selecionadas. São elas: (1) LOCALIDADE (EMPRESA INTERNACIONALIZADA), (2) CRESCIMENTO DA DEMANDA, (3) TAMANHO, (4) RECURSOS (físicos, tecnológicos e qualidade) e (5) GOVERNO. Os resultados da FASE 2 revelam dois grandes conjuntos de configurações de imperfeições de mercado. No conjunto “mercado semi-livre”, a exploração de cinco imperfeições de mercado são compartilhadas: DIVERSIFICAÇÃO, RECURSOS, LOCALIDADE, CRESCIMENTO DA DEMANDA e SORTE. O outro conjunto é formado por empresas monopolistas ou oligopolistas de grande porte que compartilham a exploração de três imperfeições: CONCENTRAÇÃO, TAMANHO e TAMANHO DO GRUPO. Na intersecção dos dois conjuntos, encontram-se “as gigantes” que exploram comumente dez imperfeições: as três imperfeições do conjunto monopólios/oligopólios - CONCENTRAÇÃO, TAMANHO e TAMANHO DO GRUPO, as cinco imperfeições do conjunto do mercado semi-livre - DIVERSIFICAÇÃO, RECURSOS, LOCALIDADE, CRESCIMENTO DA DEMANDA e SORTE; além das imperfeições ACESSO PRIVILEGIADO A MATÉRIAS PRIMAS e INTEGRAÇÃO VERTICAL. Outras empresas que operam no mercado quase-livre aqui denominadas de “as exclusivas” compartilham a exploração das imperfeições DIFERENCIAÇÃO e o CRESCIMENTO ORGÂNICO, além das cinco compartilhadas pelo conjunto de empresas do mercado semi-livre. “As Concessões” exploram as três imperfeições de mercado do conjunto de empresas monopolistas/oligopolistas CONCENTRAÇÃO, TAMANHO E TAMANHO DO GRUPO, além do monopólio concedido pelo GOVERNO. ORIGINALIDADE: (1) Taxonomia sustentada por construtos paradigmáticos: imperfeições de mercado; (2) Uso de dados qualitativos obtidos pela Análise Categorial de Conteúdo Semântico; (3) Uso da metodologia QCA para reduzir variáveis e identificar configurações.

Ambiente de alto desempenho com alta exatidão para a resolução de problemas

Este trabalho visa a disponibilização de um ambiente de alto desempenho, do tipo cluster de computadores, com alta exatidão, obtida através da utilização da biblioteca C–XSC. A alta exatidão na solução de um problema é obtida através da realização de cálculos intermediários sem arredondamentos como se fossem em precisão infinita. Ao final do cálculo, o resultado deve ser representado na máquina. O resultado exato real e o resultado representado diferem apenas por um único arredondamento. Esses cálculos em alta exatidão devem estar disponíveis para algumas operações aritméticas básicas, em especial as que possibilitam a realização de somatório e de produto escalar. Com isso, deseja-se utilizar o alto desempenho através de um ambiente de cluster onde se tem vários nodos executando tarefas ou cálculos. A comunicação será realizada por troca de mensagens usando a biblioteca de comunicação MPI. Para se obter a alta exatidão neste tipo de ambiente, extensões ou adaptações nos programas paralelos tiveram que ser disponibilizadas para garantir que a qualidade do resultado final realizado em um cluster, onde vários nodos colaboram para o resultado final do cálculo, mantivesse a mesma qualidade do resultado que é obtido em uma única máquina (ou nodo) de um ambiente de alta exatidão. Para validar o ambiente proposto foram realizados testes básicos abordando o cálculo do produto escalar, a multiplicação entre matrizes, a implementação de solvers intervalares para matrizes densas e bandas e a implementação de alguns métodos numéricos para a resolução de sistemas de equações lineares com a característica da alta exatidão. Destes testes foram realizadas análises e comparações a respeito do desempenho e da exatidão obtidos com e sem o uso da biblioteca C–XSC, tanto em programas seqüenciais como em programas paralelos. Com a conseqüente implementação dessas rotinas e métodos será aberto um vasto campo de pesquisa no que se refere ao estudo de aplicações reais de grande porte que necessitem durante a sua resolução (ou em parte dela) da realização de operações aritméticas com uma exatidão melhor do que a obtida usualmente pelas ferramentas computacionais tradicionais.

Confiança na gestão de equipes de alto desempenho da indústria farmacêutica

Na indústria farmacêutica (IF) são fundamentais as relações de confiança nas equipes de trabalho em todos os níveis. Há um forte impacto das mudanças, e da consequente incerteza, na confiança entre as equipes e sua motivação. Na produção acadêmica recente, as relações entre confiança e desempenho são exploradas e, particularmente, temos os resultados da primeira pesquisa feita no Brasil para mensurar os níveis de confiança interpessoal, indicadores de confiança e comprometimento dos colaboradores dentro de grandes empresas privadas. As empresas estudadas, e comparadas pelo Prof. Zanini, foram representantes da “nova” e “velha” economia, entre as quais os grandes diferenciadores são a gestão do conhecimento e o nível de incerteza decorrente das frequentes mudanças. Estes são pontos que aproximam as empresas da indústria farmacêutica de pesquisa às da “nova” economia segundo a abordagem proposta na pesquisa do Prof. Zanini. As empresas da indústria farmacêutica estarão implementando mudanças importantes em sua forma de conduzir o negócio, principalmente no que toca à comunicação, promoção e gestão das equipes comerciais nos próximos anos e este parece ser um momento particularmente interessante para uma pesquisa como esta. O objetivo deste trabalho foi determinar o nível de similaridade das equipes de propaganda (comerciais) do segmento de produtos biológicos (vacinas) de uma grande empresa multinacional da indústria farmacêutica de pesquisa, com os as equipes de empresas da nova economia. Pretendemos mensurar os níveis de confiança interpessoal, indicadores de confiança e comprometimento dos componentes das equipes comerciais da empresa, com vistas a examinar os efeitos das incertezas institucionais sobre os mesmos. As ferramentas de pesquisa foram: um formulário previamente validado aplicado aos 56 membros da força de vendas de uma área específica da empresa; dados públicos e privados da empresa (que permanecerá identificada como Empresa “J”) e entrevistas em profundidade com os gestores-chave da equipe sob avaliação: gerentes nacionais e distritais da força de vendas. Foi encontrada alguma similaridade entre os índices das empresas da “velha” economia e os da empresa “J”, para a maioria das avaliações. Entretanto, alguma semelhança entre os índices da Empresa “J” e os das empresas da “nova” economia também foi evidenciada, sobretudo na avaliação dos gerentes desta. Isto poderia indicar o impacto de algumas medidas implementadas pela Empresa “J” mais recentemente, que podem ter colaborado na geração de um ambiente de incerteza institucional e instabilidade. A partir da obtenção e comparação destes índices, são propostas considerações sobre as mudanças ocorridas nos contratos relacionais de trabalho dentro da Empresa “J” nos últimos anos e sobre as dinâmicas aparentes nas relações de sua equipe comercial.

Influência da adição no comportamento reológico da pasta autoadensável de alto desempenho

Influence of admixture on the rheological behavior of high performance self-compacting paste. This research proposes to study the influence of the specific area, mould and surface texture of admixtures on the rheological behavior of high performance self-compacting paste (HPSCP). The selected admixtures are calcareous filler and basalt filler, which are industrial residues, thus contributing to sustainable development. The paste is made up of cement, silica fume, calcareous filler or basalt filler, water and superplasticizer additive. For this study, the water/cement ratios are fixed = 0.40 L kg(-1); silica fume/cement = 0.10 kg kg(-1); the filler/cement and superplasticizer/cement ratios are determined through Marsh cone and mini-slump tests. The results show that for same filler/cement ratios, the ratios of superplasticizer to paste with calcareous filler are significantly lower than those of paste with basalt filler. The results show that the specific area, mould and surface texture of these admixtures significantly influence the rheological behavior of HPSCP.

Análise experimental da durabilidade de concretos de alto desempenho com adição de resíduo de borracha de pneu e cinza da casca de arroz

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)