Política de escalonamento de recursos computacionais em clusters de física de altas energias

Este trabalho apresenta uma proposta para permitir o uso compartilhado dos recursos computacionais utilizados em um cluster de forma a atender simultaneamente aos quatro experimentos do CERN. A abordagem adotada utiliza o conceito de contratos, onde os requisitos e restrições de cada experimento são descritos em perfis, e uma política de alocação de recursos é definida para manter a utilização dos recursos de forma a atender aos perfis. Propomos um modelo de arquitetura para gerenciar o uso compartilhado de um cluster pelas quatro Organizações Virtuais do LHC. Este modelo de arquitetura é composto de elementos comuns a um cluster típico da Tier-2, acrescidos de funcionalidades para controlar a admissão de novos jobs de todas as Organizações Virtuais do LHC. Este modelo monitora a utilização de recursos do cluster por cada OV, aloca recursos para cada job de acordo com uma política estabelecida para o cluster de forma a procurar respeitar os requisitos de cada uma delas. Definimos um algoritmo para o escalonamento de jobs, que utiliza mecanismos de preempção para controlar a alocação de nós do cluster dependendo o uso corrente e acumulado de recursos por cada OV. Este algoritmo é executado em um dos elementos da arquitetura batizado de broker, dado que o mesmo intermedeia a chegada de novos jobs e a alocação dos nós do cluster, e tem com objetivo manter o controle dos contratos de cada OV. A simulação da arquitetura proposta foi feita no simulador de grades GridSim e os resultados obtidos foram avaliados.

Diretrizes e padrões para produção de desenhos e gestão do fluxo de informações no processo de projeto utilizando recursos computacionais

O projeto de edificações é um dos processos mais importantes em empreendimentos de construção pelo seu impacto em termos de custo e qualidade do produto final. Entretanto, observam-se muitos problemas relacionados ao gerenciamento inadequado do mesmo, tais como ineficiente comunicação entre os intervenientes, indefinição de responsabilidades e ocorrência de erros em projetos. Muitos destes problemas dizem respeito à sub utilização dos sistemas CAD e tecnologias da informação. O presente trabalho tem como objetivo propor diretrizes e padrões para gestão do fluxo de informações e para produção de desenhos no processo de projeto utilizando recursos computacionais. Busca-se, assim, o aumento da eficiência do uso dos sistemas CAD e tecnologias da informação e também uma maior eficiência nas trocas de informações entre os intervenientes. Para tal, foram realizados dois estudos de caso em empresas construtoras incorporadoras de pequeno porte situadas na Região Metropolitana de Porto Alegre - RS. A partir dos estudos de caso, foram desenvolvidos os seguintes padrões: estrutura de diretórios, back up de arquivos de desenho, nomenclatura de arquivos de desenho, protocolos de envio e recebimento de arquivos ou plantas, controle de versões de plantas ou memoriais descritivos enviados à obra, nomenclatura de layers, layers para integração, diretrizes para produção de desenhos no computador e diretrizes para apresentação de plantas. Além disso, foram identificadas e discutidas novas tendências em termos de aplicação das tecnologias da informação no processo de projeto. No entanto, salienta-se que este trabalho não tem a intenção de quebrar o paradigma atual do processo de projeto, mas sim, contribuir para preparar as empresas construtoras incorporadoras e escritórios de projeto para as tendências futuras de informatização.

Recursos computacionais para auxiliar a análise da aptidão física relacionada à saúde de universitários

Pós-graduação em Desenvolvimento Humano e Tecnologias - IBRC

Ensino de geografia: utilização de recursos computacionais (Google Earth) no ensino médio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de dados sobre crianças com excesso de peso com auxílio de recursos computacionais

Pós-graduação em Desenvolvimento Humano e Tecnologias - IBRC

Contribuições teórico-metodológicas para produção de materiais didáticos : um estudo das aplicações computacionais para a construção de recursos de aprendizagem em ambientes virtuais

Com o aumento acelerado da oferta de cursos na modalidade a distância nas instituições privadas de ensino superior brasileiras e com a ampliação de serviços e produtos para atender a demanda de produção dessa modalidade de ensino. Surgem, consequentemente, novos desafios e referenciais teórico-metodológicas para produção de materiais didáticos em espaços virtuais de aprendizagem. Para tanto, esta pesquisa visa investigar elementos que potencializem o uso de aplicações computacionais que são disponibilizados em ambientes virtuais de aprendizagem, na tentativa de fornecer contribuições para indicação de parâmetros de qualidade para a construção de recursos de aprendizagem para o ensino e aprendizagem no ensino online. Com isso, as condições que podem propiciar a ressignificação dos processos de mediação pedagógica e construção de material didático em AVAs passam a ser elementos importantes a se considerar. Além de contemplar os recursos computacionais, surge a necessidade de identificar o perfil dos profissionais (professor conteudista e designer instrucional) envolvidos diretamente com o processo de elaboração de materiais, sem desconsiderar as ferramentas ágeis de produção (rapid learning) como possíveis elementos facilitadores para aprimorar a qualidade de aula e ainda, constatar por meio de um mapeamento a experiência dos alunos diante do preparo das aulas. Com base nas contribuições e nos achados referenciados nessa investigação, sob o olhar de autores consagrados na escolha da temática em questão, vislumbram-se os conceitos norteadores das teorias da aprendizagem, da motivação, do perfil formador na visão docente e discente, dos estilos de ensino e aprendizagem online, dos processos cognitivos, do planejamento e produção de um curso, dos recursos e interfaces educacionais e, por conseguinte, dos aspectos interacionais promovidos no ensino online. Os temas sobre educação e sociedade foram embasados em textos de Delors (1996), Santos (2002) e Castells (1999). Foi estudada, ainda, a relação docente com as novas tecnologias nas visões de Moran (2007), Lévy (1999) e Demo (1993) e por último as contribuições de Filatro (2007, 2008) sobre as competências necessárias para atuação e participação do trabalho do Designer Instrucional no processo de elaboração de material para facilitar aspectos inerentes à cognição e facilitação do ensino e aprendizagem. A escolha metodológica aplicada na pesquisa pode ser considerada qualiquantitativa, por preocupar-se não apenas em quantificar as opiniões, mas também fornecer elementos que possam gerar contribuições para ampliar a qualidade de serviços nesse cenário. O percurso escolhido para análise dos dados se deu a partir da criação de um curso gratuito de extensão acadêmica a distância, onde foi adicionado um questionário para os alunos participantes que tinham perfil de idade de 18 a 35 anos (gerações de 70', 80' e 90') com intuito de investigar as contribuições dos aplicativos utilizados para contextualizar o material teórico disponibilizado no AVA.

Recursos da tecnologia da informatica no ensino / aprendizagem : a visao dos professores das escolas estaduais de ensino medio de Porto Alegre

Frente às transformações advindas do impacto das tecnologias na sociedade e nas organizações, bem como as novas habilidades e competências a serem adquiridas pelos profissionais no disputado mercado de trabalho atual, faz-se relevante atualizar os processos de ensino/aprendizagem, de forma a qualificar a formação profissional do egresso de ensino médio. O presente estudo tem por objetivo analisar a visão dos professores sobre as implicações da introdução dos recursos de informática nas organizações estaduais de ensino médio de Porto Alegre. Sua investigação tem como dimensão predominante uma abordagem quantitativa, de caráter exploratório sobre as percepções dos professores. Uma segunda dimensão - contextual - identifica as principais políticas educacionais para a área de informática no ensino médio. A dimensão do professor tem, por sua vez, duas subdimensões: o papel do professor frente ao processo de ensino-aprendizagem e suas percepções quanto à introdução dos recursos da tecnologia da informática no ensino médio. A base empírica desta dimensão adveio de dez escolas, selecionadas através de amostragem por cotas, tendo como instrumento de coleta de dados um questionário. Na dimensão contextual, foram realizadas pesquisa documental e entrevistas junto aos ór gãos oficiais responsáveis pelas políticas de informática educacional e direções de escolas e professores. Os resultados mostram que os professores do ensino médio das escolas estaduais de Porto Alegre concordam e percebem como prioritária a introdução dos recursos da tecnologia da informática nas escolas e que, para usufruir adequadamente destes recursos, os docentes devem assumir uma nova postura frente aos métodos de ensino-aprendizagem. Esta postura vem permitir e incentivar que o discente seja o sujeito do processo de construção do seu conhecimento. Esta pesquisa também identificou diretrizes para a formação de professores subsidiando, assim, políticas públicas para a área de educação no Estado.

Recursos de Alta-Tecnologia Assistiva Disponíveis no Mercado Nacional:ferramentas para alunos com paralisia cerebral

In Brazil, the interest on the applicability of assistive technology resources in the school environment has grown for children with cerebral palsy, according to the evidences on the diffi culties in their process of scholarization. The objective of the project was the construction of a data base about the resources of high assistive technology in the national market, indicated for the use in the classroom environment for children with cerebral palsy, with the purpose to systemize information, to assist in the selection, prescription and implementation of this type of resource. From a search in the literature available in existing national sites, a computerized archive on the availability of these resources was constructed, having as parameters the applied methodology already used in previous study. Therefore, information on adapted resources had been systemized, constituting an accessible source of data to all the interested parties, aiming to contribute for a effective implementation of these resources in the promotion of the scholarization of children with cerebral palsy in the country.

Mapeamento das regiões radiantes em placas retangulares vibrantes via método dos elementos de contorno com velocidade média e intensidade útil

Em engenharia, a modelagem computacional desempenha um papel importante na concepção de produtos e no desenvolvimento de técnicas de atenuação de ruído. Nesse contexto, esta tese investiga a intensidade acústica gerada pela radiação sonora de superfícies vibrantes. De modo específico, a pesquisa enfoca a identificação das regiões de uma fonte sonora que contribuem efetivamente para potência sonora radiada para o campo afastado, quando a frequência de excitação ocorre abaixo da frequência crítica de coincidência. São descritas as fundamentações teóricas de duas diferentes abordagens. A primeira delas, denominada intensidade supersônica (analítica) é calculada via transformadas de Fourier para fontes sonoras com geometrias separáveis. A segunda, denominada intensidade útil (numérica) é calculada através do método dos elementos de contorno clássico para fontes com geometrias arbitrárias. Em ambas, a identificação das regiões é feita pela filtragem das ondas não propagantes (evanescentes). O trabalho está centrado em duas propostas, a saber. A primeira delas, é a apresentação implementação e análise de uma nova técnica numérica para o cálculo da grandeza intensidade útil. Essa técnica constitui uma variante do método dos elementos de contorno (MEC), tendo como base o fato de as aproximações para as variáveis acústicas pressão e velocidade normal serem tomadas como constantes em cada elemento. E também no modo peculiar de obter a velocidade constante através da média de um certo número de velocidades interiores a cada elemento. Por esse motivo, a técnica recebe o nome de método de elemento de contorno com velocidade média (AVBEMAverage Velocity Boundary Element Method). A segunda, é a obtenção da solução forma fechada do campo de velocidade normal para placas retangulares com oito diferentes combinações de condições contorno clássicas. Então, a intensidade supersônica é estimada e comparada à intensidade acústica. Nos ensaios numéricos, a comparação da intensidade útil obtida via MEC clássico e via AVBEM é mostrada para ilustrar a eficiência computacional da técnica aqui proposta, que traz como benefício adicional o fato de poder ser utilizada uma malha menos refinada para as simulações e, consequentemente, economia significativa de recursos computacionais.

Open Source na Embrapa Monitoramento por Satélite.

Evolução dos recursos computacionais e impacto das tecnologias open source na Embrapa Monitoramento por Satélite

Metodologias de optimização topológica em cálculo estrutural

A optimização estrutural é uma temática antiga em engenharia. No entanto, com o crescimento do método dos elementos finitos em décadas recentes, dá origem a um crescente número de aplicações. A optimização topológica, especificamente, surge associada a uma fase de definição de domínio efectivo de um processo global de optimização estrutural. Com base neste tipo de optimização, é possível obter a distribuição óptima de material para diversas aplicações e solicitações. Os materiais compósitos e alguns materiais celulares, em particular, encontram-se entre os materiais mais proeminentes dos nossos dias, em termos das suas aplicações e de investigação e desenvolvimento. No entanto, a sua estrutura potencialmente complexa e natureza heterogénea acarretam grandes complexidades, tanto ao nível da previsão das suas propriedades constitutivas quanto na obtenção das distribuições óptimas de constituintes. Procedimentos de homogeneização podem fornecer algumas respostas em ambos os casos. Em particular, a homogeneização por expansão assimptótica pode ser utilizada para determinar propriedades termomecânicas efectivas e globais a partir de volumes representativos, de forma flexível e independente da distribuição de constituintes. Além disso, integra processos de localização e fornece informação detalhada acerca de sensibilidades locais em metodologias de optimização multiescala. A conjugação destas áreas pode conduzir a metodologias de optimização topológica multiescala, nas quais de procede à obtenção não só de estruturas óptimas mas também das distribuições ideais de materiais constituintes. Os problemas associados a estas abordagens tendem, no entanto, a exigir recursos computacionais assinaláveis, criando muitas vezes sérias limitações à exequibilidade da sua resolução. Neste sentido, técnicas de cálculo paralelo e distribuído apresentam-se como uma potencial solução. Ao dividir os problemas por diferentes unidades memória e de processamento, é possível abordar problemas que, de outra forma, seriam proibitivos. O principal foco deste trabalho centra-se na importância do desenvolvimento de procedimentos computacionais para as aplicações referidas. Adicionalmente, estas conduzem a diversas abordagens alternativas na procura simultânea de estruturas e materiais para responder a aplicações termomecânicas. Face ao exposto, tudo isto é integrado numa plataforma computacional de optimização multiobjectivo multiescala em termoelasticidade, desenvolvida e implementada ao longo deste trabalho. Adicionalmente, o trabalho é complementado com a montagem e configuração de um cluster do tipo Beowulf, assim como com o desenvolvimento do código com vista ao cálculo paralelo e distribuído.

Contributions to the theory of maximum entropy estimation for ill-posed models

As técnicas estatísticas são fundamentais em ciência e a análise de regressão linear é, quiçá, uma das metodologias mais usadas. É bem conhecido da literatura que, sob determinadas condições, a regressão linear é uma ferramenta estatística poderosíssima. Infelizmente, na prática, algumas dessas condições raramente são satisfeitas e os modelos de regressão tornam-se mal-postos, inviabilizando, assim, a aplicação dos tradicionais métodos de estimação. Este trabalho apresenta algumas contribuições para a teoria de máxima entropia na estimação de modelos mal-postos, em particular na estimação de modelos de regressão linear com pequenas amostras, afetados por colinearidade e outliers. A investigação é desenvolvida em três vertentes, nomeadamente na estimação de eficiência técnica com fronteiras de produção condicionadas a estados contingentes, na estimação do parâmetro ridge em regressão ridge e, por último, em novos desenvolvimentos na estimação com máxima entropia. Na estimação de eficiência técnica com fronteiras de produção condicionadas a estados contingentes, o trabalho desenvolvido evidencia um melhor desempenho dos estimadores de máxima entropia em relação ao estimador de máxima verosimilhança. Este bom desempenho é notório em modelos com poucas observações por estado e em modelos com um grande número de estados, os quais são comummente afetados por colinearidade. Espera-se que a utilização de estimadores de máxima entropia contribua para o tão desejado aumento de trabalho empírico com estas fronteiras de produção. Em regressão ridge o maior desafio é a estimação do parâmetro ridge. Embora existam inúmeros procedimentos disponíveis na literatura, a verdade é que não existe nenhum que supere todos os outros. Neste trabalho é proposto um novo estimador do parâmetro ridge, que combina a análise do traço ridge e a estimação com máxima entropia. Os resultados obtidos nos estudos de simulação sugerem que este novo estimador é um dos melhores procedimentos existentes na literatura para a estimação do parâmetro ridge. O estimador de máxima entropia de Leuven é baseado no método dos mínimos quadrados, na entropia de Shannon e em conceitos da eletrodinâmica quântica. Este estimador suplanta a principal crítica apontada ao estimador de máxima entropia generalizada, uma vez que prescinde dos suportes para os parâmetros e erros do modelo de regressão. Neste trabalho são apresentadas novas contribuições para a teoria de máxima entropia na estimação de modelos mal-postos, tendo por base o estimador de máxima entropia de Leuven, a teoria da informação e a regressão robusta. Os estimadores desenvolvidos revelam um bom desempenho em modelos de regressão linear com pequenas amostras, afetados por colinearidade e outliers. Por último, são apresentados alguns códigos computacionais para estimação com máxima entropia, contribuindo, deste modo, para um aumento dos escassos recursos computacionais atualmente disponíveis.

Perception and software architecture for mobile robotics

When developing software for autonomous mobile robots, one has to inevitably tackle some kind of perception. Moreover, when dealing with agents that possess some level of reasoning for executing their actions, there is the need to model the environment and the robot internal state in a way that it represents the scenario in which the robot operates. Inserted in the ATRI group, part of the IEETA research unit at Aveiro University, this work uses two of the projects of the group as test bed, particularly in the scenario of robotic soccer with real robots. With the main objective of developing algorithms for sensor and information fusion that could be used e ectively on these teams, several state of the art approaches were studied, implemented and adapted to each of the robot types. Within the MSL RoboCup team CAMBADA, the main focus was the perception of ball and obstacles, with the creation of models capable of providing extended information so that the reasoning of the robot can be ever more e ective. To achieve it, several methodologies were analyzed, implemented, compared and improved. Concerning the ball, an analysis of ltering methodologies for stabilization of its position and estimation of its velocity was performed. Also, with the goal keeper in mind, work has been done to provide it with information of aerial balls. As for obstacles, a new de nition of the way they are perceived by the vision and the type of information provided was created, as well as a methodology for identifying which of the obstacles are team mates. Also, a tracking algorithm was developed, which ultimately assigned each of the obstacles a unique identi er. Associated with the improvement of the obstacles perception, a new algorithm of estimating reactive obstacle avoidance was created. In the context of the SPL RoboCup team Portuguese Team, besides the inevitable adaptation of many of the algorithms already developed for sensor and information fusion and considering that it was recently created, the objective was to create a sustainable software architecture that could be the base for future modular development. The software architecture created is based on a series of di erent processes and the means of communication among them. All processes were created or adapted for the new architecture and a base set of roles and behaviors was de ned during this work to achieve a base functional framework. In terms of perception, the main focus was to de ne a projection model and camera pose extraction that could provide information in metric coordinates. The second main objective was to adapt the CAMBADA localization algorithm to work on the NAO robots, considering all the limitations it presents when comparing to the MSL team, especially in terms of computational resources. A set of support tools were developed or improved in order to support the test and development in both teams. In general, the work developed during this thesis improved the performance of the teams during play and also the e ectiveness of the developers team when in development and test phases.

Explorador integrado de serviços de armazenamento na cloud: cloud cockpit

Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

Observador de mobilidade pessoal

Trabalho de Projeto realizado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores