Redes Complexas podem ser utilizadas para estudar uma variedade de assuntos, desde problemas tecnológicos a de saúde pública. Um dos modelos de redes complexas mais famoso é o modelo de Barabási-Albert, proposto inicialmente para reproduzir propriedades da rede mundial de computadores. Este modelo constrói redes através da sucessiva adição de nós, seguindo o princípio da adesão preferencial. Este princípio afirma que a probabilidade de um nó receber um vizinho é proporcional ao número de vizinhos que esse nó já possui. O principal resultado deste modelo é uma distribuição de grau que segue uma lei de potência. Uma vez que diversas redes reais apresentam distribuições de grau que se aproximam de uma lei de potência o princípio de adesão preferencial do modelo de Barabási-Albert passou a ser considerado como um dos principais mecanismos por trás da formação das redes reais. A comparação dessas redes com o modelo de Barabási-Albert é controversa, uma vez que suas distribuições de grau não são perfeitamente aproximadas por uma lei de potência. Entretanto, redes geradas atráves do próprio modelo apresentam desvios devido a efeitos de tamanho finito. Nesse contexto, soluções analíticas capazes de descrever o modelo de Barabási-Albert para redes pequenos são bem vindas, pois permitiriam compreender a extensão dos efeitos de tamanho finito e, portanto, poderiam ser comparadas com redes reais pequenas. Neste trabalho apresentamos um método que permite obter uma descrição analítica do modelo de Barabási-Albert, valida também para redes pequenas, e apresentamos essas soluções. / Complex Networks can be used to study a variety of subjects ranging from tecnologic to public health problems. Barabási-Albert model for complex networks was initially proposed to describe the world wide web. This model builds networks successively adding nodes following a preferential attachment mechanism, where the probability of a node to receive a new neighbour is proportional to the number of neighbours the node already has. Its main result is a degree distribution following a power-law. Since many real networks have degree distributions similar to power-laws, the Barabási-Albert model was considered a main mechanism underlying real netowrks formation. The comparison between these networks and the Barabási-Albert model is controversial, since their degree distributions are not perfect power-laws. However, networks grown following the model algorithm show deviations from a power-law due to finite-size effects. In this context, analytical solutions describing Barabási-Albert model for small networks are welcome, as a tool to verify the extent of the finite-size effects in small real networks, and therefore could be compared to small real networks. In this work we present a method to obtain an analytical description for Barabási-Albert networks, valid for small systems, and present these solutions.

Dissertação apresentada à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto para obtenção do grau de Mestre em Métodos Computacionais em Ciências e Engenharia, sob a orientação do Prof Dr. José António Matos Silva Duarte, Professor Catedrático do Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

Neste trabalho foram desenvolvidos parâmetros de campo de força dos ânions tetrafenilborato (BPh4 -) e hexafluorfosfato (PF6 -) dentro da metodologia AMBER para a simulação computacional por dinâmica molecular de Líquidos Iônicos formados por estes ânions e cátions do tipo dialquilimidazólio, o 1-n-butil-3-metilimidazólio (BMI+), o 1-etil-3-metilimidazólio (EMI+) e o 1,3-dimetilimidazólio (MMI+). A validação destes parâmetros foi realizada por comparação entre as freqüências dos modos normais obtido por cálculo ab initio com aquelas obtidas por mecânica molecular, juntamente com uma comparação entre as estruturas moleculares e momentos multipolares obtidos pelas duas metodologias. Seguiu-se então a validação por comparação dos resultados dos cálculos de dinâmica molecular com dados experimentais, como densidades, entalpias de vaporização, condutividade elétrica, estrutura radial e espacial e também dados de difração de nêutrons. Foi atingida uma concordância bastante grande entre dados experimentais e cálculo teórico principalmente no que diz respeito à estrutura dos Líquidos Iônicos e foi possível racionalizar em termos de tamanho do grupo alquila do cátion (n-butil, metil ou etil) e do tamanho do ânion tanto propriedades estruturais deste líquidos quanto características dinâmicas dos mesmos.

O projeto de sistemas intrachip (SoCs) é uma atividade de alto grau de complexidade, dados a dimensão de SoCs, na ordem do bilhão de transistores, os requisitos de tempo de desenvolvimento e de consumo de energia, entre outros fatores. A forma de dominar a complexidade de projeto de SoCs inclui dividir a funcionalidade do sistema em módulos de menor complexidade, denominados de núcleos de propriedade intelectual (núcleos IP), interligados por uma infra-estrutura de comunicação. Enquanto núcleos IP podem ser reusados de outros projetos ou adquiridos de terceiros, a infra-estrutura de comunicação deve sempre ser desenvolvida de forma personalizada para cada SoC. O presente trabalho volta-se para o projeto de infraestruturas de comunicação eficientes. Questões importantes neste contexto são a eficiência da comunicação, refletida e.g. em medidas de vazão e latência, a redução de área de silício para implementar a comunicação, e a redução da energia consumida na comunicação. Estas questões dependem da escolha da infra-estrutura de comunicação. Barramentos são as infra-estruturas mais usadas nas comunicações intrachip, mas têm sido consideradas como pouco adequadas para servir a necessidade de comunicação de SoCs futuros. Redes intrachip vêm emergindo como um possível melhor candidato. Nesta infra-estrutura de comunicação, um problema a ser resolvido é o posicionamento relativo de núcleos IP dentro da rede, visando otimizar desempenho e reduzir o consumo de energia, no que se denomina aqui problema de mapeamento. Dada a complexidade deste problema, considera-se fundamental dispor de modelos para capturar as características da infra-estrutura de comunicação, bem como da aplicação que a emprega A principal contribuição deste trabalho é propor e avaliar um conjunto de modelos de computação voltados para a solução do problema de mapeamento de núcleos de propriedade intelectual sobre uma infra-estrutura de comunicação. Três modelos são propostos (CDM, CDCM e ECWM) e comparados, entre si e com três outros disponíveis na literatura (CWM, CTM e ACPM). Embora os modelos sejam genéricos, os estudos de caso restringem-se aqui a infra-estruturas de comunicação do tipo rede intrachip. Dada a diversidade de modelos de mapeamento, propõe-se uma segunda contribuição, o metamodelo Quantidade, Ordem, Dependência (QOD), que relaciona modelos de mapeamento usando os critérios expressos na denominação QOD. Considerando o alto grau de abstração dos modelos empregados, julga-se necessário prover uma conexão com níveis inferiores da hierarquia de projeto. Neste sentido, uma terceira contribuição original do presente trabalho é a proposta de modelos de consumo de energia e tempo de comunicação para redes intrachip. Visando demonstrar a validade de todos os modelos propostos, foram desenvolvidos métodos de uso destes na solução do problema de mapeamento, o que constitui uma quarta contribuição. Estes métodos incluem algoritmos de mapeamento, estimativas de tempo de execução, consumo de energia e caminhos críticos em infra-estruturas de comunicação. Como quinta contribuição, propõe-se o framework CAFES, que integra os métodos desenvolvidos e os modelos de mapeamento em algoritmos computacionais. Uma última contribuição do presente trabalho é um método habilitando a estimativa de consumo de energia para infra-estruturas de comunicação e sua implementação como uma ferramenta computacional.

MARTINS, A. C. V. Explicando Ab Initio a Intensidade de Ativação e Antagonismo do Receptor Glutamatérgico GluR2. 2012. 186 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-15T19:45:54Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_acvmartins.pdf: 19105504 bytes, checksum: f0f159f1a6d20c407175e61df08a65ab (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-04-23T19:59:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_acvmartins.pdf: 19105504 bytes, checksum: f0f159f1a6d20c407175e61df08a65ab (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-23T19:59:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_acvmartins.pdf: 19105504 bytes, checksum: f0f159f1a6d20c407175e61df08a65ab (MD5) Previous issue date: 2012 / The transmission of nerve impulses occurs through the synapses, involving neurotransmitters and receptors. The ionotropic glutamate receptors GluRs are important ionic channels of the central nervous system, founded in rapid excitation synapses, and related to important cerebral functions like learning and memory. Besides this, GluRs are also associated with important neurological and psychiatric diseases like Alzheimer, Parkinson, epilepsy, cerebral ischemia, amyotrophic lateral sclerosis, and schizophrenia. In this work, we take advantage of the available data in the literature of co-crystallization of the following full agonists glutamate (C5H9NO4) and AMPA (C7H10N2O4), the partial agonist kainate (C10H15NO4) and the antagonist DNQX (C8H2N4O6) with the GluR2 receptor with resolution of 1.9 Å, 1.7 Å, 1.9 Å and 1.8 Å, respectively to study the interaction of these four ligands with GluR2 by means of ab initio computational methods. The absent hydrogens in the GluR2-ligand X-ray diffraction data were inserted through a semi-classical total energy minimization process. Next, the simulations were performed within the scope of the Density Functional Theory (DFT), both in the local density approximation (LDA) as generalized gradient approximation (GGA) for the description of exchange-correlation effects. The use of the molecular fragmentation method with conjugated caps (MFCC) allowed to analyze the interaction between the ligands with each one close and next-closed GluR2 residues. It was also considered the relevance of the screening of the next-closed residues with interact with the ligands, and it was performed an analysis of the interaction energy between the focused residues (close and next-closed) with the atoms of the ligands (results depicted in the BIRD panels), without and with the mediation of water molecules existing in the binding pocket (which allows to determine ab initio the relevance of water in the GluR2-ligands energetic). It was obtained the GluR2-ligand total energy interaction as a function of the distance between the ligand centroid and the residues, which allowed to correlate it to the activation strength and antagonism of the ligands focused. It was demonstrated that it follows the order AMPA > glutamate > kainite > DNQX only when a large enough binding pocket radius is taken into account, explaining the experimental data published on the activation and antagonism of the glutamatergic receptor GluR2 and suggesting the next-closed residues can be important to determine the receptor functioning. For the glutamate, the obtained results point that the most important attractive residues are Arg485, Lys730 (water W39 mediated), Ser654, Leu650 (water W69 mediated), and Lys656 (water W22 mediated); the most important repulsive residues for the glutamate are Glu402 (next-closed water W36 mediated), Glu657 and Asp651 (nex-closed). For AMPA, the most important attractive residues are Arg485, Thr655 (water W134 mediated), Lys730 (water W137 mediated), Lys656 (water W138 mediated), Lys449 and Arg684 (next-closed); the most important repulsive residues for AMPA are Glu402 (water W3 mediated), Asp651 (next-closed, water W96 and W139 mediated), and Glu657 (next-closed, water W140 mediated). For kainate the most important attractive residues are Arg485, Ser654, Thr655 and Arg684 (next-closed); the most important repulsive residues for kainite are Glu402, Glu657 (next-closed, water W78 mediated) and Asp651. For DNQX, the most important attractive residues are Arg485, Glu705 and Tyr450 (water W26 and W137 mediated); the most important repulsive residue for DNQX is Leu498. A pleiade of perspectives related with the obtained results shines, among which one can highlight the possibility to develop glutamatergic agonists and antagonists with specificities related to decrease side effects when used in the treatment of maladies related with the glutamatergic neurotransmission. / A transmissão de impulsos nervosos é feita por meio das sinapses, envolvendo neurotransmissores e receptores. Os receptores ionotrópicos glutamatérgicos (GluRs) são importantes canais iônicos do sistema nervoso central, encontrados em sinapses de excitação rápida, e estão relacionados a funções cerebrais importantes como aprendizado e memória. Além disso, os GluRs também estão associados com certas doenças neurológicas e psiquiátricas, como por exemplo: a doença de Alzheimer, o mal de Parkinson, a epilepsia, o acidente vascular cerebral, a esclerose lateral amiotrófica e a esquizofrenia. Neste trabalho, tiramos vantagem dos dados disponíveis na literatura da co-cristalização dos seguintes agonistas glutamato (C5H9NO4) e AMPA (C7H10N2O4), do agonista parcial cainato (C10H15NO4) e do antagonista DNQX (C8H2N4O6) com o receptor GluR2 com resolução de 1,9 Å, 1,7 Å, 1,9 Å e 1,8 Å, respectivamente, para estudar a interação destes quatro ligantes com a GluR2 por meio de métodos computacionais ab initio. Os hidrogênios ausentes dos dados de difração de raios-X foram colocados através de um processo semi-clássico de minimização da energia total GluR2-ligante. A seguir, as simulações foram feitas usando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT), tanto ao nível da aproximação da densidade local (LDA), como da aproximação do gradiente generalizado (GGA), para descrição dos efeitos de troca e correlação. A utilização do método de fragmentação molecular com capas conjugadas (MFCC) tornou possível analisar a interação dos ligantes com cada um dos resíduos próximos e pós-próximos do GluR2. Considerou-se também a relevância da blindagem dos resíduos pós-próximos que interagem com os ligantes, bem como se fez uma análise da energia de interação dos resíduos (próximos e pós-próximos) considerados com os átomos dos ligantes (resultados apresentados nos gráficos BIRD), sem e com mediação das moléculas de água existentes no sítio de ligação (o que permite se determinar ab initio a relevância da água na energética da interação ligante-GluR2). Obteve-se a energia total de interação GluR2-ligante em função da distância dos centroides dos ligantes aos resíduos, o que permitiu correlacioná-la à intensidade de ativação e antagonismo dos neurotransmissores em questão. Demonstrou-se que ela segue a ordem AMPA > glutamato > cainato > DNQX somente quando um raio do sítio de ligação suficientemente grande é considerado, o que explica dados experimentais publicados sobre a ativação e antagonismo do receptor glutamatérgico GluR2, sugerindo que os resíduos pós-próximos podem ser importantes para determinar o funcionamento do receptor. Para o glutamato, os resultados obtidos indicam que os resíduos atrativos mais relevantes são: Arg485, Lys730 (mediado pela água W39), Ser654, Leu650 mediado por W69, e Lys656 mediado por W22; os resíduos repulsivos mais relevantes para o glutamato são Glu402 (pós-próximo) mediado por W36, Glu657 e Asp651 (pós-próximos). Para o AMPA os resíduos atrativos mais relevantes são: Arg485, Thr655 mediado por W134, Lys730 mediado por W137, Lys656 mediado por W138, Lys449 e Arg684 (pós-próximos); os resíduos repulsivos mais relevantes para o AMPA são Glu402 mediado por W3, Asp651 mediado por W96 e W139 (pós-próximo), e Glu657 (pós-próximo) mediado por W140. Para o cainato os resíduos atrativos mais relevantes são Arg485, Ser654, Thr655 e Arg684 (pós-próximo); os resíduos repulsivos mais relevantes para o Cainato são Glu402, Glu657 mediado por W78 (pós-próximo) e Asp651. Para o DNQX os resíduos atrativos mais relevantes são Arg485, Glu705 e Tyr450 mediado por W26 e W137; o resíduo repulsivo mais relevante para o DNQX é Leu498. Uma plêiade de perspectivas relacionadas aos resultados obtidos reluz e dentre elas podemos destacar a possibilidade do desenvolvimento de agonistas e antagonistas glutamatérgicos com especificidades voltadas à diminuição de efeitos colaterais quando utilizados no tratamento de doenças relacionadas à neurotransmissão glutamatérgica.

CEDRO, D. M. Gestão da QOS em arquiteturas de grades computacionais orientadas a serviços. 2010. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-26T19:22:09Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_dmcedro.pdf: 1683786 bytes, checksum: ad1aa16b7584d623bbff6ed9867f1845 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-26T19:23:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_dmcedro.pdf: 1683786 bytes, checksum: ad1aa16b7584d623bbff6ed9867f1845 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-26T19:23:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_dmcedro.pdf: 1683786 bytes, checksum: ad1aa16b7584d623bbff6ed9867f1845 (MD5) Previous issue date: 2010-08 / The increasing deployment of services on the Internet is augmenting the demand for processing resources on the server side encouraging the use of Clusters of Computers and Grid Computing. At the same time, the engineering software brings new paradigms such as Service Orientation, which impose new challenges to be addressed by service providers. The convergence of these factors led Architectures for Service Oriented Grid Computing. This work presents an architecture proposed for service oriented grid computing, called G-DSAC (Grid - DiffServ Admission Control), which deals with aspects related to QoS (Quality of Service) and service differentiation. The G-DSAC architecture is an extension of WS-DSAC architecture (Web Servers - AdmissionControl DiffServ). This extension includes design of a Service Oriented Grid Computing Architecture which is able to ensure SLAs (Service Level Agreements) established with consumers using effectively the resources available in the grid. The solution also provides service differentiation in relation to response times offered to customers, end users and service consumers. The proposed new architecture introduces a block of functionality in a service oriented grid computing platform composited by Multclusters. This block allows publishing and localization of services, authentication and classification of requests and scheduling of those within the grid according to the service class they belong. It was also implemented a prototype that allowed the realization of experiments in a testing platform to evaluate the solution's ability to achieve the objectives proposed by the new architecture. / A crescente disponibilização de serviços através da Internet vem impondo uma demanda cada vez maior por recursos de processamento no lado servidor favorecendo a utilização dos Clusters de Computadores e das Grades Computacionais. Em paralelo, a engenharia de software traz novos paradigmas, como a Orientação a Serviços, que impõem novos desafios a serem tratados pelos fornecedores de serviços. A convergência destes fatores deu origem às Arquiteturas de Grades Computacionais Orientadas a Serviços. Neste trabalho é apresentada uma proposta de arquitetura em grades computacionais orientada a serviços, denominada G-DSAC (Grid – DiffServ Admission Control), que trata de aspectos ligados à QoS (Quality of Service) e a diferenciação de serviços. A arquitetura G-DSAC é uma extensão da arquitetura WS-DSAC (Web Servers – DiffServ AdmissionControl). Esta extensão compreende a concepção de uma solução voltada para grades computacionais que é capaz de garantir os SLAs (Service Level Agreements) estabelecidos com os consumidores de serviços utilizando de forma otimizada os recursos de processamento disponibilizados na grade. A solução permite ainda a diferenciação de serviços no que diz respeito aos tempos de resposta oferecidos aos clientes, usuários finais e serviços consumidores. A nova arquitetura proposta introduz um bloco de funcionalidades em uma plataforma de grade computacional orientada a serviços formada por multclusters. Esse bloco permite a publicação e localização de serviços, autenticação e classificação de requisições e o escalonamento das mesmas dentro da grade de acordo com a classe de serviço a qual pertencem. Foi também implementado um protótipo que permitiu a realização de experimentos em uma plataforma real de testes visando avaliar a capacidade da solução em atingir os objetivos por ela propostos.

Redes Complexas podem ser utilizadas para estudar uma variedade de assuntos, desde problemas tecnológicos a de saúde pública. Um dos modelos de redes complexas mais famoso é o modelo de Barabási-Albert, proposto inicialmente para reproduzir propriedades da rede mundial de computadores. Este modelo constrói redes através da sucessiva adição de nós, seguindo o princípio da adesão preferencial. Este princípio afirma que a probabilidade de um nó receber um vizinho é proporcional ao número de vizinhos que esse nó já possui. O principal resultado deste modelo é uma distribuição de grau que segue uma lei de potência. Uma vez que diversas redes reais apresentam distribuições de grau que se aproximam de uma lei de potência o princípio de adesão preferencial do modelo de Barabási-Albert passou a ser considerado como um dos principais mecanismos por trás da formação das redes reais. A comparação dessas redes com o modelo de Barabási-Albert é controversa, uma vez que suas distribuições de grau não são perfeitamente aproximadas por uma lei de potência. Entretanto, redes geradas atráves do próprio modelo apresentam desvios devido a efeitos de tamanho finito. Nesse contexto, soluções analíticas capazes de descrever o modelo de Barabási-Albert para redes pequenos são bem vindas, pois permitiriam compreender a extensão dos efeitos de tamanho finito e, portanto, poderiam ser comparadas com redes reais pequenas. Neste trabalho apresentamos um método que permite obter uma descrição analítica do modelo de Barabási-Albert, valida também para redes pequenas, e apresentamos essas soluções. / Complex Networks can be used to study a variety of subjects ranging from tecnologic to public health problems. Barabási-Albert model for complex networks was initially proposed to describe the world wide web. This model builds networks successively adding nodes following a preferential attachment mechanism, where the probability of a node to receive a new neighbour is proportional to the number of neighbours the node already has. Its main result is a degree distribution following a power-law. Since many real networks have degree distributions similar to power-laws, the Barabási-Albert model was considered a main mechanism underlying real netowrks formation. The comparison between these networks and the Barabási-Albert model is controversial, since their degree distributions are not perfect power-laws. However, networks grown following the model algorithm show deviations from a power-law due to finite-size effects. In this context, analytical solutions describing Barabási-Albert model for small networks are welcome, as a tool to verify the extent of the finite-size effects in small real networks, and therefore could be compared to small real networks. In this work we present a method to obtain an analytical description for Barabási-Albert networks, valid for small systems, and present these solutions.

Neste trabalho foram desenvolvidos parâmetros de campo de força dos ânions tetrafenilborato (BPh4 -) e hexafluorfosfato (PF6 -) dentro da metodologia AMBER para a simulação computacional por dinâmica molecular de Líquidos Iônicos formados por estes ânions e cátions do tipo dialquilimidazólio, o 1-n-butil-3-metilimidazólio (BMI+), o 1-etil-3-metilimidazólio (EMI+) e o 1,3-dimetilimidazólio (MMI+). A validação destes parâmetros foi realizada por comparação entre as freqüências dos modos normais obtido por cálculo ab initio com aquelas obtidas por mecânica molecular, juntamente com uma comparação entre as estruturas moleculares e momentos multipolares obtidos pelas duas metodologias. Seguiu-se então a validação por comparação dos resultados dos cálculos de dinâmica molecular com dados experimentais, como densidades, entalpias de vaporização, condutividade elétrica, estrutura radial e espacial e também dados de difração de nêutrons. Foi atingida uma concordância bastante grande entre dados experimentais e cálculo teórico principalmente no que diz respeito à estrutura dos Líquidos Iônicos e foi possível racionalizar em termos de tamanho do grupo alquila do cátion (n-butil, metil ou etil) e do tamanho do ânion tanto propriedades estruturais deste líquidos quanto características dinâmicas dos mesmos.

O projeto de sistemas intrachip (SoCs) é uma atividade de alto grau de complexidade, dados a dimensão de SoCs, na ordem do bilhão de transistores, os requisitos de tempo de desenvolvimento e de consumo de energia, entre outros fatores. A forma de dominar a complexidade de projeto de SoCs inclui dividir a funcionalidade do sistema em módulos de menor complexidade, denominados de núcleos de propriedade intelectual (núcleos IP), interligados por uma infra-estrutura de comunicação. Enquanto núcleos IP podem ser reusados de outros projetos ou adquiridos de terceiros, a infra-estrutura de comunicação deve sempre ser desenvolvida de forma personalizada para cada SoC. O presente trabalho volta-se para o projeto de infraestruturas de comunicação eficientes. Questões importantes neste contexto são a eficiência da comunicação, refletida e.g. em medidas de vazão e latência, a redução de área de silício para implementar a comunicação, e a redução da energia consumida na comunicação. Estas questões dependem da escolha da infra-estrutura de comunicação. Barramentos são as infra-estruturas mais usadas nas comunicações intrachip, mas têm sido consideradas como pouco adequadas para servir a necessidade de comunicação de SoCs futuros. Redes intrachip vêm emergindo como um possível melhor candidato. Nesta infra-estrutura de comunicação, um problema a ser resolvido é o posicionamento relativo de núcleos IP dentro da rede, visando otimizar desempenho e reduzir o consumo de energia, no que se denomina aqui problema de mapeamento. Dada a complexidade deste problema, considera-se fundamental dispor de modelos para capturar as características da infra-estrutura de comunicação, bem como da aplicação que a emprega A principal contribuição deste trabalho é propor e avaliar um conjunto de modelos de computação voltados para a solução do problema de mapeamento de núcleos de propriedade intelectual sobre uma infra-estrutura de comunicação. Três modelos são propostos (CDM, CDCM e ECWM) e comparados, entre si e com três outros disponíveis na literatura (CWM, CTM e ACPM). Embora os modelos sejam genéricos, os estudos de caso restringem-se aqui a infra-estruturas de comunicação do tipo rede intrachip. Dada a diversidade de modelos de mapeamento, propõe-se uma segunda contribuição, o metamodelo Quantidade, Ordem, Dependência (QOD), que relaciona modelos de mapeamento usando os critérios expressos na denominação QOD. Considerando o alto grau de abstração dos modelos empregados, julga-se necessário prover uma conexão com níveis inferiores da hierarquia de projeto. Neste sentido, uma terceira contribuição original do presente trabalho é a proposta de modelos de consumo de energia e tempo de comunicação para redes intrachip. Visando demonstrar a validade de todos os modelos propostos, foram desenvolvidos métodos de uso destes na solução do problema de mapeamento, o que constitui uma quarta contribuição. Estes métodos incluem algoritmos de mapeamento, estimativas de tempo de execução, consumo de energia e caminhos críticos em infra-estruturas de comunicação. Como quinta contribuição, propõe-se o framework CAFES, que integra os métodos desenvolvidos e os modelos de mapeamento em algoritmos computacionais. Uma última contribuição do presente trabalho é um método habilitando a estimativa de consumo de energia para infra-estruturas de comunicação e sua implementação como uma ferramenta computacional.

Redes Complexas podem ser utilizadas para estudar uma variedade de assuntos, desde problemas tecnológicos a de saúde pública. Um dos modelos de redes complexas mais famoso é o modelo de Barabási-Albert, proposto inicialmente para reproduzir propriedades da rede mundial de computadores. Este modelo constrói redes através da sucessiva adição de nós, seguindo o princípio da adesão preferencial. Este princípio afirma que a probabilidade de um nó receber um vizinho é proporcional ao número de vizinhos que esse nó já possui. O principal resultado deste modelo é uma distribuição de grau que segue uma lei de potência. Uma vez que diversas redes reais apresentam distribuições de grau que se aproximam de uma lei de potência o princípio de adesão preferencial do modelo de Barabási-Albert passou a ser considerado como um dos principais mecanismos por trás da formação das redes reais. A comparação dessas redes com o modelo de Barabási-Albert é controversa, uma vez que suas distribuições de grau não são perfeitamente aproximadas por uma lei de potência. Entretanto, redes geradas atráves do próprio modelo apresentam desvios devido a efeitos de tamanho finito. Nesse contexto, soluções analíticas capazes de descrever o modelo de Barabási-Albert para redes pequenos são bem vindas, pois permitiriam compreender a extensão dos efeitos de tamanho finito e, portanto, poderiam ser comparadas com redes reais pequenas. Neste trabalho apresentamos um método que permite obter uma descrição analítica do modelo de Barabási-Albert, valida também para redes pequenas, e apresentamos essas soluções. / Complex Networks can be used to study a variety of subjects ranging from tecnologic to public health problems. Barabási-Albert model for complex networks was initially proposed to describe the world wide web. This model builds networks successively adding nodes following a preferential attachment mechanism, where the probability of a node to receive a new neighbour is proportional to the number of neighbours the node already has. Its main result is a degree distribution following a power-law. Since many real networks have degree distributions similar to power-laws, the Barabási-Albert model was considered a main mechanism underlying real netowrks formation. The comparison between these networks and the Barabási-Albert model is controversial, since their degree distributions are not perfect power-laws. However, networks grown following the model algorithm show deviations from a power-law due to finite-size effects. In this context, analytical solutions describing Barabási-Albert model for small networks are welcome, as a tool to verify the extent of the finite-size effects in small real networks, and therefore could be compared to small real networks. In this work we present a method to obtain an analytical description for Barabási-Albert networks, valid for small systems, and present these solutions.