[pt] Neste trabalho são analisados vários algoritmos de criptografia, entre eles, o DES (Data Encryption Standard), o algoritmo de chaves públicas RSA e o algoritmo de distribuição pública de chaves DH de Diffie- Hellman. São propostos então, três protocolos de segurança, para comunicação interativa e unidirecional em redes de comutação de pacotes. O primeiro protocolo foi proposto supondo-se que o algoritmo de criptografia utilizado pela rede, é o DH em conjunto com o DES. O segundo considera o uso somente do algoritmo DES para cifrar e decifrar a mensagem. O terceiro protocolo considera o uso do algoritmo RSA. As funções que poderão ser executadas em cada protocolo são: comunicação com privacidade, comunicação com autenticidade e comunicação assinada. Para o protocolo DH/DES propõe-se um modelo de unidade criptográfica para implementação das funções que o protocolo irá realizar. / [en] This work analyses several algoritms of cryptography; among them, the DES (Data Encryption Standard), the public key algorithm RSA and the public key distribution algorithm DH of Diffie-Hellman. Three security protocols are then proposed for interactive and one-way communication in packet switched networks. The sirst protocol was proposed with the assumption that the algorthm of cryptography, used by the network is the DH, in conection with the DES to encipher the message. The third protocol considers the use of the RSA. The functions that shall be executed in each protocol are: communication with privacy, communication with authenticity, and signed communication. For the protocol DH/DES a model of cryptographical unit is proposed for the implementation of the functions wich will be executed by the protocol.

[pt] A partir da forma geral do algoritmo de adaptação, é proposto o uso de mais uma variável de projeto, denominada janela. Esta janela tem por objetivo melhorar as características de convergência de algoritmos, cujos parâmetros são partes de estruturas IIR. A introdução das janelas é justificada heuristicamente e seu desempenho é avaliado por meio de diversas simulações de identificação de sistemas. Os resultados obtidos indicam aumentos significativos na velocidade de convergência (cerca de uma ordem de grandeza mais rápido do que os algoritmos atualmente mais usados), na precisão das estimativas dos parâmetros do problema e na robustez dos novos algoritmos (menor número de pólos instáveis durante a adaptação). Estes resultados foram observados em ambientes estacionários e não estacionários, com e sem ruído de medida e com ordem de identificação suficiente ou não. / [en] From the adaptation algorithm general form it is proposed the usage of another design variable, called Window. The goal of this Window is to improve the convergence characteristics of algorithms whose parameters are parts of IIR Structures. The introduction of the Window is heuristically justified and its performance is eventuated by several system identification simulations. The results achieved suggest significant increase in the convergence speed (about one order of magnitude faster than the currently most used algorithms), in the parameter estimation precision and in the new algorithm robusteness (fewer unstable poles during adaptation). These results were observed in sationary and non-stationary environments, with and without measurement noise and with sufficient identification order or not.

[pt] Este trabalho está dividido em duas partes. A primeira parte trata das relações entre o problema de otimização d.c. (diferença de duas funções convexas) e o problema de otimização d.c. regularizado por inf-convolução, com núcleo (2 lambda)-1 l l . l l 2 , lambda > 0. Neste sentido se generaliza a relação de TOLAND (1979): inf { g(x) - h(x) } = inf { h(asterístico (y) - g (asterístico(y) }, H H E a relação de GABAY (1982): inf { g(x) - h(x) } = inf { g lambda (x) - h lambda (x) } H H Onde g, h , são funções convexas próprias e semicontínuas inferiormente, g(asterístico), h(asterístico), são conjugadas de g e h, respectivamente, H é um espaço de Hilbert real, e g (lambda), h lambda , são as funções regularizadas respectivas de g e h, por inf-convolução com núcleo (2 lambda)-1 l l . l l 2 , lambda > 0. A segunda parte deste trabalho apresenta um algoritmo novo para tratar com o problema de otimização d.c.. Trata-se de um método de descida do tipo proximal, onde se leva em consideração separadamente as propriedades de convexidade das duas funções convexas. / [en] The work is divided in two parts. The first part is concerned with the relationship between the d.c. optimization problem. In this sence we geralize the TOLAND´s relation (1979): inf { g(x) - h(x) } = inf { h(asteristic)(y) - g (asteristic)(y) }, H H And the GABAY´s relation (1982): inf { g(x) - h(x) } = inf { g lambda (x) - h lambda (x) } H H Where g, h, are l.s.c. convex functions, g(asteristic) and h(asteristic) are their conjugates, H is a real Hilbert space, and g lambda, h lambda, are the inf-convolution of g and h respectively, with the núcleos 8( . ) = (2 lambda)- 1 l l . l l 2 , lambda > 0. In the second part we present a new algorithm for dealing with d.c. functions. It is a descent method of proximal kind which takes in consideration the convex properties of the two convex functions separately

[pt] Apresenta-se nesta dissertação um novo algoritmo para o cálculo de algumas funções distância entre polígonos convexos, no caso geral em que os polígonos podem se interseptar, cuja complexidade linear de pior caso é melhor do que a dos algoritmos até então conhecidos na literatura. O algoritmo é baseado em um algoritmo de complexidade linear originalmente proposto para determinação da distância de Hausdorff entre polígonos convexos disjuntos e utiliza como sua principal componente um algoritmo linear para o cálculo da interseção entre polígonos convexos. A motivação para o estudo de algoritmos eficientes para este problema de cálculo de distâncias decorre de aplicações em reconhecimento de formas e superposição ótima de contornos. Resultados computacionais também são apresentados. / [en] We present in this dissertation a new algorithm for the computation of some distance functions between convex polygons, in the general case where they can intersect, whose worst case time complexity is better than of the previously known algorithms. The algorthm is based on an algorithm originally proposed for the computation of the Hausdorff distance between disjoint polygons and uses as its main component a linear time algorithm for finding the intersection of convex polygons. The motivation for the study of efficient algorithms for this distance computation problem comes from applications in pattern recognition and contour fitting. Computatioal results are also presented.

[pt] Este trabalho é composto do projeto e implementação de um sistema gráfico para uso em microcomputadores do tipo IBM PC visando aplicações em CDA, animação e processamento de imagens. Com várias configurações programáveis destaca-se a capacidade do uso de altas resoluções e grande número de cores, podendo chegar a 16 milhões. Todo o processamento é feito por um microprocessador RISC, o que se traduz em alto desempenho e grande flexibilidade na execução de rotinas e algoritmos gráficos. / [en] The contents of this work are the Project and implementation of a graphic system for IBM PC microcomputers for use in CAD, animation, and image processing. Among its features stand out the display resolution and up to 16 million colors. All the processing are made by a RISC microprocessor, leading to a high performance and great flexibility in routine and graphics algorithm execution.

[pt] Neste trabalho de dissertação são propostos algoritmos adaptativos que exploram a esparsidade em redes distribuídas de sensores para estimação de parâmetros e estimação espectral. São desenvolvidos algoritmos gradiente conjugado (CG) distribuído para os protocolos consenso e difusão em versão convencional e modificada (MCG). Esses algoritmos são desenvolvidos com exploração de esparsidade usando as funções penalidades l1 e log-sum. Os métodos propostos apresentam um melhor desempenho en termos de velocidade de convergência e desvio médio quadratico (MSD) que as já conhecidas variantes distribuídas do algoritmo least mean square (LMS) e muito próximo ao desempenho do algoritmo recursive least square (RLS). Além disso, propõe-se um algoritmo distribuído de optimização alternada de variáveis discretas e contínuas (DAMDC) baseado no LMS. O algoritmo DAMDC-LMS apresenta um desempenho muito próximo ao algoritmo oráculo e tem maior velocidade de convergência que os algoritmos estudados com exploração de esparsidade. Os resultados numéricos mostram que o algoritmo DAMDC-LMS pode ser aplicado em vários cenários. / [en] This dissertation proposes distributed adaptive algorithms exploiting sparsity for parameter and spectrum estimation over sensor networks. Conventional and modified conjugate gradient (CG and MCG) algorithms using consensus and diffusion strategies are presented. Sparsity-aware versions of CG an MCG algorithms using l1 and log-sum penalty functions are developed. The proposed sparsity-aware and non-sparse CG and MCG methods outperform the equivalent variants of the least-mean square (LMS) algorithms in terms of convergence rate and mean square deviation (MSD) at steady state, and have a close performance to the recursive least square (RLS) algorithm. The diffusion CG strategies have shown the best performance, specifically the adapt then combine (ATC) version. Furthermore a distributed alternating mixed discretecontinuous (DAMDC) algorithm to approach the oracle algorithm based on the diffusion strategy for parameter and spectrum estimation over sensor networks is proposed. An LMS type algorithm with the DAMDC proposed technique obtains the oracle matrix in an adaptive way and compare it with the existing sparsity-aware as well as the classical algorithms. The proposed algorithm has an improved performance in terms of MSD. Numerical results show that the DAMDC-LMS algorithm is reliable and can be applied in several scenarios.

[pt] Atualmente as Unidades de Saúde, em um grande número de países do mundo, apresentam demandas de serviços que superam suas capacidades reais. Por esta razão, o surgimento das listas de espera é inevitável. Preparar o planejamento das mesmas, de modo otimizado resulta, portanto, em um grande desafio, devido à quantidade de recursos que devem ser considerados. O caso particular dos procedimentos cirúrgicos é particularmente crítico pela quantidade de recursos que se precisam para a realização do mesmo. Poucos projetos têm sido desenvolvidos para a gestão completa dessas listas. O trabalho desenvolvido nesta Dissertação propõe o uso de um modelo, baseado em algoritmos genéticos com inspiração quântica, para a automatização e otimização do planejamento de procedimentos cirúrgicos eletivos. Este modelo, denominado Algoritmo Evolucionário com Inspiração Quântica para a Área de Saúde (AEIQ-AS), além de alocar os pacientes e os recursos necessários para que o processo cirúrgico seja exitoso, procura reduzir o tempo total para que todas as cirurgias sejam realizadas. Este trabalho apresenta também uma ferramenta que permite a modelagem, de modo simplificado, de uma Unidade Cirúrgica de Saúde. Esta ferramenta possibilita a realização de simulações com o objetivo de ver o efeito de diferentes configurações dos recursos nas Unidades de Saúde. Para a validação do modelo proposto foi criada, de modo artificial e fazendo uso da ferramenta de simulação, uma lista de espera de 2000 cirurgias. Caso as cirurgias fossem realizadas seguindo a ordem de chegada, seriam necessárias pouco mais de 37 semanas e teria 1066 operações fora do prazo. Foram feitos vários experimentos onde se buscava a otimização destes valores. Esta busca foi feita, primeiramente, tomando em consideração só um dos parâmetros e a continuação eles em conjunto. Na primeira abordagem o AEIQ-AS consegue a realização das mesmas cirurgias em aproximadamente 31 semanas. Assim, observa se que há uma redução de aproximadamente 16,25 porcento do tempo. O número de operações fora do prazo, por sua vez, foi reduzido pelo modelo para 927 (13,04 porcento). Na abordagem simultânea, o AEIQ-AS, consegue uma diminuição do tempo total de alocação em 16,22 porcento e o número de operações fora do prazo em 9,76 porcento. Foram feitas, também, várias simulações da Unidade de Saúde mantendo as caraterísticas da lista de cirurgias para ver seu efeito no tempo total de alocação de todos os processos cirúrgicos. / [en] Currently, Health Units in a large number of countries in the world present service demand that exceed their real capacities. For this reason, is inevitable the emergence of the waiting lists. To prepare the planning of this in an optimized manner results in a substantial challenge due to the number of resources that should be considered. The case of chirurgical procedures is particularly critical by the number of resources needed for their realization. A small quantity of projects has been developed to fully manage these lists. The work developed in this Dissertation proposes the use of a model based on evolutionary algorithms with quantum inspiration for the automation and optimization of the planning of elective chirurgical procedures. This model, denominated Evolutionary Algorithm with Quantum Inspiration for the Health Field (AEIQ-AS), beyond patients and necessary resources for the successful completion of the chirurgical procedure allocation, pursue the reduction of the total time of realization of all the surgeries. The work presents also a tool that allows the modeling, in a simplified manner, of a Chirurgical Health Unit. This tool enables the realization of simulations with the objective of seeing the effect of different configurations of the resources in the Health Units. To validate the proposed model was created, in artificial mode and employing the simulation tool, a waiting list of 2000 surgeries. In case that the surgeries were realized following the arrival order, will be needed a little more than 37 weeks and will have 1066 surgeries out of time. Several experiments were conducted in order to optimize these values. This search was executed, firstly, considering only one of the parameters and, in continuation, all together. In the first approach, the AEIQ-AS obtains the realization of the same surgeries in approximately 16,25 percent of the time. The number of operations out of time was reduced by the model to 927 (13,04 percent). In the simultaneous approach, the AEIQAS achieves a decrease of the allocation total time in 16,22 percent and the number of operations out of time in 9,76 percent. It were done, also, several simulations of the Health Unit maintaining the characteristics of the surgeries list in order to look the effect in the allocation total time of all the chirurgical procedures.

[pt] No ambiente da Internet, as informações que desejamos frequentemente encontram-se em diferentes localidades. Algumas aplicações, para funcionarem corretamente, precisam manter cópias locais de parte dessas informações. Manter a consistência e a atualidade de uma base de dados, mais especificamente um conjunto de cópias de páginas web, é uma tarefa que vem sendo sistematicamente estudada. Uma abordagem possível a esse problema é a aplicação de técnicas de aprendizado por reforço, que utiliza técnicas de programação dinâmica e análise estocástica para obter uma boa política de agendamento de atualizações das cópias de páginas web. O presente trabalho tem por finalidade validar o uso de técnicas de aprendizado por reforço no problema em questão, assim como encontrar aspectos do problema que possam ser úteis na modelagem da solução empregada. / [en] In the Internet, the information we desire is usually spread over different locations. For some applications, it is necessary to maintain local copies of this information. Keeping consistency as well as freshness of a data base, or more specifically a set of internet web pages, is a task systematically studied. An approach to this problem is the use of reinforcement learning techniques, using dynamic programming and stochastic analysis to obtain a good rescheduling policy for the web pages copies. This work is proposed to validate the use of reinforcement learning techniques over this problem, as well as finding features of the problem useful to model the developed solution.

[pt] Neste trabalho inicialmente foram modeladas as estruturas do dendrímero PAMAM G4 em diferentes estados de protonação utilizando-se o programa Hyperchem. A seguir essas estruturas foram inseridas em uma caixa d’água e simuladas por dinâmicamolecular, tendo sido observado um aumento de volume do dendrímero à medida que o grau de protonação foi aumentado, com a formação de uma estrutura mais aberta comparativamente à do dendrímero não protonado. Uma vez conhecidas as topologias do dendrímero PAMAM em diferentes pH, foram incluídas moléculas de rifampicina nas cavidades existentes no interior do dendrímero em pH neutro simulado, através de um algoritmo desenvolvido com a finalidade de otimizar este encapsulamento, o que definiu como número máximo de 20 moléculas de rifampicina complexadas no interior do dendrímero e resultou em uma redução importante no custo computacional. Após estes acoplamentos pelo algoritmo desenvolvido, o complexo foi simulado através de dinâmica molecular tendo sido verificado que se mantinha estável em pH neutro ao longo do tempo.O estudo da possível liberação das moléculas de rifampicina do complexo rifampicina/PAMAM G4 por dinâmica molecular, mostrou que as moléculas de rifampicina são liberadas gradativamente em pH ácido. Os resultados computacionais foram validados por resultados experimentais obtidos em um trabalho desenvolvido em colaboração entre o IQ/UFRJ e o IPEC/FIOCRUZ, cujo objetivo foi caracterizar e determinar a atividade tuberculostática de complexos rifampicina/PAMAM G4. / [en] The structures of PAMAM G4 dendrimer in different protonation states were initially modeled using the program Hyperchem. After this procedure the structures were inserted in a box of water and simulated with molecular dynamics. Was observed an increase in volume of the dendrimer when degree of protonation was increased. Once known the topologies of PAMAM dendrimer at different pH, the rifampin was included in cavities of dendrimer in Neutral and low pH. Using an algorithm designed for the purpose of optimizing this encapsulation, were encountered 20 molecules inside the cavities of dendrimer. This procedure resulted in a low computational cost for molecular dynamics because the molecules were in a optimal position in the structure of dendrimer. After these couplings of the systems these were simulated with molecular dynamics for observation of capacity in transport of dendrimer these molecules in neutral pH and liberation in low pH. The study of the possible release of the complex molecules of rifampicin (rifampicin / PAMAM G4) showed that the molecules are released gradually of the structures at low pH. The computational results were validated by experimental results on the work developed in collaboration between IQ / UFRJ and IPEC / FIOCRUZ, whose objective was to characterize and determine the tuberculostatic activity of complex.

[pt] Frações Contínuas são representações de números reais que independem da base de numeração escolhida. Quando se trata de aproximar números reais por frações, a escolha da base dez oculta, frequentemente, aproximações mais eficientes do que as exibe. Integrar conceitos de aproximações de números reais por frações contínuas com aspectos geométricos traz ao assunto uma abordagem diferenciada e bastante esclarecedora. O algoritmo de Euclides, por exemplo, ao ganhar significado geométrico, se torna um poderoso argumento para a visualização dessas aproximações. Os teoremas de Dirichlet, de Hurwitz-Markov e de Lagrange comprovam, definitivamente, que as melhores aproximações de números reais veem das frações contínuas, estimando seus erros com elegância técnica matemática incontestável. / [en] Continued fractions are representations of real numbers that are independent of the choice of the numerical basis. The choice of basis ten frequently hides more than shows efficient approximations of real numbers by rational ones. Integrating approximations of real numbers by continued fractions with geometrical interpretations clarify the subject. The study of geometrical aspects of Euclids algorithm, for example, is a powerful method for the visualization of continued fractions approximations. Theorems of Dirichlet, Hurwitz-Markov and Lagrange show that, definitely, the best approximations of real numbers come from continued fractions, and the errors are estimated with elegant mathematical technique.