[pt] As comunidades sociais online sao cada vez mais utilizadas como plataformas para diversas formas de interacao e compartilhamento de informacões, tanto em forma sincrona (em tempo real) quanto de forma assincrona. A perspectiva do acoplamento da computacao social com a capacidade atual de sensoriamento dos dispositivos moveis torna possível o desenvolvimento de aplicativos sociais com maior grau de sensibilidade ao contexto, de deteccao de atividades de individuos e grupos e também de uma interacao social implicita atraves do compartilhamento de informacoes de contexto. Alem do contexto pervasivo obtido a partir dos dispositivos moveis, os veinculos e interacoes do usuario nas redes sociais tambem podem ser considerados ricas fontes de informacao para aplicacoes pervasivas. O Mobile Social Gateway (MoSoGw) e um servico web que fornece uma interface generica para transferencia de informacao de uma forma otimizada entre os dispositivos moveis e diferentes redes sociais, bem como servicos de terceiros. Sua interface e generica na medida em que torna transparente para o aplicativo movel cliente a interacao com essas redes sociais e servicos de terceiros. O desempenho e a escalabilidade tambem foram levados em consideracao durante a concepcao e implementacao do MoSoGw. No contexto desta dissertacao, o termo escalabilidade deve ser entendido como a capacidade que a aplicacao tem de suportar um volume crescente de usuarios móveis ou estar preparada para esse crescimento. Assim, tanto a arquitetura quanto as tecnologias utilizadas em seu desenvolvimento foram cuidadosamente escolhidas de forma a escalar para milhares de clientes e suportar o alto volume de requisicoes simultaneas. / [en] Online social communities are increasingly used as platforms for manifold forms of interaction and information sharing, both in real-time and asynchronous. The prospect of coupling social computing with sensing capabilities of current mobile devices makes it possible to provide social applications with higher degrees of context-awareness, detection of activities of individuals and groups, as well as implicit social interaction through sharing of context-sensitive information. In addition to the pervasive context obtained from the mobile devices, the links and user interactions in social networks can be regarded as rich sources of information for pervasive applications. Mobile Social Gateway (MoSoGw) is a web service that provides a generic interface for optimized information transfer between mobile devices and different social networks, as well as third-party web services. Its interface is generic in that it makes transparent to the mobile client application the interaction with social networks and web services. Performance and scalability were major concerns when designing and implementing MoSoGw. Hence, its architecture and all technologies used in its development have been carefully chosen so as to scale to thousands of clients and support high volume of concurrent requests.

[pt] A computação ubíqua aliada ao avanço tecnológico de sensores definiu um novo cenário no qual a integração de diversos recursos computacionais pode contribuir para que um conjunto de serviços e funcionalidades esteja disponível ao usuário sempre que necessário. Um subconjunto desta área é de sistemas sensíveis às atividades realizadas por seus usuários, isto é, sistemas que utilizam informações sobre o que o usuário está fazendo. Nesses sistemas, mecanismos de inferência são essenciais para reconhecer ações do usuário e permitir que o comportamento do sistema se adapte a estas ações. Entretanto, como esses ambientes são caracterizados por uma elevada troca de informações, o desenvolvimento deste tipo de sistema não é uma tarefa trivial e possui como desafios: privacidade, desempenho, complexidade e ambigüidade das informações coletadas. O objetivo deste trabalho é propor uma arquitetura para sistemas de inferências de atividades do usuário. Para atingir esse objetivo, definimos um conjunto de componentes que representam funções especificas do processo de inferência. Com o objetivo de analisar a viabilidade da arquitetura proposta, desenvolvemos, avaliamos e relatamos um protótipo de sistema baseado na arquitetura. / [en] The ubiquitous computing combined with the advance of sensor technology creates a scenario in which the integration of several computing resources is used to keep a set of services and features available to the user whenever necessary. A particular trend in this area is the activity based systems, i.e., systems that are aware of the activity played by the user. In these systems, inference engine is essential to recognize user’s actions and allow the systems to adapt its behavior according to user’s actions. Though, the development of this type of systems is not a trivial task as the high rate of information exchanged brings challenges related to privacy, performance and information management. In this work we propose an architecture for activity inference systems. To achieve this goal, we define a set of components that perform important roles in the inference process. Finally, to show the feasibility of this approach, we designed, implemented and evaluated a system based on the proposed architecture.

[pt] Esse tese apresenta diversas técnicas sobre tecnologia paralela em jogos eletrônicos. A tese inicia apresentando diversas arquiteturas possíveis para um motor de jogos. Uma nova arquitetura é proposta, mais flexível e adequada para processadores do futuro que terão um grau maior de paralelismo. Em seguida, uma nova técnica para processar uma octree, uma estrutura de dados clássica da computação gráfica, é apresentada. As últimas técnicas apresentadas são relacionadas a detecção de colisão. Novas ténicas para processamento de grids hieráquicos e balanceamento de detecção colisãom um conjunto de objetos são apresentadas. / [en] This thesis presents several techniques about parallel technology on electronic games. The thesis begins presenting several possible architectures for a game engine. A new architecture is presented, more flexible and adequate for the processors of the future that will have a higher level of parallelism. Following, a new technique for processing an octree, a classic data structure for computer graphics, is presented. The last techniques presented are related to collision detection. New techniques for processing hierarquical grids and balancing collision detection on a set of objets are presented.

[pt] Nesta dissertação, propomos um método não supervisionado para modelar o pavimento da calçada da praia de Copacabana, e pavimentos de pedras portuguesas em geral. Dada uma imagem de referência em preto e branco, a saída do algoritmo proposto são as geometrias individuais de todas as pedras que compõem o pavimento. Diferentemente das técnicas anteriores para criação de mosaicos, focamos em capturar as particularidades desses pavimentos: as pedras (ladrilhos) devem seguir completamente as arestas da imagem, sendo em sua maioria representadas por quadriláteros irregulares sem orientação específica. Um conjunto de experimentos demonstra a eficácia e estabilidade da nossa proposta. / [en] In this dissertation, we propose an unsupervised method to model the Copacabana beach sidewalk pavement, and Portuguese pavements in general. Given a black and white source image, the proposed method outputs the geometry of all individual stones that compose the pavement. Different from previous mosaic techniques, we focus on capturing the particularities of such pavements: stones (tiles) follow the edges, being mostly represented by irregular quadrilaterals with no particular orientation. A set of experiments demonstrates the effectiveness and stability of our proposal.

[pt] Comportamento fraudulento é um problema crescente para mercados eletrônicos, particularmente sítios de leilão, causando diversos tipos de perdas. As medidas para redução das perdas por fraude geralmente têm como subproduto indesejável o constrangimento e até mesmo a exclusão de usuários inocentes, criando um difícil equilíbrio entre perdas causadas por fraudadores e perdas causadas por excesso de restrições aos participantes do mercado. O objetivo desta tese é mostrar a viabilidade de uma nova abordagem para redução de perdas por fraude em sítios de leilão: o jogo pega ladrão. Esta abordagem leva em conta explicitamente o equilíbrio acima mencionado e é baseada no paradigma da computação humana, no qual pessoas executam tarefas computacionais por diversão ou lucro. A metodologia utilizada foi uma pesquisa exploratória acerca de atividade fraudulenta em um mercado eletrônico real, um teste piloto de detecção de fraudadores por agentes humanos e o desenvolvimento e simulação do elemento central do jogo proposto: o mecanismo de identificação de fraudadores. A pesquisa exploratória apresenta um perfil da fraude de não-entrega no maior sítio de leilão do Brasil, mostrando-a como um problema real, recorrente e mensurável. O teste piloto aponta evidências positivas de que agentes humanos de fato conseguem distinguir fraudadores de vendedores normais por uma margem significativa. A simulação dá suporte para a utilidade do mecanismo proposto na redução de perdas por fraude. Os resultados obtidos confirmam o jogo pega ladrão como uma abordagem viável para reduzir perdas por fraude em mercados eletrônicos.

[pt] Sistemas de computação paralelos vêm se tornando pervasivos, sendo usados para interagir com o mundo físico e processar uma grande quantidade de dados de várias fontes. É essencial, portanto, a melhora contínua do desempenho computacional para acompanhar o ritmo crescente da quantidade de informações que precisam ser processadas. Algumas dessas aplicações admitem uma menor qualidade no resultado final em troca do aumento do desempenho de execução. Este trabalho tem por objetivo avaliar a viabilidade de usar métodos de aprendizagem supervisionada para garantir que a técnica de Sincronização Relaxada, utilizada para o aumento do desempenho de execução, forneça resultados dentro de limites aceitáveis de erro. Para isso, criamos uma metodologia que utiliza alguns dados de entrada para montar casos de testes que, ao serem executados, irão fornecer valores representativos de entrada para o treinamento de métodos de aprendizagem supervisionada. Dessa forma, quando o usuário utilizar a sua aplicação (no mesmo ambiente de treinamento) com uma nova entrada, o algoritmo de classificação treinado irá sugerir o fator de relaxamento de sincronização mais adequado à tripla aplicação/entrada/ambiente de execução. Utilizamos essa metodologia em algumas aplicações paralelas bem conhecidas e mostramos que, aliando a Sincronização Relaxada a métodos de aprendizagem supervisionada, foi possível manter a taxa de erro máximo acordada. Além disso, avaliamos o ganho de desempenho obtido com essa técnica para alguns cenários em cada aplicação. / [en] Parallel computing systems have become pervasive, being used to interact with the physical world and process a large amount of data from various sources. It is essential, therefore, the continuous improvement of computational performance to keep up with the increasing rate of the amount of information that needs to be processed. Some of these applications admit lower quality in the final result in exchange for increased execution performance. This work aims to evaluate the feasibility of using supervised learning methods to ensure that the Relaxed Synchronization technique, used to increase execution performance, provides results within acceptable limits of error. To do so, we have created a methodology that uses some input data to assemble test cases that, when executed, will provide input values for the training of supervised learning methods. This way, when the user uses his/her application (in the same training environment) with a new input, the trained classification algorithm will suggest the relax synchronization factor that is best suited to the triple application/input/execution environment. We used this methodology insome well-known parallel applications and showed that, by combining Relaxed Synchronization with supervised learning methods, it was possible to maintain the maximum established error rate. In addition, we evaluated the performance gain obtained with this technique for a number of scenarios in each application.

[pt] Um dos principais desafios da ciência da computação é conseguir que um computador execute uma tarefa que precisa ser feita, sem dizer-lhe como fazê-la. A Programação Genética (PG) aborda este desafio a partir de uma declaração de alto nível sobre o que é necessário ser feito e cria um programa de computador para resolver o problema automaticamente. Nesta dissertação, é desenvolvida uma extensão do modelo de Programação Genética Linear com Inspiração Quântica (PGLIQ) com melhorias na eficiência e eficácia na busca de soluções. Para tal, primeiro o algoritmo é estruturado em um sistema de paralelização heterogênea visando à aceleração por Unidades de Processamento Gráfico e a execução em múltiplos processadores CPU, maximizando a velocidade dos processos, além de utilizar técnicas otimizadas para reduzir os tempos de transferências de dados. Segundo, utilizam-se as técnicas de Visualização Gráfica que interpretam a estrutura e os processos que o algoritmo evolui para entender o efeito da paralelização do modelo e o comportamento da PGLIQ. Na implementação da paralelização heterogênea, são utilizados os recursos de computação paralela como Message Passing Interface (MPI) e Open Multi-Processing (OpenMP), que são de vital importância quando se trabalha com multi-processos. Além de representar graficamente os parametros da PGLIQ, visualizando-se o comportamento ao longo das gerações, uma visualização 3D para casos de robôtica evolutiva é apresentada, na qual as ferramentas de simulação dinâmica como Bullet SDK e o motor gráfico OGRE para a renderização são utilizadas. / [en] One of the main challenges of computer science is to get a computer execute a task that must be done, without telling it how to do it. Genetic Programming (GP) deals with this challenge from a high level statement of what is needed to be done and creates a computer program to solve the problem automatically. In this dissertation we developed an extension of Quantum-Inspired Linear Genetic Programming Model (QILGP), aiming to improve its efficiency and effectiveness in the search for solutions. For this, first the algorithm is structured in a Heterogeneous Parallelism System, Aiming to accelerated using Graphics Processing Units GPU and multiple CPU processors, reducing the timing of data transfers while maximizing the speed of the processes. Second, using the techniques of Graphic Visualization which interpret the structure and the processes that the algorithm evolves, understanding the behavior of QILGP. We used the highperformance features such as Message Passing Interface (MPI) and Open Multi- Processing (OpenMP), which are of vital importance when working with multiprocesses, as it is necessary to design a topology that has multiple levels of parallelism to avoid delaying the process for transferring the data to a local computer where the visualization is projected. In addition to graphically represent the parameters of PGLIQ devising the behavior over generations, a 3D visualization for cases of evolutionary robotics is presented, in which the tools of dynamic simulation as Bullet SDK and graphics engine OGRE for rendering are used . This visualization is used as a tool for a case study in this dissertation.

[pt] O progresso tecnológico da computação móvel associada à Internet promove a concretização de uma visão futurista em que os usuários acessam dados e serviços a qualquer momento e em qualquer lugar. Entretanto, esta visão expõe questões importantes no desenvolvimento de aplicações, pois se deve dar maior atenção para a comunicação entre dispositivos móveis e serviços web, considerando restrições de processamento, armazenamento de dados, diversidade de padrões e disponibilidade dos serviços. Esta dissertação explora aspectos de engenharia de software como computação autonômica, frameworks e sistemas multiagentes no desenvolvimento de aplicações para dispositivos móveis dando ênfase ao gerenciamento do uso de serviços web. Para consolidar os conceitos abordados e prover um guia que facilite o desenvolvimento de aplicações autoadaptáveis, propõe-se um framework para auxiliar o desenvolvimento de aplicações para computação móvel. Para ilustrar a utilização do framework são apresentadas duas aplicações. A primeira aplicação é um sistema que apresenta o risco de deslizamento de massa em uma área a partir do cálculo de susceptibilidade baseado em informações sobre clima, relevo e solo. A segunda aplicação faz parte de um sistema de agência de viagens que define um pacote de viagens que melhor atende às necessidades do usuário. / [en] Technological progress in mobile computing and the Internet promotes an achievement of the futuristic vision in which users have access to data and services anytime and anywhere. However, this vision realization brings important issues to application development, because more attention is required to the communication between mobile devices and web services, especially regarding processing and data storage constraints, diversity standards and availability of services. This dissertation explores aspects of software engineering as autonomic computing, multi-agent systems and frameworks in developing applications for mobile devices, emphasizing autonomic management of web services use. Aiming the consolidation of the investigated concepts and provide a guide to facilitate the development of self-adapting applications, a framework is proposed to help in applications development for mobile computing. The development of two applications illustrates the framework appliance. The first application is a system that presents the risk of mass sliding in an area through a susceptibility calculation based on information of climate, topography and soil. The second application is part of a travel agency system that defines a travel package that best fit user needs.

[pt] Em geologia sedimentar estudam-se as formações e evoluções de sedimentos que formam camadas rochosas que encobrem a crosta terrestre. Diferentes processos físicos, químicos e biológicos são responsáveis pela formação e distribuição de sedimentos. Em um ambiente subaquoso são predominantes as rochas sedimentares de origem terrígena e carbonática. As rochas carbonáticas são oriundas de processos químicos, bioquímicos e aloquímicos envolvendo a deposição e decomposição de organismos ricos em cálcio como algas, conchas e corais. Essas rochas vêm sendo amplamente estudadas na indústria de óleo e gás, pois podem ser bons reservatórios de hidrocarbonetos. Tendo em vista a importância destas rochas, este trabalho concentra-se na formação e evolução de plataformas carbonáticas, existentes principalmente em ambientes de águas quentes e claras. Neste contexto, é proposto um modelo matemático determinístico que possa representar a evolução de plataformas carbonáticas dados alguns parâmetros iniciais como a subsidência inicial, taxas de crescimento e variações do nível do mar. Em cima deste modelo matemático foi desenvolvido um simulador computacional de sedimentação carbonática tridimensional, CarbSM, que leva em conta três fábricas carbonáticas: interior da plataforma, borda da plataforma e águas profundas. Com esses ambientes são associadas taxas máximas de crescimento in situ, além de funções restritivas, tais como: profundidade, condições marinhas e sedimentação terrígena; possibilitando o cálculo das taxas resultantes. Desta forma, o sistema é capaz de simular a evolução de plataformas carbonáticas em diversos cenários geológicos. Para entrada de dados e análise dos resultados obtidos, CarbSM oferece uma extensa interface ao usuário e utiliza técnicas de computação gráfica para visualização tridimensional interativa dos modelos. / [en] Sedimentary geology focuses on the formation and evolution of the Earth’s surface. Various physical, chemical and biological processes are responsible for supplying and distributing sediments. The presence of sedimentary rocks of siliciclastic and carbonate origins are dominant in subaqueous environments. Carbonate rocks are originated from biochemical processes involving the deposition and decomposition of calcium rich organism such as algae, shells and corals. These types of rocks are of great interest for the oil and gas industry due to their potential to form good hydrocarbon reservoirs. Therefore, this work studies the formation and evolution of carbonate platforms, most common in clear and hot waters. A deterministic mathematical model is proposed to represent the evolution of carbonate platforms given a set of entry data like initial subsidence, growth rates and sea level fluctuations. Based on this mathematical model a tridimensional carbonate sedimentation computational simulator, CarbSM, was developed taking into account three carbonate factories: platform interior, platform margin and deep-water carbonates. These environments are linked to maximum in situ growth rates and the resulting rates are obtained through a series of restriction functions, such as: depth, marine conditions and clastic sedimentation. This way, the developed tool can simulate the evolution of carbonate platforms within diverse geological scenarios. CarbSM offers an extensive user interface and uses computer graphics rendering techniques for data input and interactive tridimensional visualization of the simulated models.

[pt] Projetos recentes de Estruturas Offshore criaram a necessidade de prototipação virtual de modelos de CAD massivos. Esses modelos tipicamente têm centenas de milhões de triângulos e, por essa razão, não podem ser enviados diretamente para as placas gráficas atuais que podem renderizar interativamente apenas alguns milhões de triângulos. Existem várias abordagens para lidar com esse problema incluindo uma nova estratégia de uso de impostores baseada na visualização de Voxels. Essa estratégia é promissora, já que lida bem com níveis de detalhe, oclusão e armazenamento em memória secundária. Esta dissertação apresenta uma variação do algoritmo de Voxels Distantes (Far Voxels), que é implementada e testada sobre modelos de CAD típicos. Finalmente, a partir desses testes, a dissertação apresenta algumas conclusões e sugestões para trabalhos futuros. / [en] Current projects of Offshore Structures require virtual prototyping of huge CAD models. These models usually have hundreds of millions of triangles and for this reason they cannot be sent directly to current graphical boards that can render interactively only a few millions of triangles. There are many different approaches to deal with this problem including a new impostor strategy based on Voxel visualization. This strategy is promising because it deals well with level of detail, occlusion and out of core model storage. This dissertation presents a variant of the Far Voxels algorithm. This variant is implemented and tested against typical CAD models. Finally, from these tests, the dissertation presents some conclusions and suggestions for future work.