[pt] O desenvolvimento de interfaces gráficas baseadas na manipulação direta de objetos da aplicação representados em um canvas é uma tarefa complexa que encontra pouco suporte de desenvolvimento nas tecnologias de programação atuais. Grafos dirigidos na forma de diagramas esquemáticos são usados em programas de supervisão, controle e simulações de gerenciamento de energia elétrica, em automações industriais e diversos outros sistemas semelhantes em que o processo é representado por uma série de componentes interconectados. São inúmeras as aplicações baseadas nestes tipos de objetos, a ponto de merecerem ferramentas especiais para o seu desenvolvimento. Este trabalho propõe uma arquitetura para o desenvolvimento de interfaces gráficas baseadas em grafos que permita ao usuário a criação e instanciação de equipamentos com atributos e comportamentos dependentes da aplicação, com um alto grau de abstração. Como ferramenta para o desenvolvimento de aplicações sob a arquitetura proposta, foi implementada uma biblioteca de objetos gráficos com suporte à informação de grafo subentendido nos diagramas. O objetivo principal da arquitetura é permitir que o programador se concentre no desenvolvimento da aplicação, abstraindo-se das questões relacionadas com a interface. Esta arquitetura foi validada através de protótipos de aplicações industriais reais.

[pt] Prova automática de teoremas consiste na prova de teoremas matemáticos por intermédio de programas de computador. Dependendo da linguagem lógica em uso, o processo de provar uma determinada fórmula pode não ser computável. Além disso, dependendo do cálculo dedutivo empregado, a busca por uma prova envolve lidar com a possibilidade de aplicação de longas sequências de axiomas e regras de inferência. Tudo isso reforça a necessidade da intervenção humana no processo de prova em sistemas denominados provadores interativos de teoremas ou assistentes de prova. Em um cenário típico, um usuário interage com a máquina de prova através de uma interface gráfica, normalmente implementada como um aplicativo desktop. Recentemente, porém, muitos aplicativos deste tipo passaram a ser oferecidos para seus usuários através da web. Esta forma de disponibilizar software evita que o usuário final se preocupe com questões de instalação e configuração e possibilita o acesso ao sistema de qualquer computador, com qualquer sistema operacional, bastando ter disponível uma conexão com a Internet. Nesta dissertação, estudamos possibilidades de uso da web como plataforma para a construção de ambientes interativos para prova de teoremas. Nossa proposta é estudar os diferentes modelos de interação entre usuário e ambientes de prova automatizados e verificar como estes modelos podem ser adaptados para a web. Como resultado, apresentamos uma ferramenta gráfica para visualização e manipulação direta de provas formais na web como uma interface alternativa entre usuários e provadores. / [en] Automatic theorem proving consists of proving mathematical theorems by means of computer programs. Depending on the logic used, the process of proving a formula is not computable. Moreover, depending of the deductive system applied to, the search for a proof can involve the application of long sequences of axioms and inference rules, reinforcing the need of human intervention in the proof process. Such systems are known as interactive theorem provers or proof assistants. In a typical scenario, the user interacts with the prover through a graphical interface, usually a desktop application. Recently, however, applications like those started to be delivered to users through the web. This way of software deployment avoids that final users have to deal with complex activities like prover installation and configuration and allows this user to access the system from different machines with a simple Internet connection. In this research we study the use of web as a platform for interactive theorem proving environments construction. Our purpose is to study some interaction models between user and automated proof environments and verify how these models can be adapted to work as a web application. As a result we show a graphical tool for visualization and direct manipulation of formal proofs on web to work as an alternative interface between user and proving machines.

[pt] Este trabalho apresenta uma análise de possibilidades e limites no que se refere à promoção da autonomia do estudante do Curso de Especialização em Tecnologias em Educação - Lato Sensu (2006-2007), realizado na modalidade a distância, como projeto de parceria entre a Coordenação Central de Educação a Distância (CCEAD/PUC-Rio), o Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação (FNDE), a Secretaria de Educação a Distância (SEED) e o Ministério da Educação e Cultura (MEC). A partir da análise da interface gráfica, dos conteúdos e dos registros documentais hospedados no ambiente virtual, foram investigados indicadores que denotam maior ou menor grau de autonomia dos estudantes no trato com os conteúdos específicos dos componentes curriculares e com a proposta metodológica em si, no que diz respeito à aquisição de conhecimentos. Trazendo uma análise, em linhas gerais, da otimização dos recursos da Internet e sua utilização na aquisição de informações e conhecimentos, o trabalho pretende integrar-se ao conjunto das discussões científicas que vêm sendo realizadas acerca da integração das tecnologias de informação e comunicação na formação de professores. Dessa maneira, visa contribuir para as reflexões sobre as potencialidades telemáticas aplicadas à educação, relacionados à autonomia e à interatividade dos estudantes. A interpretação dos dados, pautada na análise de conteúdo, possibilitou, ainda, a compreensão das especificidades metodológicas das propostas educacionais para o ensino a distância como elemento indicador de favorecimento da autonomia dos estudantes. / [en] This paper presents an analysis of possibilities and limitations with regard to promoting the autonomy of the student of the Curso de Especialização em Tecnologias em Educação - Lato Sensu (2006-2007), carried out in the distance mode, as a partnership project between the Coordenação Central de Educação a Distância (CCEAD/PUC-Rio), the Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação (FNDE), the Secretaria de Educação a Distância (SEED) and the Ministério da Educação e Cultura (MEC). From the analysis of the graphical interface, contents and the documental records hosted on the virtual environment, were investigated indicators which show greater or lesser degree of autonomy of the students in dealing with the specific content of the curriculum components and the proposed methodology in itself, as regards the acquisition of knowledge. Bringing an analysis, in general, of the optimization of the resources of the Internet and its use in the acquisition of information and knowledge, the work seeks to integrate itself to all the scientific discussions being held about the integration of information and communication technologies in teacher education. Thus, it aims to contribute to the reflections about the telematic potentials applied to education, regarding the autonomy and interactivity of the students. The interpretation of data, based on analysis of content, has also the understanding of the specific methodology of educational proposals for distance education as an indicator of favoring the autonomy of students.

[pt] Com a popularização do uso de computadores pessoais enfrenta-se o problema de projetar interfaces mais eficazes, que atendam a uma variedade cada vez maior de usuários. Uma interface gráfica é um complexo sistema de elementos visuais cujo significado ou função nem sempre é evidente. Várias abordagens foram dadas a este tema, mas pouco ainda se examinou sobre a capacidade significativa de uma interface. O objetivo da pesquisa aqui relatada foi compreender como a interface do Windows XP(marca registrada) produz significados e os transmite aos usuários. Para tanto, os signos da interface do Windows XP foram estudados, com base na teoria semiótica de Peirce, com relação à estrutura interna, seus objetos e interpretantes, com relação aos tipos de raciocínios que evocam e à capacidade de produzir conhecimentos, isto é sua semiose. Ícones, menus e controles da interface, em seus vários contextos e possibilidades de interpretação, foram selecionados como objetos de análise pela sua natureza diversa e pelo importante papel que desempenham na orientação da interação do usuário. Esta análise foi precedida de uma classificação dos elementos visuais do Windows, a partir de publicações do fabricante do sistema que tratam do design da interface. Para cada um desses elementos foi elaborada uma resenha sobre suas funções e funcionamento. Foram realizadas entrevistas com usuários que aceitaram se submeter a um teste. Este teste consistiu na realização de nove tarefas simples envolvendo o uso do Windows, destinadas a verificar a hipótese de que os signos de interfaces gráficas análogas à do Windows XP, por seu caráter fortemente simbólico, dependem mais do interpretante para completar sua semiose, e não cumprem efetivamente a tarefa de produzir e fazer chegar aos usuários informações suficientes para que aprendam a lidar com elas. / [en] The dissemination of personal computers has posed the designers the problem of developing more efficient interfaces that attend to the necessities of an ever growing diversity of users. At the same time, graphical user interfaces are complex systems of visual elements which meaning or function are not evident. Many approaches to these problems have been suggested, but little has been done towards the comprehension of graphical interfaces capacity to produce meaning. The goal of this work is to understand how Windows XP human interface produces meaning and conveys it to users. To do so, the signs of Windows XP interface where studied under the point of view of Peirce´s semiotics, in their relation to their inner properties, their objects and their interpretants, to the sort reasoning they arise, and to their power to create knowledge. Icons, menus and interface controls where selected as objects of analysis for their diversity and for the paper they play in the guidance of user interaction. This analysis was preceded by a detailed classification of Windows visual elements based on Microsoft´s publications concerning its interface design. A brief description of their characteristics and function was added to their classification. After the semiotic analysis an interaction test with Windows interface was accomplished with the help of some users, which were, afterwards, interviewed. This test consisted in the realization of nine tasks involving the interaction with Windows, which purpose was verify the hypothesis that the signs of the graphical interfaces analogous to that of Windows, for their strong symbolic character, rely much more on their interpretant to complete their semeiosis, and hence, they do not carry out effectively the task of producing and conveying enough information to users.

[pt] A Análise Isogeométrica (IGA) é um método de análise numérica de estruturas que surge com a proposta de unificação entre projeto e simulação, permitindo a criação de modelos computacionais que preservam a geometria exata do problema. Essa abordagem é possível por meio de uma classe de funções matemáticas denominadas NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines), amplamente utilizadas em sistemas CAD (Computer-Aided Design) para modelagem de curvas e superfícies. Na análise isogeométrica, as mesmas funções que representam a geometria aproximam as variáveis de campo. Neste contexto, foi desenvolvido este trabalho que tem como objetivo fornecer uma ferramenta no âmbito da mecânica computacional para análise isogeométrica bidimensional de problemas de elasticidade linear, incluindo as etapas de modelagem, análise e visualização de resultados. O sistema é composto por dois softwares: FEMEP (Finite Element Method Educational Computer Program), desenvolvido em Python e responsável pela etapa de modelagem geométrica, e FEMOOLab (Finite Element Method Object-Oriented Laboratory), software MATLAB para análise e exibição de resultados. A ferramenta proposta apresenta uma interface gráfica de usuário (GUI) que permite a visualização e manipulação intuitiva de curvas NURBS com recursos avançados de modelagem, como interseção de curvas e recursos de reconhecimento de região que agilizam e simplificam o processo. Uma contribuição significativa deste trabalho reside na capacidade de gerar malhas isogeométricas não estruturadas, utilizando T-Splines baseadas em um algoritmo de decomposição de domínio. O sistema de código aberto permite a colaboração e o desenvolvimento contínuo pela comunidade de usuários e desenvolvedores. / [en] Isogeometric Analysis (IGA) is a numerical analysis method for structures that arises with the proposal of unification between design and simulation, allowing the creation of computational models that preserve the exact geometry of the problem. This approach is possible by a class of mathematical functions called NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines), widely used in CAD (Computer-Aided Design) systems for modeling curves and surfaces. In isogeometric analysis, the same functions representing the geometry approximate the field variables. In this context, this work was developed to provide a tool within the scope of computational mechanics for two-dimensional isogeometric analysis of linear elasticity problems, including the steps of modeling, analysis, and visualization of results. The system consists of two software programs: FEMEP (Finite Element Method Educational Computer Program), developed in Python and responsible for the geometric modeling stage, and FEMOOLab (Finite Element Method Object-Oriented Laboratory), a MATLAB software for analysis and display of results. The proposed tool features a graphical user interface (GUI) that allows intuitive visualization and manipulation of NURBS curves with advanced modeling features such as curve intersection and region recognition features that streamline and simplify the process. A significant contribution of this work lies in the ability to generate non-structured isogeometric meshes, using T-Splines based on a domain decomposition algorithm. The open-source system allows collaboration and continuous development by the community of users and developers.

[pt] A previsão de séries temporais é fundamental na tomada de decisões de curto, médio e longo prazo, em diversas áreas como o setor elétrico, a bolsa de valores, a meteorologia, entre outros. Tem-se na atualidade uma diversidade de técnicas e modelos para realizar essas previsões, mas as ferramentas estatísticas são as mais utilizadas principalmente por apresentarem um maior grau de interpretabilidade. No entanto, as técnicas de inteligência computacional têm sido cada vez mais aplicadas em previsão de séries temporais, destacando-se as Redes Neurais Artificiais (RNA) e os Sistemas de Inferência Fuzzy (SIF). Recentemente foi criado um novo tipo de RNA, denominada Echo State Networks (ESN), as quais diferem das RNA clássicas por apresentarem uma camada escondida com conexões aleatórias, denominada de Reservoir (Reservatório). Este Reservoir é ativado pelas entradas da rede e pelos seus estados anteriores, gerando o efeito de Echo State (Eco), fornecendo assim um dinamismo e um desempenho melhor para tarefas de natureza temporal. Uma dificuldade dessas redes ESN é a presença de diversos parâmetros, tais como Raio Espectral, Tamanho do Reservoir e a Percentual de Conexão, que precisam ser calibrados para que a ESN forneça bons resultados. Portanto, este trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional capaz de realizar previsões de séries temporais, baseada nas ESN, com ajuste automático de seus parâmetros por Particle Swarm Optimization (PSO) e Algoritmos Genéticos (GA), facilitando a sua utilização pelo usuário. A ferramenta computacional desenvolvida oferece uma interface gráfica intuitiva e amigável, tanto em termos da modelagem da ESN, quanto em termos de realização de eventuais pré-processamentos na série a ser prevista. / [en] The time series forecasting is critical to decision making in the short, medium and long term in several areas such as electrical, stock market, weather and industry. Today exist different techniques to model this forecast, but statistics are more used, because they have a bigger interpretability, due by the mathematic models created. However, intelligent techniques are being more applied in time series forecasting, where the principal models are the Artificial Neural Networks (ANN) and Fuzzy Inference Systems (FIS). A new type of ANN called Echo State Networks (ESN) was created recently, which differs from the classic ANN in a randomly connected hidden layer called Reservoir. This Reservoir is activated by the network inputs, and the historic of the reservoir activations generating so, the Echo State and giving to the network more dynamism and a better performance in temporal nature tasks. One problem with these networks is the presence of some parameters as, Spectral Radius, Reservoir Size and Connection Percent, which require calibration to make the network provide positive results. Therefore the aim of this work is to develop a computational application capable to do time series forecasting, based on ESN, with automatic parameters adjustment by Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic Algorithms (GA), facilitating its use by the user. The developed computational tool offers an intuitive and friendly interface, both in terms of modeling the ESN, and in terms of achievement of possible pre-process on the series to be forecasted.