Magíster en Ciencias, Mención Computación / Ingeniero Civil Matemático / Una red Booleana es un modelo de redes en el cual, cada nodo o elemento de la red tiene asociado una función Booleana que determina el estado del nodo respectivo, y de esta forma la evolución de la red en el tiempo. Los puntos fijos de una red Booleana, esto es, estados particulares de la red que permanecen constantes en el tiempo, han ganado importancia, por ejemplo, en el contexto de redes de regulación génica, donde los puntos fijos tienen un correlato biológico. Para cada red finita y estado inicial posible, dentro de una cantidad finita de actualizaciones de la red, los estados de la red alcanzarán un punto fijo o un ciclo límite, la cual es una secuencia de estados de la red que se repiten a lo largo del tiempo. Puntos fijos y ciclos límites son denominados atractores de la red. En este trabajo nos concentramos en estudiar ciertos aspectos de los atractores de redes Booleanas, incluyendo aspectos computacionales, caracterizaciones, entre otros, utilizando la noción de "filtro'' de una red. Un filtro es un procedimiento consistente en aplicar de forma iterativa transformaciones a una red, cada una de las cuales simula con dinámica paralela cierto modo de actualización, produciendo una nueva red cuyas propiedades y dinámica pueden ser relacionadas con la red inicial. Se ha mostrado que estos filtros pueden ser muy útiles, dado que filtros asociados a actualizaciones secuenciales pueden entregar información eficientemente sobre los puntos fijos de una red (Goles y Salinas 2010). Nuestro análisis se restringe a redes Booleanas disyuntivas, lo cual permite concentrarse solo en la topología de la red. Nos concentramos además en esquemas de actualización bloque-secuencial, los cuales son una generalización de los esquemas paralelo y secuencial. Los principales resultados de este trabajo establecen cotas polinomiales para la complejidad de tiempo de un filtro, así como condiciones sobre la red y esquema de entrada que aseguran ciertas propiedades en la red de salida, incluyendo la remoción de ciclos límites. Los resultados obtenidos hacen uso de teoría de matrices positivas, y fueron formulados con la ayuda de simulaciones computacionales ejecutadas con una aplicación desarrollada para este fin.

A criptografia de chave pública é uma área do conhecimento sujeita que é tema de intensa atividade contemporânea de pesquisa. Novos protocolos, primitivas e ataques são propostos com frequência, com semelhanças e diferenças mútuas que podem ser mais ou menos evidentes. Algumas primitivas criptográficas de chave pública mostram-se extremamente férteis em termos de flexibilidade, eficiência e segurança. Duas vertentes que se enquadram nesta categoria são os emparelhamentos e os reticulados. Por possuírem semelhanças em suas funcionalidades a despeito de possuírem naturezas completamente díspares, além de exibirem uma versatilidade rara em toda a área de criptografia de chave pública, alguns autores propuseram chamar os reticulados de os novos emparelhamentos, conforme a ordem cronológica em que essas primitivas passaram a atrair interesse mais vívido de pesquisa. Neste cenário, um estudo comparativo entre elas é de razoável interesse, em particular sobre vantagens e desvantagens que o estado da arte revela sobre a eficiência de cada uma delas. A pesquisa aqui relatada contempla esse estudo, e contribui técnicas de implementação eficiente de emparelhamentos (com ênfase no uso de coordenadas afins, pouco exploradas na literatura), novos parâmetros para a construção de reticulados compactos (na forma das chamadas álgebras discretas de Rojo) e uma técnica inovadora para instanciar reticulados na prática (especificamente, um algoritmo simples e natural para amostrar vetores normalmente distribuídos nos reticulados comumente adotados em sistemas criptográficos). / Public key cryptography is an area of knowledge undergoing intense research at present. New protocols, primitives and attacks are often proposed, with mutual similarities and differences that may be more or less evident. Some public key cryptographic primitives tend to be extremely prolific in terms of flexibility, efficiency and security. Two trends that fit this category are pairings and lattices. Because of their similar functionalities despite their completely disparate nature, and because of their rare versatility within the whole area of public key cryptography, some authors proposed to call lattices \"the new pairings,\" according to the chronological order by which these primitives began to attract more vivid research interest. In this scenario, a comparative study between them is of reasonable interest, in particular on the advantages and disadvantages that the state of the art reveals about the efficiency of each one. The research reported herein addresses this study, and also contributes efficient pairing implementation techniques (focusing on affine coordinates, which are scarcely explored in literature), new parameters for building compact lattices (in the form of the so-called discrete Rojo algebras) and an innovative technique to instantiate lattices in practical (specifically, a simple and natural algorithm for sampling normally distributed vectors in the lattices that are commonly adopted in cryptographic systems).

O presente estudo tem como objetivo compreender as mediações que professores e alunos estabelecem com o conteúdo nas aulas da disciplina de Algoritmos de um curso de Computação. Para tanto, foi desenvolvida uma pesquisa de caráter etnográfico, em que foram acompanhadas as aulas da disciplina de Algoritmos ministradas em duas turmas distintas (A e B), durante o primeiro semestre de 2014, numa universidade do noroeste do estado do Rio Grande do Sul. Para a produção dos dados foram gravadas e documentadas vinte e três aulas (12 aulas da turma A e 11 aulas da turma B), bem como a correção de avaliações do Professor B e os momentos de resolução de exercícios em sala de aula de alguns alunos de ambas as turmas. As descrições das aulas foram categorizadas conforme seus propósitos como: Aulas de Exposição de Conteúdo, Aulas de Resolução de Exercícios, Aulas de Correção de Exercícios, Aulas de Revisão para Avaliação, Aulas de Avaliação, Aulas de Correção de Avaliação e Aulas de Explicação de Trabalho. Para caracterizar cada um destes tipos, as mesmas foram descritas com o auxílio de excertos retirados das transcrições dos áudios gravados, bem como das anotações e demais registros etnográficos realizados pela pesquisadora em cada aula. Da análise dos dados emergiram duas grandes categorias de mediação: interação social na aula e processo de ensino. A primeira delas marca a prática pedagógica desenvolvida em cada turma e preocupa-se com variáveis psicossociais da relação pedagógica. A segunda categoria descreve o conjunto de elementos reguladores/intervenientes do/no processo de ensino-aprendizagem de Algoritmos diretamente vinculados ao conteúdo. Com base na análise da interação social na aula nas turmas pesquisadas, foi constatado que um ambiente mais distendido e sustentado numa relação mais horizontal entre professor-aluno propicia melhores condições para de aprendizagem, no momento que os estudantes parecem sentir-se mais cômodos para indagar, sugerir, responder e, em definitiva, errar no esforço de compreender o conteúdo. Diferente de um ambiente em que o professor, de forma intencional ou não, estabelece uma relação mais formal e onde o planejamento parece não dar lugar a potenciais desvios que podem surgir com uma maior interação dos alunos nas aulas. Para a análise da categoria processo de ensino se tomou como referência a proposta de Pozo (2002) sobre o ensino de procedimentos. Nessa dimensão, constatando-se que mesmo, trabalhando em ambientes de interação social diferentes, ao observar os conteúdos e as estratégias de ensino, nos diversos tipos de aula, tanto o Professor A quanto o Professor B trabalharam centralmente procurando levar aos alunos à aprendizagens de técnicas e não da formulação de estratégias. Propósito que não se alinha natureza conteúdo ensinado: Algoritmo. Em síntese, a qualidade das mediações que professores e alunos estabelecem com o conteúdo em disciplinas no curso de computação é sustentada tanto na interação social, como no processo de ensino, sendo a primeira facilitadora do processo, quanto a segunda decisiva na possibilidade efetiva dos estudantes aprenderem a pensar algoritmicamente. / 525 f.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de dois esquemas de relaxação aplicados a um algoritmo de direção de bordas: um com base probabilística e outro com base em consulta a dicionário. O algoritmo detentor de bordas utilizado foi desenvolvido a partir de uma formulação estatística do problema. O sinal e o ruído são modelados como gaussianos aditivos independentes e auto-regressivos sem duas dimensões. A classificação e feita em termos de testes de hipóteses de configuração de níveis de cinza em um conjunto de quatro pixels denominado quadriplete, buscando minimizar o risco médio de erro. Os dois esquemas de relaxação foram desenvolvidos tendo como objetos os quadripletes, e utilizando procedimento heurístico de atualização iterativa das probabilidades de rótulos. E feita uma serie de testes em imagens sintéticas com adição controldada de ruído. Os esquemas são analisados experimentalmente quanto a convergência a uma classificação consistente e não ambiguae velocidade de convergência, e comparados. E verificada qualitativamente a variação na eficiência dos esquemas com o nível de ruído adicionado. E verificado o comportamento dos esquemas ante uma situação não prevista na definição do problema. E proposta implementada uma maneira de alterar o dicionário para reduzir o numero de classificações erradas. Seu desempenho e analisado juntamente com os outros dois esquemas e comparado.

Este trabalho descreve um ambiente computacional para a implementação de arquitetura assíncronos denominadas "Times Assíncronos"(A-Teams). Um A-Team é composto por um conhunto de Agentes (os membros do Time) que codificam qualquer procedimentoiterativo. Os agentes agem cooperativamente na solução do problema para o qual foram concebidos. A arquitetura proposta permite aglutinar tanto algoritmos "corretos" quanto heurísticas, explorando o paralelismo na execução de agentes via utilização de uma rede de estações UNIX. Dois exemplos ilustram o uso da arquitetura em sintonização de PIDs, onde nenhum agente é qualificado a encontrar a sintonia ótima dos controladores, mas executando-os cooperativamente num A-Team os mesmos produzem a solução global desejada.

Esta dissertação apresenta alguns algoritmos rápidos para o processamento morfológico de imagens binárias baseados no contorno dos elementos que as compões. Tais algoritmos são implementados em uma linguagem de programação orientada por objetos, utilizando microcomputadores. Esta dissertação também descreve o sistema MOPHO sobre o qual os algoritmos rápidos são implementados bem como a interface gráfica com o usuário do sistema. Os algoritmos propostos são comparados com algoritmos clássicos de processamento morfológico de imagens binárias, sob o ponto de vista teórico, com a intenção de apresentar as vantagens e desvantagens dos mesmos. De posse deste estudo, realiza-se uma avaliação de desempenho entre os algoritmos propostos e a implementação tradicional, utilizada no sistema MORPHO.

Apresenta-se um eficiente algoritmo para projeto de antenas de microfita linearmente polarizadas alimentadas por provas coaxiais, auxiliado pelo estado da arte em ferramentas de eletromagnetismo computacional, o qual utiliza um simulador de campo de onda completa conjuntamente a um modelo circuital adaptativo, possibilitando a localização da prova coaxial por simulação circuital, reduzindo o número de simulações de onda completa necessárias para se atingir as especificações, o que contribui para melhor eficiência no uso dos recursos computacionais. Tal técnica é estendida para o projeto de antenas de microfita com alimentação diferencial, abordagem utilizada para a redução do nível de polarização cruzada em antenas realizadas em substratos espessos. Ademais, propõe-se uma técnica de construção do elemento irradiador com material plástico comum, de baixo custo, e alimentação que dispensa provas coaxiais. Adicionalmente, é apresentado o projeto de uma antena setorial de dupla polarização para operação em 3,5 GHz e sua caracterização experimental.

Nos dia de hoje, estruturas leves têm sido amplamente empregadas em diversas áreas e seu uso tem crescido a cada dia. Neste contexto, os materiais compósitos são peças-chave para se atender aos requisitos de projeto devido ao seu alto potencial de serem otimizados. Os parâmetros de laminação tem um papel importante como variáveis de projeto na otimização de compósitos laminados. Isto se deve ao fato da matriz de rigidez ser linear com relação aos mesmos. O presente trabalho tem como objetivo apresentar um método de otimização baseado em um metamodelo local quadrático utilizado para estimar uma dada função objetivo. Uma formulação analítica de obtenção dos gradientes da função com relação aos parâmetros de laminação é apresentada. A região viável dos parâmetros de laminação é analisada e bancos de laminados são utilizados a fim de evitar problemas na definição das fronteiras da região viável. Um método de combinação dos bancos de laminados também é apresentado com o intuito de permitir a utilização de laminados com grande número de camadas. O algoritmo de otimização é validado para uma placa laminada sujeita a esforços de flexão e torção puras. Em seguida, o algoritmo é utilizado na otimização da placa laminada, porém sujeita a esforços combinados de flexão e torção. Todos os resultados obtidos são apresentados e discutidos em termos de projeto de estruturas aeronáuticas.

En el campo de la robótica, se han desarrollado distintos algoritmos y métodos con el objetivo de mejorar la interacción de los robots con las personas y con su entorno de trabajo en tiempo real; es así, como el sistema reacciona y evoluciona constantemente ante cambios que podrían ocurrir durante su funcionamiento. Para alcanzar los objetivos mencionados, una de las habilidades que se le confiere a la máquina es la capacidad de detectar, registrar y reconocer objetos. La presente tesis es un trabajo de investigación aplicada que tiene como objetivo desarrollar un procedimiento que permita a un sistema robótico reconocer y detectar objetos en tiempo real dentro de un entorno controlado; para ello, nos enfocamos en utilizar dos métodos conocidos de reconocimientos de objetos (métodos SIFT y SURF) con los cuales categorizaremos un objeto de un dominio predefinido y comparamos los resultados obtenidos. Se eligieron el método SIFT y el método SURF por la similitud en los pasos que siguen para obtener la información de un objeto; cabe resaltar que el método SURF es un método alterno al SIFT. Los resultados finales mostraron una mejor predicción en la categorización utilizando el método SIFT, pero ésta requería de mayor tiempo para extraer los puntos característicos de los objetos. Por otro lado, el método SURF generaba más puntos característicos de los objetos y en mejor tiempo. La extracción de puntos de interés se analizó en tiempo real; mientras, que la etapa de categorización no consideró este parámetro, sino la cantidad de puntos de interés necesarios para predecir con exactitud la categoría de un objeto. / Tesis

La generación de números aleatorios es un punto clave en los sistemas criptográficos,su desempeño depende del nivel de aleatoriedad que son capaces de generar. Particularmente, en aplicaciones móviles estos generadores de números aleatorios están sujetos a fuertes restricciones a nivel de diseño de circuito integrado. En la presente tesis se realizó el diseño y simulación de un circuito generador de números aleatorios en tecnología CMOS 0.35 m para el procesador criptográfico de una tarjeta inteligente (Smart Card). El método de generación consiste en el muestreo de un oscilador con jitter elevado, el cual permite dividir al circuito en tres bloques principales. El primero de ellos es el oscilador que fija la frecuencia de muestreo cuyo periodo debe ser mucho más pequeño, en promedio, que el del oscilador con jitter elevado. El segundo bloque consiste en el circuito muestreador, implementado mediante un flip flop tipo T. El tercer bloque es el oscilador afectado por jitter del cual depende, en gran medida, la calidad de los números aleatorios generados. Este consiste en un oscilador triangular donde el ruido térmico, introducido por un par de resistencias, es amplificado. Estos tres bloques, trabajando de manera conjunta, generan los números aleatorios cuya calidad se analizó mediante los algoritmos propuestos por el National Institute of Standards and Technology (NIST) para verificar si el generador es lo suficientemente aleatorio como para ser utilizado en aplicaciones criptográficas. La estructura del presente documento se detalla a continuación. En el primer capítulo se definió el problema a resolver. En el segundo capítulo, se revisaron los conceptos teóricos fundamentales relacionados a los números aleatorios y tecnología CMOS, asimismo, se presentaron diferentes metodologías actuales de generación de números aleatorios en circuitos integrados. En el tercer capítulo, se analizó con detalle la topología a usar y se realizó su diseño respectivo. En el cuarto capítulo se hicieron las simulaciones necesarias para verificar el correcto funcionamiento del circuito y se analizaron las secuencias de números obtenidas usando los algoritmos propuestos por el NIST. Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones. / Tesis