Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização em Tecnologias da Informação para Gestão Empresarial). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Univerasidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Adriano da Silva Carvalho

Com o vislumbramento de aplicações que exigiam representações em espaços multidimensionais, surgiu a necessidade de desenvolvimento de métodos de acessos eficientes a estes dados representados em R^d. Dentre as aplicações precursoras dos métodos de acessos multidimensionais, podemos citar os sistemas de geoprocessamento, aplicativos 3D e simuladores. Posteriormente, os métodos de acessos multidimensionais também apresentaram-se como uma importante ferramenta no projeto de classificadores, principalmente classificadores pelos vizinhos mais próximos. Com isso, expandiu-se o espaço de representação, que antes se limitava no máximo a quatro dimensões, para dimensionalidades superiores a mil. Dentre os vários métodos de acesso multidimensional existentes, destaca-se uma classe de métodos baseados em árvores balanceadas com representação em R^d. Estes métodos constituem evoluções da árvore de acesso unidimenisonal B-tree e herdam várias características deste último. Neste trabalho, apresentamos alguns métodos de acessos dessa classe de forma a ilustrar a idéia central destes algoritmos e propomos e implementamos um novo método de acesso, a PCA-tree. A PCA-tree utiliza uma heurística de quebra de nós baseada na extração da componente principal das amostras a serem divididas. Um hiperplano que possui essa componente principal como seu vetor normal é definido como o elemento que divide o espaço associado ao nó. A partir dessa idéia básica geramos uma estrutura de dados e algoritmos que utilizam gerenciamento de memória secundária como a B-tree. Finalmente, comparamos o desempenho da PCA-tree com o desempenho de alguns outros métodos de acesso da classe citada, e apresentamos os prós e contras deste novo método de acesso através de análise de resultados práticos. / The advent of applications demanding the representation of objects in multi-dimensional spaces fostered the development of efficient multi-dimensional access methods. Among some early applications that required multi-dimensional access methods, we can cite geo-processing systems, 3D applications and simulators. Later on, multi-dimensional access methods also became important tools in the design of classifiers, mainly of those based on nearest neighbors technique. Consequently, the dimensionality of the spaces has increased, from earlier at most four to dimensionality larger than a thousand. Among several multi-dimensional access methods, the class of approaches based on balanced tree structures with data represented in Rd has received a lot of attention. These methods constitute evolues from the B-tree for unidimensional accesses, and inherit several of its characteristics. In this work, we present some of the access methods based on balanced trees in order to illustrate the central idea of these algorithms, and we propose and implement a new multi-dimensional access method, which we call PCA-tree. It uses an heuristic to break nodes based on the principal component of the sample to be divided. A hyperplane, whose normal is the principal component, is defined as the one that will split the space represented by the node. From this basic idea we define the data structure and the algorithms for the PCA-tree employing secondary memory management, as in B-trees. Finally, we compare the performance of the PCA-tree with the performance of other methods in the cited class, and present advantages and disadvantages of the proposed access method through analysis of experimental results.

Com o vislumbramento de aplicações que exigiam representações em espaços multidimensionais, surgiu a necessidade de desenvolvimento de métodos de acessos eficientes a estes dados representados em R^d. Dentre as aplicações precursoras dos métodos de acessos multidimensionais, podemos citar os sistemas de geoprocessamento, aplicativos 3D e simuladores. Posteriormente, os métodos de acessos multidimensionais também apresentaram-se como uma importante ferramenta no projeto de classificadores, principalmente classificadores pelos vizinhos mais próximos. Com isso, expandiu-se o espaço de representação, que antes se limitava no máximo a quatro dimensões, para dimensionalidades superiores a mil. Dentre os vários métodos de acesso multidimensional existentes, destaca-se uma classe de métodos baseados em árvores balanceadas com representação em R^d. Estes métodos constituem evoluções da árvore de acesso unidimenisonal B-tree e herdam várias características deste último. Neste trabalho, apresentamos alguns métodos de acessos dessa classe de forma a ilustrar a idéia central destes algoritmos e propomos e implementamos um novo método de acesso, a PCA-tree. A PCA-tree utiliza uma heurística de quebra de nós baseada na extração da componente principal das amostras a serem divididas. Um hiperplano que possui essa componente principal como seu vetor normal é definido como o elemento que divide o espaço associado ao nó. A partir dessa idéia básica geramos uma estrutura de dados e algoritmos que utilizam gerenciamento de memória secundária como a B-tree. Finalmente, comparamos o desempenho da PCA-tree com o desempenho de alguns outros métodos de acesso da classe citada, e apresentamos os prós e contras deste novo método de acesso através de análise de resultados práticos. / The advent of applications demanding the representation of objects in multi-dimensional spaces fostered the development of efficient multi-dimensional access methods. Among some early applications that required multi-dimensional access methods, we can cite geo-processing systems, 3D applications and simulators. Later on, multi-dimensional access methods also became important tools in the design of classifiers, mainly of those based on nearest neighbors technique. Consequently, the dimensionality of the spaces has increased, from earlier at most four to dimensionality larger than a thousand. Among several multi-dimensional access methods, the class of approaches based on balanced tree structures with data represented in Rd has received a lot of attention. These methods constitute evolues from the B-tree for unidimensional accesses, and inherit several of its characteristics. In this work, we present some of the access methods based on balanced trees in order to illustrate the central idea of these algorithms, and we propose and implement a new multi-dimensional access method, which we call PCA-tree. It uses an heuristic to break nodes based on the principal component of the sample to be divided. A hyperplane, whose normal is the principal component, is defined as the one that will split the space represented by the node. From this basic idea we define the data structure and the algorithms for the PCA-tree employing secondary memory management, as in B-trees. Finally, we compare the performance of the PCA-tree with the performance of other methods in the cited class, and present advantages and disadvantages of the proposed access method through analysis of experimental results.

Some morphologic and physiological responses of Brachiaria brizantha cv. Marandu (BRA000591), BRA002844 (cv. Piatã), BRA004391 (cv. Arapoty), BRA003824, BRA003891 and B. ruziziensis BRA001911 were compared in plants grown in pots, under flooded and well-drained conditions, during five days. Flooding reduced leaf elongation rate in all the studied accessions. Under flooding leaf dry matter production was lower in all evaluated accessions, but in cv. Piatã. Root dry matter production was reduced by flooding in cv. Marandu and in BRA001911, while biomass allocated to roots was reduced by flooding only in BRA001911. It was not possible to detect differences between treatments in the percentage of biomass allocated to culms and leaves in any of the accessions. Flooding decreased the mean number of tillers in cv. Marandu, in BRA003824, BRA003891 and in BRA001911. Under flooding, relative growth rate was decreased in cv. Marandu, in BRA003824 and BRA001911. Flooding reduced net photosynthesis, stomatal conductance and transpiration of all the studied accessions, with exception of cv. Arapoty. The six accessions tested differed in their relative tolerance to flooding. Cultivar Arapoty was the relatively most tolerant. BRA001911 was the most sensitive, followed by cv. Marandu. BRA003824, BRA003891 and cv. Piatã were classified as intermediate in flooding tolerance. / Algumas respostas morfológicas e fisiológicas de cinco acessos de Brachiaria brizantha BRA000591 (cultivar Marandu), BRA002844 (cultivar Piatã), BRA004391 (cultivar Arapoty), BRA003824, BRA003891 e um acesso de Brachiaria ruziziensis BRA001911 foram comparados em plantas cultivadas em vasos, sob alagamento e solo bem drenado, durante cinco dias. O alagamento do solo reduziu a taxa de alongamento foliar de todos os acessos testados. Sob alagamento, houve queda na produção de biomassa de folhas em todos os acessos avaliados, com exceção do cv. Piatã. A produção de raízes foi reduzida pelo alagamento do solo no cv. Marandu e em BRA001911, enquanto que o alagamento diminuiu o percentual de biomassa alocado para as raízes apenas no acesso BRA001911. Para nenhum dos acessos testados foi possível detectar diferenças entre tratamentos controle e alagado na alocação de biomassa para colmos e folhas. O alagamento diminuiu o número médio de perfilhos no cv. Marandu, em BRA003824, BRA003891 e em BRA001911. Sob alagamento do solo, a taxa de crescimento relativo foi diminuída no cv. Marandu, em BRA003824 e em BRA001911. Com exceção do cultivar Arapoty, o alagamento reduziu a fotossíntese líquida, a condutância estomática e a transpiração de todos acessos estudados. Os seis acessos avaliados diferiram na tolerância relativa ao alagamento do solo. O cv. Arapoty foi o relativamente mais tolerante. O acesso BRA001911 foi o menos tolerante, seguido pelo cv. Marandu. Os acessos BRA003824, BRA003891 e o cv. Piatã foram considerados como de tolerância intermediária.

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Para se obterem cultivares resistentes, é preciso identificar as melhores fontes de resistência, ter um método de avaliação da resistência eficiente, rápido e prático, e conhecer a herança genética dessa característica. Para tanto, o trabalho teve os seguintes objetivos: a) avaliar a reação de acessos de meloeiro a D. bryoniae; b) testar métodos e tempos (dias após a inoculação) para a avaliação da reação de genótipos de meloeiro ao referido patógeno e c) determinar os valores das capacidades geral (CGC) e específica de combinação (CEC) de seis genótipos de meloeiro, a fim de avaliar o potencial desses como genitores para uso em programas de melhoramento, visando obtenção de linhagens com resistência a D. bryoniae. O trabalho dividiu-se, portanto, em três etapas, sendo a primeira o estudo da reação dos genótipos, a segunda a avaliação de métodos e dias após a inoculação, na severidade do cancro-da-haste nos genótipos e, a terceira estudar o potencial de genitores para uso em programas de melhoramento, visando obtenção de linhagens com resistência a D. bryoniae. Os experimentos foram conduzidos no Setor de Olericultura e Plantas Aromático-Medicinais e no Laboratório de Fitopatologia do Departamento de Fitossanidade, na Faculdade de Ciências Agrárias (UNESP-FCAV) – Câmpus de Jaboticabal. Pela reação, observou-se que os acessos AC-29, C160, Charentais Fom 1, PI 420145, PI 482398 e PI 532830 são resistentes a D. bryoniae, constituindo-se como importantes fontes de genes visando o desenvolvimento de cultivares resistentes. Em relação aos métodos de avaliação, pela maior rapidez, praticidade e eficiência, o método II pode ser uma ótima alternativa na avaliação da resistência e, a avaliação pode ser feita em oito dias após a inoculação. Quanto ao estudo da determinação dos valores das capacidades geral e específica de combinação de seis genótipos de meloeiro, os acessos PI 420145 e PI 482398 apresentaram estimativas negativas e significativas de CGC. Os cruzamentos JAB-11 x PI 420145, JAB-11 x PI 482398, JAB-20 x PI 140471, JAB-20 x PI 420145 e JAB-20 x PI 482398 apresentaram as melhores estimativas de CEC e podem resultar em linhagens altamente resistentes ao cancro-da-haste. / Among the diseases that affect the melon crop, the gummy stem blight, caused by Didymella bryoniae, is currently considered the most important and causal agent of substantial losses. In this context, the use of resistant appears as an advisable strategy in the integrated management of the disease. In the process to obtain resistant cultivars, it is necessary primarily to identify reliable sources of resistance and use an appropriate method to effectively evaluate the plant-pathogen interaction; the methodology must be fast, convenient and compatible with the genetic inheritance of this characteristic. Under this viewpoint, the present work had the following objectives: a) evaluation of melon accesses for resistance to D. bryoniae. b) adjustment of methodology, including the appropriate time (days after inoculation) to the evaluate the reaction of melon genotypes to the pathogen; c) estimation of the effects of general combining ability (GCA) and specific combining ability (CEC) in a diallel cross among six lines of muskmelon to provide basic information for their use as parents in breeding programs toward the development of line with resistance to D. bryoniae. The experiments were conducted in the Setor de Olericultura e Plantas Aromático-Medicinais e no Laboratório do Departamento de Fitossanidade, na Faculdade de Ciências Agrárias (UNESP-FCAV) – Câmpus de Jaboticabal. The results regarding the reaction to gummy stem blight identified the access AC-29, C160, Charentais Fom 1, PI 420145, PI 482398 and PI 532830 as resistant to D. bryoniae and thus indicated as important sources of genes for the development of resistant cultivars. Considering the two methods of evaluation and their particularities (expended time, convenience and efficiency), Method II was considered the most indicated to evaluate the resistance reaction; it allows the removal of plants from the humid chamber three days after inoculation. Results from the diallel analysis showed the accesses PI 420145 and PI 482398 with negative and significant estimates of GCA; the crosses JAB-11 x PI 420145, JAB-11 x PI 482398, JAB-20 x PI 140471, JAB-20 x PI 420145 and AB-20 x PI 482398 showed the best estimates of CEC. Negative estimates of both GCA and CEC are in the desirable direction of resistance.