Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-06-12T12:40:19Z No. of bitstreams: 1 2012_ThiagoFerreiraPortela.pdf: 1500626 bytes, checksum: 10f510c28cb5e25ff7f23f598a18d0a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-17T11:27:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_ThiagoFerreiraPortela.pdf: 1500626 bytes, checksum: 10f510c28cb5e25ff7f23f598a18d0a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-17T11:27:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_ThiagoFerreiraPortela.pdf: 1500626 bytes, checksum: 10f510c28cb5e25ff7f23f598a18d0a0 (MD5) / Este trabalho propõe um novo método de estimação de erros de temporização para sistemas ópticos com multiplexação em polarização, detecção coerente e modulação de fase por chaveamento em quadratura (dual-polarization quadrature phase-shift keying - DP-QPSK). Em tais sistemas, a recuperação de relógio e a equalização são operações cruciais do processo de recuperação da informação transmitida e possuem uma relação de interdependência: a equalização depende da correta amostragem do sinal, enquanto a recuperação de relógio requer a pré-compensação das distorçõe lineares para obter desempenho satisfatório. O algoritmo proposto resolve esse problema por meio da cooperação entre equalização e recuperação de relógio, utilizando os coeficientes de um equalizador adaptativo para estimar o erro de temporização do sinal recebido. O desempenho do algoritmo proposto foi validado e comparado ao desempenho do algoritmo de Gardner utilizando dados experimentais gerados por um sistema óptico DP-QPSK, operando à taxa de 112 Gb/s. Os dados experimentais foram cedidos pela Ericsson-Alemanha e processados de modo on-line, utilizando o software de simulação Matlab. O algoritmo proposto conseguiu sincronizar o relógio em todos os casos ava- liados, inclusive nas situações em que o algoritmo de Gardner se mostrou incapaz. No entanto, apresentou uma leve penalidade em comparação ao mesmo sinal sem erro de temporização. Ademais, constatou-se que o per´ıodo de convergência da sincronização realizada pelo algoritmo está diretamente relacionado ao comprimento do equalizador. O algoritmo proposto se mostrou uma alternativa interessante para sistemas ópticos DP-QPSK. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work proposes a novel method of timing error estimation in polarization multi- plexed quadrature phase-shift keying (DP-QPSK) optical systems that employ coherent detection. In these systems, clock recovery and equalization are two crucial operations of the information recovery process that are interdependent: equalization depends on the correct signal sampling, whereas clock recovery requires a previous linear distorti- ons’ compensation for a satisfactory performance. The proposed algorithm solves this problem by collaboration between equalization and clock recovery processes, using the equalizer coefficients to estimate the received signal timing error. The performance of the proposed algorithm was validated and compared to the per- formance of the Gardner algorithm using experimental data, generated by DP-QPSK optical systems, transmitting at 112 Gb/s. These data were provided by Ericsson- Germany and processed offline, using Matlab simulation software. The proposed al- gorithm managed to synchronize the clock in all evaluated cases, including the cases where the Gardner algorithm failed. However, it presented a slight penalty comparing to the same signal without the timing error. Also, it was found that the synchroniza- tion convergence time is directly related to the equalizer length. Thus, the proposed algorithm is an interesting alternative for DP-QPSK optical systems.

Orientador : Maria Aparecida Diniz Ehrhardt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-28T21:36:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlosNeto_Luiz_M.pdf: 1869815 bytes, checksum: 09055fcc31034188a8a833f5bce3df91 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Muitos problemas reais podem ser representados ou aproximados como um problema de programação não-linear, onde a função objetivo e/ou as restrições são não-lineares. Dentre estes podemos citar problemas de controle ótimo de produção e estoque, desenho de estruturas mecânicas, otimização de redes elétricas, modelos de risco de mercado, entre outros (ver [1]). Destes problemas, considerou-se aqueles onde as variáveis são canalizadas. Para sua resolução, estudou-se dois algoritmos: BOX-QUACAN, proposto por Friedlander, Martínez e Santos [13], do tipo região de confiança, e L-BFGS-B, de Byrd, Lu, Nocedal e Zhu [3], que trabalha com busca linear. O enfoque deste estudo está na aproximação da matriz Hessiana, necessária em ambos os códigos. O trabalho foi feito com o intuito de se obter resultados mais conclusivos em relação à performance de BOX -QUACAN com as aproximações secantes de banda para a Hessiana (BOX-QUACAN Modificado). Assim, os resultados numéricos de BOX-QUACAN Modificado foram comparados com os de L-BFGS-B juntamente com o EASY, uma versão de BOX -QUACAN que trabalha com diferenças finitas para aproximar a Hessiana / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Guido Costa Souza de Araujo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-10-24T12:49:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ottoni_GuilhermedeLima_M.pdf: 2467303 bytes, checksum: 3894457788c8896fac76459cfbda00e4 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O avanço tecnológico dos sistemas computacionais tem proporcionado o crescimento do mercado de sistemas dedicados, cada vez mais comuns no dia-a-dia das pessoas, como por exemplo em telefones celulares, palmtops e sistemas de controle automotivo. Devido às suas características, estas novas aplicações requerem sistemas que aliem baixo custo, alto desempenho e baixo consumo de potência. Uma das maneiras de atender a estes requisitos é utilizando processadores especializados. Contudo, a especialização na arquitetura dos processadores impõe novos desafios para o desenvolvimento de software para estes sistemas. Em especial, os compiladores - geralmente responsáveis pela otimização de código - precisam ser adaptados para produzir código eficiente para estes novos processadores. Na área de processamento de sinais digitais, como em telefonia celular, processadores especializados, denominados DSPs2, são amplamente utilizados. Estes processadores tipicamente possuem poucos registradores de propósito geral e modos de endereçamento bastante limitados. Além disso, muitas das suas aplicações envolvem o processamento de grandes seqüências de dados, as quais são geralmente armazenadas em vetores. Como resultado, o estudo de técnicas de otimização de referências a vetores tornou-se um problema central em compilação para DSPs. Este problema, denominado Global Array Reference Allocation (GARA), é o objeto central desta dissertação. O sub-problema central de GARA consiste em se determinar, para um dado conjunto de referências a vetores que serão alocadas a um mesmo registrador de endereçamento, o menor custo das instruções que são necessárias para manter este registrador com o endereço adequado em cada ponto do programa. Nesta dissertação, este sub-problema é modelado como um problema em grafos, e provado ser NP-difícil. Além disso, é proposto um algoritmo eficiente, baseado em programação dinâmica, para resolver este sub-problema de forma exata sob certas restrições. Com base neste algoritmo, duas técnicas são propostas para resolver o problema de GARA. Resultados experimentais, obtidos pela implementação destas técnicas no compilador GCC, comparam-nas com outros resultados da literatura. Os resultados demonstram a eficácia das técnicas propostas nesta dissertação / Abstract: The technological advances in computing systems have stimulated the growth of the embedded systems market, which is continuously becoming more ordinary in people's lives, for example in mobile phones, palmtops and automotive control systems. Because of their characteristics, these new applications demand the combination of low cost, high performance and low power consumption. One way to meet these constraints is through the design of specialized processors. However, processor specialization imposes new challenges to the development of software for these systems. In particular, compilers - generally responsible for code optimization - need to be adapted in order to produce efficient code for these new processors. In the digital signal processing arena, such as in cellular telephones, specialized processors, known as DSPs (Digital Signal Processors), are largely used. DSPs typically have few general purpose registers and very restricted addressing modes. In addition, many DSP applications include large data streams processing, which are usually stored in arrays. As a result, studing array reference optimization techniques became an important task in compiling for DSPs. This work studies this problem, known as Global Array Reference Allocation (GARA). The central GARA subproblem consists of determining, for a given set of array references to be allocated to the same address register, the minimum cost of the instructions required to keep this register with the correct address at alI program points. In this work, this subproblem is modeled as a graph theoretical problem and proved to be NP-hard. In addition, an efficient algorithm, based on dynamic programming, is proposed to optimally solve this subproblem under some restrictions. Based on this algorithm, two techniques to solve GARA are proposed. Experimental results, from the implementation of these techniques in the GCC compiler, compare them with previous work in the literature. The results show the effectiveness of the techniques proposed in this work / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Marina Lavorato de Oliveira / Banca: Carlos Roberto Mendonca Rocha / Resumo: Por se tratar de uma tarefa complexa, as instituições passaram a recorrer a diversas metaheurísticas no intuito de resolver um problema árduo e complexo que é a elaboração de grade horária. No Brasil, com o advento do desenvolvimento da microinformática a partir da década de 90, do século XX, esse problema foi tratado com o uso de ferramentas de programação linear e métodos matemáticos baseados em otimização clássica. Posteriormente, passou a ser executado pelas universidades públicas e privadas a partir de propostas computacionais, desenvolvidas para a resolução desse tipo de problema, usando técnicas fundamentadas no uso de metaheurísticas. O presente trabalho visa projetar e implementar computacionalmente um algoritmo tipo VNS (do inglês Variable Neighborhood Search) para resolver o problema de programação de horários em ambientes universitários; realizar uma análise teórica e experimental do desempenho do algoritmo VNS e discutir a aplicação desse algoritmo na otimização de outros problemas da família de problemas do tipo timetabling. Para isso foi desenvolvido um algoritmo de busca em vizinhança variável para resolver um tipo de problema da família timetabling em ambientes universitários. / Abstract: Building of timetables is a hard work to accomplish due to its complexity, so that institutions started to make use of several Metaheuristics for solving timetabling problems. In Brazil, the development of Computer Science from the Nineties, within the late 20th century, allowed to handle this kind of problem with Linear Programming Tools and Mathematical Methods based upon Classical Optimization Techniques. Afterwards, the same task was carried out by private and public universities using computational proposals based upon Metaheuristics. The aim of this work is to project and implement VNS algorithm computationally to solve timetabling problems in university environments; to provide a theoretical and experimental analysis of the VNS algorithm performance and discuss its application in order to optimize any other type of timetabling family problems. Thus, an algorithm of variable neighborhood search was developed for solving problems of timetabling family in university environments. / Mestre

Resumo: Algoritmos de diagnóstico de falhas em nível de sistema são comumente utilizados como uma estratégia de tolerância à falhas. Neles, a partir de uma série de testes, podese determinar quais unidades estão com falha e quais estão sem-falha. Os primeiros modelos de diagnóstico de falhas que surgiram eram do tipo centralizado. Nesses modelos, considera-se que uma unidade central é a única responsável por diagnosticar o estado de todas as unidades do sistema. Posteriormente, surgiram os modelos distribuídos, nos quais o diagnóstico é atribuído a algumas ou todas as unidades do sistema. Todos estes modelos foram desenvolvidos para redes estáticas e cabeadas, não sendo facilmente adaptáveis à ambientes móveis. A identificação de unidades com falha em uma rede Ad Hoc móvel é uma tarefa muito difícil. Nestas redes, as unidades se utilizam de comunicações sem _o e podem se mover livremente e de forma imprevisível. Nesse trabalho é apresentado o primeiro algoritmo distribuído e adaptativo para diagnóstico em nível de sistema baseado no modelo PMC para redes Ad Hoc, que não impõe restrições ao movimento dos nós durante todo o diagnóstico. Todos os nós podem testar, serem testados e diagnosticar os demais nós. Além disso, os nós podem ser classificados como falho, sem falha e suspeitos. Um nó é classificado como suspeito quando este deixa de responder a solicitação de teste por sair do raio de alcance das transmissões de radio do seu testador. Como a mobilidade dos nós implica em variação de distâncias entre os nós, testador e testado, as solicitações de testes e suas respostas nem sempre ocorrem de forma satisfatória. Para isso, o algoritmo utiliza-se de coordenadas geográficas para monitorar a mobilidade dos nós de forma que seja possível diferenciar falhas reais, de falhas ocorridas devido a mobilidade.

Orientador : Prof. Dr. Marcos Didonet Del Fabro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 26/05/2015 / Inclui referências : f.51-54 / Resumo: A Engenharia de Software Orientada a Modelos é uma metodologia que utiliza modelos no processo de desenvolvimento de software. Muitas operações sobre esse modelos são necessárias estabelecer links entre modelos distintos, como por exemplo, nas transformação de modelos, nas rastreabilidade de modelos e nas integração de modelos. Neste trabalho, os links são estabelecidos através da operação matching. Com os links estabelecidos é comum calcular os valores de similaridades a eles, além de se indicar um grau de igualdade entre esses links. O Similarity Flooding é um algoritmo bem estabelecido que pode aumentar a similaridade entre os links. O algoritmo é genérico e está provado sua eficiência. Contudo, ele depende de uma estrutura menos genérica para manter a sua eficiência. Neste trabalho, foram codificados 9 métodos distintos de propagações para o Similarity Flooding entre os elementos de metamodelos e modelos. Esses elementos compreendem classes, atributos, referências, instâncias e o tipo dos elementos, por exemplo, Integer, String ou Boolean. Além de verificar a viabilidade desses métodos, 2 casos de estudos são discutidos. No primeiro caso de estudo, foram executados os métodos entre os metamodelos e modelos de Mantis e Bugzilla. Em seguida, foram executados os métodos entre os metamodelos e modelos de AccountOwner e Customer. Por fim, é apresentado um estudo comparativo entre os métodos de propagações codificados com um método genérico, com o objetivo de verificar quais métodos podem ser mais (ou menos) eficiente para o Similarity Flooding, dentre os metamodelos e modelos utilizados. De acordo com os resultados, utilizando técnicas restritas de propagações do SF, as similaridades entre os links melhoraram em relação a execução genérica do algoritmo. Isso porque diminuindo a quantidade de links o SF pode ter um melhor desempenho. / Abstract: In Model-Driven Software Engineering (MDSE), different approaches can be used to establish links between elements of different models for distinct purposes, such as serving as specifications for model transformations. Once the links have been established, it is common to set up a similarity value to indicate equivalence (or lack of) between the elements. Similarity Flooding (SF) is one of the best known algorithms for enhancing the similarity of structurally similar elements. The algorithm is generic and has proven to be efficient. However, it depends on graph-based structure and a less generic encoding. We created nine generic methods to propagate the similarities between links of elements of models. These elements comprise classes, attributes, references, instances and the type of element, e.g., Integer, String or Boolean. In order to verify the viability of these methods, 2 case studies are discussed. In the first case study, we execute our methods between metamodels and models of Mantis and Bugzilla. In the following, the metamodels and models of AccountOwner and Customer are used. At the end, a comparative study of the metamodel-based encoding is presented for the purpose of verifying whether a less generic implementation, involving a lesser number of model elements, based on the metamodel and model structures, might be a viable implementation and adaptation of the SF algorithm. We compare these methods with an implementation comprising all the propagation strutures (non-restricted propagation), which are more similar (though not equivalent) to the original SF implementation. According to the results, using the restricted propagation graphs of the SF, the similarity values between the links has increased in relation to the non-restricted algorithm. This is because reducing the amount of links, will increase the propagation values between the links of elements.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2015. / Made available in DSpace on 2015-04-29T21:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333107.pdf: 16297606 bytes, checksum: 454d808d03f08650094d51715415a4c2 (MD5) Previous issue date: 2015 / Um dos principais processos utilizados no campo de processamento digital de imagens é a segmentação, processo no qual a imagem é separada em seus elementos ou partes constituintes. Na literatura, existem diferentes e bem conhecidos métodos usados para segmentação, tais como clusterização, limiarização, segmentação com redes neurais e segmentação por crescimento de regiões . No intuito de melhorar de melhorar o desempenho dos algoritmos de segmentação, um estudo sobre o efeito da aplicação de uma métrica não linear em algoritmos de segmentação foi realizado neste trabalho. Foram selecionados três algoritmos de segmentação (Mumford-Shah, Color Structure Code e Felzenszwalb and Huttenlocher) provenientes do método de crescimento de regiões e nestes se alterou a parte de análise de similaridade utilizando para tal uma métrica não linear. A métrica não linear utilizada, denominada Polinomial Mahalanobis, é uma variação da distância de Mahalanobis utilizada para medir a distância estatística entre distribuições. Uma avaliação qualitativa e uma análise empírica foram realizadas neste trabalho para comparar os resultados obtidos em termos de eficácia. Os resultados desta comparação, apresentados neste estudo, apontam uma melhoria nos resultados de segmentação obtidos pela abordagem proposta. Em termos de eficiência, foram analisados os tempos de execução dos algoritmos com e sem o aprimoramento e os resultados desta análise mostraram um aumento do tempo de execução dos algoritmos com abordagem proposta.<br> / Abstract : One of the main procedures used on digital image processing is segmentation,where the image is split into its constituent parts or objects. In the literature,there are different well-known methods used for segmentation, suchas clustering, thresholding, segmentation using neural network and segmentationusing region growing. Aiming to improve the performance of the segmentationalgorithms, a study off the effect of the application of a non-linearmetric on segmentation algorithms was performed in this work. Three segmentationalgorithms were chosen (Mumford-Shah, Color Structure Code,Felzenszwalb and Huttenlocher) originating from region growing techniques,and on those the similarity metric was enhanced with a non-linear metric.The non-linear metric used, known as Polynomial Mahalanobis, is a variationfrom the statistical Mahalanobis distance used for measure the distancebetween distributions. A qualitative evaluation and empirical analysis wasperformed in this work to compare the obtained results in terms of efficacy.The results from these comparison, presented in this study, indicate an improvementon the segmentation result obtained by the proposed approach. Interms of efficiency, the execution time of the algorithms with and without theproposed improvement were analyzed and the result of this analysis showedan increase of the execution time for the algorithms with the proposed approach.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-20T03:11:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334834.pdf: 1362711 bytes, checksum: 1e54f3bc932701ad72bcb877dd3a06c0 (MD5) Previous issue date: 2015 / Cobertura de estados é um critério de adequação de testes de software que mede a quantidade de modificações de estados feitas durante a execução dos testes que foram verificadas através de asserções. O presente trabalho propõe um algoritmo para o cálculo de cobertura de estados baseado em construções comuns a linguagens orientadas a objetos, como atribuições, retorno de métodos e chamadas de funções. O algoritmo identifica modificações de estados cobertas por asserções através de um novo cálculo de influências de atributos em métodos de uma classe baseado na extração de dependências entre identificadores existentes no código. São apresentados ainda uma extensão à definição de estado modificado levando em consideração a distinção entre atributos simples e compostos (estruturas de dados) e uma implementação do algoritmo através da instrumentação de bytecode Java. Experimentos feitos em sete projetos de código aberto mostraram a utilidade do algoritmo na identificação de atributos não verificados por asserções mas executados pelo teste. Ao inserir erros propositais nestes atributos os testes não falharam. Em uma situação real, estes erros estariam imperceptíveis pelos desenvolvedores. Os experimentos ainda mostraram que a execução do algoritmo adicionou um overhead de 20% a 33% no tempo de execução dos testes unitários, um valor abaixo dos trabalhos existentes.<br> / Abstract : State coverage is a test adequacy criterion that measures the quantity of state modifications made by a test execution that were verified by assertions. This work proposes an algorithm for state coverage based on common constructions of object-oriented languages, such as assignments, method returns and function calls. The algorithm identifies influences of an instance attribute on assertions applying a new method to compute influences of attributes on methods. This work also presents an extension to the modified state definition by applying a distinction between simple and compound types (data-structures) and an implementation of the algorithm based on instrumentation of Java bytecode. Experiments made on seven open source projects showed the validity of the algorithm in identifying attributes not verified by assertions that were executed by tests. Bugs inserted in these attributes were not captured by the tests. The results also showed that the algorithm adds an overhead of 20% and 33% at the test execution. These values are below of existent works.

Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-10-08T18:11:44Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AlgoritmoEstimaçãoDistribuição.pdf: 4257329 bytes, checksum: 46c818238b61dc57ce8e996ee4c097f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-04T16:22:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AlgoritmoEstimaçãoDistribuição.pdf: 4257329 bytes, checksum: 46c818238b61dc57ce8e996ee4c097f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-04T16:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AlgoritmoEstimaçãoDistribuição.pdf: 4257329 bytes, checksum: 46c818238b61dc57ce8e996ee4c097f8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho, propõem-se um novo algoritmo híbrido denominado Multiobjective Optimization Estimation of Distribution Algorithm Based on Bee Colonies and Clusters (MOEDABC) para resolução de problemas de otimização multiobjetivo de larga escala no domínio contínuo. Este algoritmo é inspirado na organização de uma colônia de abelhas e baseia-se nos algoritmos de estimação de distribuição. Como forma de gerar melhores soluções utiliza-se também técnicas de clusterização com a finalidade de aumentar a convergência local das soluções na fronteira Pareto. O algoritmo é baseado em quatro tipos de abelhas: as campistas, as observadoras, as nutrizes e as escoteiras, onde cada uma utiliza uma forma diferente de gerar as novas soluções. Combinando diferentes técnicas como clusterização, estimação de distribuição e algoritmos genéticos possibilitou-se um melhor aprendizado por meio de modelos probabilísticos baseados em distribuições Gaussianas e de Cauchy, obtendo assim soluções de maior qualidade. Em busca de obter maior flexibilidade do algoritmo na resolução de problemas foi introduzido um feromônio de controle responsável por controlar a proporção de cada tipo de abelhas na colônia. Comparado com outros algoritmos os resultados obtidos demonstram que o algoritmo proposto apresenta uma maior velocidade de convergência e uma melhor distribuição das soluções na fronteira Pareto conforme os indicadores utilizados. _______________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this paper, are proposed a new hybrid optimization algorithm denominated Multiobjective Estimation of Distribution Algorithm based on Bee Colonies and Clusters (MOEDABC) to solve large scale multi-objective optimization problems in continuous domain. This algorithm is inspired in the organization of a bee colony and is based on estimation of distribution algorithms. As a way to generate better solutions also employ the clustering methods in order to increase the local convergence of the solutions in the Pareto front. The algorithm is based in four types of bees, the employer, the onlookers, the nursings and scouts, each a of which uses differents way of generating new solutions. Combining different techniques such as clustering, estimation of distribution algorithms and genetic algorithms was possible a better learning through probabilistic models based on Gaussian distributions and Cauchy, thus obtaining higher quality solutions. In search of greater flexibility of the algorithm in solving problems we introduce a pheromone control that is responsible for controlling the proportion of each type of bees in the colony. Compared with other algorithms the results obtained show that the proposed algorithm shows a faster convergence and a better distribution of solutions in the front Pareto according to the metrics used.

Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Computação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-02-16T17:53:54Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AlgorismosExatosHeurísticos.pdf: 1324128 bytes, checksum: d6be4d92516819c254e0a44cfaa3a120 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-02-19T13:16:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AlgorismosExatosHeurísticos.pdf: 1324128 bytes, checksum: d6be4d92516819c254e0a44cfaa3a120 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-19T13:16:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AlgorismosExatosHeurísticos.pdf: 1324128 bytes, checksum: d6be4d92516819c254e0a44cfaa3a120 (MD5) Previous issue date: 2015 / O presente trabalho trata do projeto, implementação e avaliação de algoritmos exatos e heur ísticos, sequenciais e paralelos, para a resolu c~ao do problema da enumera c~ao de cliques com peso acima de um limiar (PECPL). Esse problema considera um grafo com vertices ponderados, onde o objetivo e encontrar todos os cliques maximais com peso acima de um limiar. Os algoritmos estudados neste trabalho são aplicados na separa ção de cortes no contexto de Programa ção Inteira. Encontrar todos os cliques acima de um dado peso e equivalente ao problema de encontrar todas as desigualdades violadas de clique. Foram desenvolvidas adapta ções em algoritmos conhecidos na literatura, para a resolução do problema. Para o algoritmo de Bron-Kerbosch, uma adapta c~ao foi realizada para resolver o PECPL. Al em disso, v arias melhorias foram propostas a m de melhorar a efi ciência na resolu ção das instâncias do problema. Foram propostas uma versão iterativa do algoritmo, originalmente recursivo, e uma versão paralela. O algoritmo de Ostergard e a heur stica busca tabu com multi-vizinhanças tamb ém foram implementados e modi ficados para re etir o problema abordado no presente trabalho. Por m, a metaheur stica Simulated Annealing foi proposta e desenvolvida utilizando-se das mesmas estruturas de vizinhan ca utilizadas na heur stica busca tabu com multivizinhanças. A diferen ça das duas t ecnicas est a na estrat égia de resolu ção do problema: enquanto a primeira utiliza-se do conceito de lista tabu, a ultima simula o processo de recozimento de metais. Nos experimentos computacionais, foram utilizadas 7292 instâncias, oriundas de quatro conjuntos referentes a separa ção de cortes em problemas formulados por meio do uso de programa c~ao inteira. Os experimentos foram conduzidos em duas partes: em um primeiro momento, as instâncias foram utilizadas para resolu ção do PECPL. Posteriormente, o foco foi a resolu ção do problema do clique de peso m áximo (PCPM). Quanto a resolu c~ao do PECPL, os resultados obtidos comprovam a efi ciência do algoritmo de Bron-Kerbosch, quando comparado aos demais algoritmos, ao encontrar a solu ção ótima para todas as instâncias e em um tempo consideravelmente menor do que as outras t ecnicas. Quando a an alise dos resultados foi direcionada a resolu c~ao do PCPM, todas as t écnicas implementadas obtiveram bons resultados, com destaque para a heur stica busca tabu com multi-vizinhan cas, a qual resolveu todas as instâncias de forma ótima, com o menor tempo computacional em rela c~ao as demais abordagens. Como trabalhos futuros, são sugeridos a ado c~ao de operadores l ogicos para a representa c~ao do grafo no algoritmo de Bron-Kerbosch, a melhoria da vers~ao paralela do algoritmo e o estudo do projeto das metaheurí sticas Simulated Annealing e busca tabu. __________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : This work deals with the design, implementation and evaluation of exact and heuristic algorithms, sequential and parallel to the resolution of clique enumeration problem with weight above a threshold (PECPL). This problem considers a graph with weighted vertices, where the goal is to nd all maximal cliques with weight above a threshold. The algorithms studied in this work are applied in the separation cuts in the context of Integer Programming. Find all clique above a certain weight is equivalent to the problem of nding all the inequalities violated clique. Adaptations were developed algorithms known in the literature, to solve the problem. For the Bron-Kerbosch algorithm, an adaptation was made to solve the PECPL. In addition, several improvements were proposed in order to improve e ciency in the resolution of problem instances. It has been proposed an iterative version of the algorithm, recursive originally, and a parallel version. The Ostergard algorithm and multi-neighborhoods tabu search heuristic were also implemented and modi ed to re ect the problem addressed in this paper. Finally, the Simulated Annealing metaheuristic was proposed and developed using the same neighborhood structures used in multi-neighborhoods tabu search heuristic. The di erence of the two techniques is in solving strategy problem: while the rst is used the concept of tabu list, the last simulates the process of annealing of metals. In the computational experiments, we used 7292 instances, belonging to four sets related to the separation cuts in problems formulated by using integer programming. The experiments were conducted in two parts: at rst, the instances were used for solving the PECPL. Later, the focus was on resolving the maximum weight clique problem (PCPM). As for the resolution of the PECPL, the results prove the e ciency of Bron-Kerbosch algorithm, when compared to other algorithms to nd the optimal solution for all instances and in a considerably shorter time than the other techniques. When analyzing the results was directed to resolving the PCPM, all techniques implemented performed well, particularly the multi-neighborhoods tabu search heuristic, which solved all instances optimally with less computational time compared to other approaches. As future work, it is suggested the adoption of logical operators for the representation of the graph in Bron-Kerbosch algorithm, improved parallel version of the algorithm and the study design of simulated annealing and tabu search metaheuristics.