Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-08-30T19:22:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Israel Batista Freitas da Silva.pdf: 1433243 bytes, checksum: 5b1ac5501cae385e4811343e1426e6c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Israel Batista Freitas da Silva.pdf: 1433243 bytes, checksum: 5b1ac5501cae385e4811343e1426e6c9 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / CNPQ, FACEPE. / Hoje em dia, há um exponencial crescimento do volume de informação no mundo. Esta explosão cria uma demanda por técnicas mais eficientes de indexação e consulta de dados, uma vez que, para serem úteis, eles precisarão ser manipuláveis. Casamento de padrões se refere à busca de um texto menor (padrão) em um texto muito maior (texto), reportando a quantidade de ocorrências e/ou as localizações das ocorrências. Para tal, pode-se construir uma estrutura chamada índice que pré-processará o texto e permitirá que consultas sejam feitas eficientemente. A eficiência prática de um índice, além da sua eficiência teórica, pode definir o quão utilizado ele será, e isto está diretamente ligado a como ele se comporta nas arquiteturas dos computadores atuais. O principal objetivo deste estudo é analisar o uso da estrutura Wavelet Tree como índice avaliando o impacto da reorganização interna dos seus dados quanto à localidade espacial e, assim propor formas de organização que reduzam efetivamente a quantidade de cache misses ocorridos na execução de operações neste índice. Através de análises empíricas com dados simulados e dados textuais obtidos de dois repositórios públicos, avaliou-se alguns aspectos de cinco tipos de organizações para os dados da estrutura com o objetivo de compará-las quanto ao tempo de execução e quantidade de cache misses ocorridos. Adicionalmente, uma análise teórica da complexidade da quantidade de cache misses ocorridos para operação de consulta de um padrão é descrita para uma das organizações propostas. Dois experimentos realizados sugerem comportamentos assintóticos para duas das organizações analisadas. Um terceiro experimento executado mostra que, para quatro das cinco organizações apresentadas, houve uma sistemática redução na quantidade de cache misses ocorridos para a cache de menor nível. Entretanto a redução de cache misses para cache de menor nível não se refletiu integralmente numa diferença no tempo de execução das operações, tendo sido esta menos significativa, nem na quantidade de cache misses ocorridos na cache de maior nível, onde houveram variações positivas e negativas.Os resultados obtidos permitem concluir que a escolha de uma representação adequada pode acarretar numa melhora significativa de utilização da cache. Diferentemente do modelo teórico, o custo de acesso à memória responde apenas por uma fração do tempo de computação das operações sobre as Wavelet Trees, pelo que a diminuição no número de cache misses não se traduziu integralmente no tempo de execução. No entanto, este fator pode ser crítico em situações mais extremas de utilização de memória. / Today, there is an exponential growth in the volume of information in the world. This increase creates the demand for more efficient indexing and querying techniques, since, to be useful, that data needs to be manageable. Pattern matching means searching for a string (pattern) in a much bigger string (text), reporting the number of occurrences and/or its locations. To do that, we need to build a data structure known as index. This structure will preprocess the text to allow for efficient queries. The adoption of an index depends heavily on its efficiency, and this is directly related to how well it performs on current machine architectures. The main objective of this work is to analyze the Wavelet Tree data structure as an index, assessing the impact of its internal organization with respect to spatial locality, and propose ways to organize its data as to reduce the amount of cache misses incurred by its operations. We performed an empirical analysis using both real and simulated textual data to compare the running time and cache behavior of Wavelet Trees using five different proposals of internal data layout. A theoretical analysis about the cache complexity of a query operation is also presented for the most efficient layout. Two experiments suggest good asymptotic behavior for two of the analyzed layouts. A third experiment shows that for four of the five layouts, there was a systematic reduction in the number of cache misses for the lowest level cache. Despite this, this reduction was not reflected in the runtime, neither in the performance for the highest level cache. The results obtained allow us to conclude that the choice of a suitable layout can lead to a significant improvement in cache usage. Unlike the theoretical model, however, the cost of memory access only accounts for a fraction of the operations’ computation time on the Wavelet Trees, so the decrease in the number of cache misses did not translate fully into gains in the execution time. However, this factor can still be critical in more extreme memory utilization situations.

Neste trabalho, são propostos e analisados algoritmos autodidatas eficientes para a equalização de canais de comunicação, considerando a transmissão de sinais QAM (quadrature amplitude modulation). Suas funções de erro são construídas de forma a fazer com que o erro de estimação seja igual a zero nas coordenadas dos símbolos da constelação. Essa característica os possibilita ter um desempenho similar ao de um algoritmo de equalização supervisionada como o NLMS (normalized least mean-square), independentemente da ordem da constelação QAM. Verifica-se analiticamente que, sob certas condições favoráveis para a equalização, os vetores de coeficientes dos algoritmos propostos e a correspondente solução de Wiener são colineares. Além disso, usando a informação da estimativa do símbolo transmitido e de seus símbolos vizinhos, esquemas de baixo custo computacional são propostos para aumentar a velocidade de convergência dos algoritmos. No caso do algoritmo baseado no critério do módulo constante, evita-se sua divergência através de um mecanismo que descarta estimativas inconsistentes dos símbolos transmitidos. Adicionalmente, apresenta-se uma análise de rastreio (tracking), que permite obter expressões analíticas para o erro quadrático médio em excesso dos algoritmos propostos em ambientes estacionários e não-estacionários. Através dessas expressões, verifica-se que com sobreamostragem, ausência de ruído e ambiente estacionário, os algoritmos propostos podem alcançar a equalização perfeita, independentemente da ordem da constelação QAM. Os algoritmos são estendidos para a adaptação conjunta dos filtros direto e de realimentação do equalizador de decisão realimentada, levando-se em conta um mecanismo que evita soluções degeneradas. Resultados de simulação sugerem que a utilização dos esquemas aqui propostos pode ser vantajosa na recuperação de sinais QAM, fazendo com que seja desnecessário o chaveamento para o algoritmo de decisão direta. / In this work, we propose efficient blind algorithms for equalization of communication channels, considering the transmission of QAM (quadrature amplitude modulation) signals. Their error functions are constructed in order to make the estimation error equal to zero at the coordinates of the constellation symbols. This characteristic enables the proposed algorithms to have a similar performance to that of a supervised equalization algorithm as the NLMS (normalized least mean-square), independently of the QAM order. Under some favorable conditions, we verify analytically that the coefficient vector of the proposed algorithms are collinear with the Wiener solution. Furthermore, using the information of the symbol estimate in conjunction with its neighborhood, we propose schemes of low computational cost in order to improve their convergence rate. The divergence of the constant-modulus based algorithm is avoided by using a mechanism, which disregards nonconsistent estimates of the transmitted symbols. Additionally, we present a tracking analysis in which we obtain analytical expressions for the excess mean-square error in stationary and nonstationary environments. From these expressions, we verify that using a fractionally-spaced equalizer in a noiseless stationary environment, the proposed algorithms can achieve perfect equalization, independently of the QAM order. The algorithms are extended to jointly adapt the feedforward and feedback filters of the decision feedback equalizer, taking into account a mechanism to avoid degenerative solutions. Simulation results suggest that the proposed schemes may be advantageously used to recover QAM signals and make the switching to the decision direct mode unnecessary.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-09-04T13:42:58Z No. of bitstreams: 1 Watson Robert.pdf: 2699368 bytes, checksum: cf204eec3df50b251f4adbbbd380ffd0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T13:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Watson Robert.pdf: 2699368 bytes, checksum: cf204eec3df50b251f4adbbbd380ffd0 (MD5) Previous issue date: 2014-08-21 / Due to the demand for high-performance equipments and the rising cost of energy, the industrial sector is developing equipments to attend minimization of the theirs operational costs. The implementation of these requirements generate a demand for projects and implementations of high-performance control systems. The optimal control theory is an alternative to solve this problem, because in its design considers the normative specifications of the system design, as well as those that are related to the operational costs. Motivated by these perspectives, it is presented the study of methods and the development of algorithms to the approximated solution of the Equation Hamilton-Jacobi-Bellman, in the form of discrete Riccati equation, model free and dependent of the dynamic system. The proposed solutions are developed in the context of adaptive dynamic programming that are based on the methods for online design of optimal control systems, Discrete Linear Quadratic Regulator type. The proposed approach is evaluated in multivariable models of the dynamic systems to evaluate the perspectives of the optimal control law for online implementations. / Devido a demanda por equipamentos de alto desempenho e o custo crescente da energia, o setor industrial desenvolve equipamentos que atendem a minimização dos seus custos operacionais. A implantação destas exigências geram uma demanda por projetos e implementações de sistemas de controle de alto desempenho. A teoria de controle ótimo é uma alternativa para solucionar este problema, porque considera no seu projeto as especificações normativas de projeto do sistema, como também as relativas aos seus custos operacionais. Motivado por estas perspectivas, apresenta-se o estudo de métodos e o desenvolvimento de algoritmos para solução aproximada da Equação Hamilton-Jacobi-Bellman, do tipo Equação Discreta de Riccati, livre e dependente de modelo do sistema dinâmico. As soluções propostas são desenvolvidas no contexto de programação dinâmica adaptativa (ADP) que baseiam-se nos métodos para o projeto on-line de Controladores Ótimos, do tipo Regulador Linear Quadrático Discreto. A abordagem proposta é avaliada em modelos de sistemas dinâmicos multivariáveis, tendo em vista a implementação on-line de leis de controle ótimo.

Neste trabalho, são propostos e analisados algoritmos autodidatas eficientes para a equalização de canais de comunicação, considerando a transmissão de sinais QAM (quadrature amplitude modulation). Suas funções de erro são construídas de forma a fazer com que o erro de estimação seja igual a zero nas coordenadas dos símbolos da constelação. Essa característica os possibilita ter um desempenho similar ao de um algoritmo de equalização supervisionada como o NLMS (normalized least mean-square), independentemente da ordem da constelação QAM. Verifica-se analiticamente que, sob certas condições favoráveis para a equalização, os vetores de coeficientes dos algoritmos propostos e a correspondente solução de Wiener são colineares. Além disso, usando a informação da estimativa do símbolo transmitido e de seus símbolos vizinhos, esquemas de baixo custo computacional são propostos para aumentar a velocidade de convergência dos algoritmos. No caso do algoritmo baseado no critério do módulo constante, evita-se sua divergência através de um mecanismo que descarta estimativas inconsistentes dos símbolos transmitidos. Adicionalmente, apresenta-se uma análise de rastreio (tracking), que permite obter expressões analíticas para o erro quadrático médio em excesso dos algoritmos propostos em ambientes estacionários e não-estacionários. Através dessas expressões, verifica-se que com sobreamostragem, ausência de ruído e ambiente estacionário, os algoritmos propostos podem alcançar a equalização perfeita, independentemente da ordem da constelação QAM. Os algoritmos são estendidos para a adaptação conjunta dos filtros direto e de realimentação do equalizador de decisão realimentada, levando-se em conta um mecanismo que evita soluções degeneradas. Resultados de simulação sugerem que a utilização dos esquemas aqui propostos pode ser vantajosa na recuperação de sinais QAM, fazendo com que seja desnecessário o chaveamento para o algoritmo de decisão direta. / In this work, we propose efficient blind algorithms for equalization of communication channels, considering the transmission of QAM (quadrature amplitude modulation) signals. Their error functions are constructed in order to make the estimation error equal to zero at the coordinates of the constellation symbols. This characteristic enables the proposed algorithms to have a similar performance to that of a supervised equalization algorithm as the NLMS (normalized least mean-square), independently of the QAM order. Under some favorable conditions, we verify analytically that the coefficient vector of the proposed algorithms are collinear with the Wiener solution. Furthermore, using the information of the symbol estimate in conjunction with its neighborhood, we propose schemes of low computational cost in order to improve their convergence rate. The divergence of the constant-modulus based algorithm is avoided by using a mechanism, which disregards nonconsistent estimates of the transmitted symbols. Additionally, we present a tracking analysis in which we obtain analytical expressions for the excess mean-square error in stationary and nonstationary environments. From these expressions, we verify that using a fractionally-spaced equalizer in a noiseless stationary environment, the proposed algorithms can achieve perfect equalization, independently of the QAM order. The algorithms are extended to jointly adapt the feedforward and feedback filters of the decision feedback equalizer, taking into account a mechanism to avoid degenerative solutions. Simulation results suggest that the proposed schemes may be advantageously used to recover QAM signals and make the switching to the decision direct mode unnecessary.

Orientador: Jacques Wainer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Masago_FabioKenji_M.pdf: 2909118 bytes, checksum: 6db84a869c4da011cf0f5cd7114bcf63 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Uma patente é um documento sobre uma propriedade de criação concedida pelo Estado aos autores, que impede terceiros a produzir, utilizar, comercializar, importar e exportar a invenção descrita sem a devida autorização do titular do documento. Um estudo na área econômico muito empregado é a utilização de patentes para medir a importância ou impacto tecnológico de um campo inovativo de uma entidade ou nação. Pode-se afirmar que as patentes são como uma espécie de medidores do nível inventivo e as citações contidas nas patentes são um meio para medir o fluxo ou os impactos do conhecimento de um país ou firma, assim como, avaliar tendências de um campo tecnológico. A presente dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta para auxiliar no procedimento de análise de patentes, abordando a aplicabilidade do método Latent Dirichlet Allocation (LDA) para o processo de similaridade de patentes. O sistema computacional denominado Odysseýs verifica a similaridade entre uma determinada patente dada pelo usuário e um grupo de documentos, ordenando-os conforme o seu grau de semelhança em relação à patente em avaliação. Além disso, o software permite, de forma não supervisionada, a geração de redes de citações de patentes por meio de buscas de um conjunto de patentes correlacionadas na base de dados do United States Patent and Trademark Office (USPTO) a partir de uma consulta designada pelo usuário, utilizando essas patentes para a análise de similaridade e, também, para a geração da rede de fluxo de conhecimento. A inexistência de softwares nacionais específicos para o processamento de patentes e as poucas ferramentas auxiliares para a análise de tais documentos foram às principais motivações para o desenvolvimento do projeto / Abstract: A patent is a document about an invention's property given by the state to authors, preventing others from producing, using, commercialize, importing and exporting the described invention without a permission of the document's owner. A study in the economic area frequently used is the use of patents to measure importance or technological impact of an innovative field of an entity or nation. Thus, can be asserted that patents are a kind of inventive level meter and their citations is a form of measuring a country's or firm's flow or the impact of knowledge, as well as evaluate trends in a certain technological field. This thesis presents a computational tool to assist in the process of patents analysis, approaching the applicability of the method Latent Dirichlet Allocation (LDA) for the similarity of patents. The computational system called Odysseýs evaluates the similarity between a patent given by the user and a group of documents, ordering them according to their similarity degree in relation to evaluated patent. In addition, the software allows, in an unsupervised manner, generate a patent citation's network by searches for a set of related patents in the database United States Patent and Trademark Office (USPTO) through a query designated by the user applying those patents to the similarity analysis, and also for generation of a knowledge flow network. The inexistence of national software for patent processing and only a few auxiliary tools for the analysis of such documents were the main motivations for the development of this project / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-30T15:33:12Z No. of bitstreams: 1 Patricia Helena.pdf: 11110405 bytes, checksum: ca1f067231658f897d84b86181dbf1b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T15:33:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia Helena.pdf: 11110405 bytes, checksum: ca1f067231658f897d84b86181dbf1b9 (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / In this thesis a proposal of an uni ed approach of dynamic programming, reinforcement learning and function approximation theories aiming at the development of methods and algorithms for design of optimal control systems is presented. This approach is presented in the approximate dynamic programming context that allows approximating the optimal feedback solution as to reduce the computational complexity associated to the conventional dynamic programming methods for optimal control of multivariable systems. Speci cally, in the state and action dependent heuristic dynamic programming framework, this proposal is oriented for the development of online approximated solutions, numerically stable, of the Riccati-type Hamilton-Jacobi-Bellman equation associated to the discrete linear quadratic regulator problem which is based on a formulation that combines value function estimates by means of a RLS (Recursive Least-Squares) structure, temporal di erences and policy improvements. The development of the proposed methodologies, in this work, is focused mainly on the UDU T factorization that is inserted in this framework to improve the RLS estimation process of optimal decision policies of the discrete linear quadratic regulator, by circumventing convergence and numerical stability problems related to the covariance matrix ill-conditioning of the RLS approach. / Apresenta-se nesta tese uma proposta de uma abordagem uni cada de teorias de programação dinâmica, aprendizagem por reforço e aproximação de função que tem por objetivo o desenvolvimento de métodos e algoritmos para projeto online de sistemas de controle ótimo. Esta abordagem é apresentada no contexto de programação dinâmica aproximada que permite aproximar a solução de realimentação ótima de modo a reduzir a complexidade computacional associada com métodos convencionais de programação dinâmica para controle ótimo de sistemas multivariáveis. Especi camente, no quadro de programação dinâmica heurística e programação dinâmica heurística dependente de ação, esta proposta é orientada para o desenvolvimento de soluções aproximadas online, numericamente estáveis, da equação de Hamilton-Jacobi-Bellman do tipo Riccati associada ao problema do regulador linear quadrático discreto que tem por base uma formulação que combina estimativas da função valor por meio de uma estrutura RLS (do inglês Recursive Least-Squares), diferenças temporais e melhorias de política. O desenvolvimento das metodologias propostas, neste trabalho, tem seu foco principal voltado para a fatoração UDU T que é inserida neste quadro para melhorar o processo de estimação RLS de políticas de decisão ótimas do regulador linear quadrá- tico discreto, contornando-se problemas de convergência e estabilidade numérica relacionados com o mal condicionamento da matriz de covariância da abordagem RLS.