Orientador: Raul Vinhas Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:10:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Steiner_RenatoMiranda_M.pdf: 2911331 bytes, checksum: f37192c3e00e737a230072ffd04287be (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta dissertação trata do dimensionamento inicial de tráfego em redes de caminhos ópticos WDM (Wavelength Division Multiplexing) comutadas por comprimento de onda com proteção de caminhos. Fazemos uma introdução das tecnologias chave e dos principais aspectos de planejamento da rede. Apresentamos algumas opções de provisionamento de transporte para diversas arquiteturas de redes clientes. O problema de roteamento e designação de comprimento de onda (RWA ¿ Routing and Wavelength Assignment) é apresentado, e são comparados modelos de programação inteira mista (MILP ¿ Mixed Integer Linear Program) com formulações nó-arco e arco-caminho. A formulação arco-caminho é expandida para incorporar capacidade para proteção compartilhada e dedicada no RWA, em mais dois MILPs. Um algoritmo gerador de rotas alternativas conveniente ao problema foi elaborado. Comparamos diferentes esquemas de restauração de tráfego: pré-configurado 1+1, pré-configurado 1:1, e pré planejado 1:1 e 1:N. A modelagem de proteção/restauração é aplicada a uma rede de 15 nós. Todos os algoritmos foram implementados na linguagem de modelagem AMPL/CPLEX / Abstract: This dissertation is a study about the initial traffic deployment in wavelength-routed WDM (Wavelength Division Multiplexing) optical networks with path protection. We make an introduction of the key technologies and the major network planning aspects. We introduce some architectures for transport provisioning to various client network architectures. The RWA (Routing and Wavelength Assignment) problem is introduced, and node-link and link-path MILP (Mixed Integer Linear Program) formulations are compared. The link-path formulation is expanded to incorporate dedicated and spare capacity in the RWA, in more two MILPs. An algorithm for generation of alternative routes convenient to the problem was elaborated. Different traffic restoration schemes are compared: 1+1, pre-configured 1:1, and pre-planned 1:1 and 1:N. The protection/restoration framework is applied to a 15 nodes network. All the algorithms were implemented on the AMPL/CPLEX modelling language / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Plinio de Oliveira Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-07T19:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_AndreiaCristina_D.pdf: 576297 bytes, checksum: 445154b7e26e801e909854c976d31c45 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho são estudadas varias das identidades do tipo Rogers-Ramanujan dadas por Slater. Em 1985, Andrews, introduziram um método geral para se estender para duas variáveis identidades desse tipo de modo a se obter, como casos especiais, certas importantes funções de Ramanujan. Santos, em 1991, forneceu conjecturas para varias das famílias de polinômios que surgem nestas extensões tendo provado algumas delas. Sills, em sua tese de doutorado, em 2002, implementou procedimentos que permitem a demonstra¸c¿ao das conjecturas dadas por Santos. No presente trabalho, de forma diferente daquela dada por Andrews, s¿ao introduzidos parâmetros nas somas que aparecem nestas identidades, de modo a se obter, em cada caso, funções geradoras que fornecem interpretações combinatórias para partições onde ¿números¿s¿ao vistos como ¿vetores¿e que fornecem, para especiais valores dos parâmetros, interpretações novas para muitas das identidades de Slater / Abstract: In this work many of the identities of the Rogers-Ramanujan type given by Slater are considered. In 1985, Andrews, introduced a general method in other to extend to two variables identities of this type in order to get, as special cases, some important functions of Ramanujan. Santos, in 1991, gave conjectures for many of the family of polynomials that appears in those extensions providing the proofs for some of them. Sills, in his Ph.D. thesis in 2002 ,has implemented procedures allowing the proofs of the conjectures given by Santos. In the present work, in a form different from the one given by Andrews, parameters are introduced in the sums of the identities in such a way to get, in each case, generating functions giving combinatorial interpretations for partitions where ¿numbers¿are represented as ¿vectors¿and that can give, as special cases, combinatorial interpretations for many of the identities given by Slater / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Rafael Santos Mendes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T23:46:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Portugal_DeniseSoderoVinhas_D.pdf: 1731980 bytes, checksum: 98f3bdce8b6d0d6e00e2c6c96ba968f7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Uma metodologia para obter um escalonamento cíclico em Sistemas a Eventos Discretos é proposta neste trabalho. Esta metodologia parte de uma rede de Petri que modela minimamente um sistema a eventos discretos funcionando em regime periódico. O método identifica quais são as redes que podem ser tratadas por ele. As redes de Petri tratáveis serão decompostas em subredes identificadas por processos, que são classificados de acordo com suas topologias, o que permite a modelagemdo escalonamento cíclico do sistema através de uma modelagem em programação linear inteira mista. Este modelo em MILP será implementado no software GAMS. Alguns exemplos tirados da literatura serão usados para mostrar e testar a aplicação desta metodologia / Abstract: A methodology to obtain a cyclic scheduling in Discrete Events Systems is proposed in this work. This methodology initializes with a Petri netmodeling a discrete events system functioning with periodic processing. The method identifieswhich are the nets that can be treaties by him. The ¿tractable¿ Petri nets will be decomposed in subnets identified by process, which are classified according to its topologies, that permits us tomodel the cyclic scheduling of the systemby amixed integer linear programming model. This model in MILP will be implemented using software GAMS. Some examples from the literature will be used to show and to test the application of this methodology / Doutorado / Automação Industrial / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: José Plínio de Oliveira Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:40:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_MarcusViniciusSilva_M.pdf: 918557 bytes, checksum: de0f1627892732c764e7f5046966336f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nosso objetivo, nesse trabalho, é o de fazer um estudo sobre o método do crivo. A motivação reside no desejo de aplicar essas ideias a uma situação particular. Dividimos nosso trabalho em três partes. Na primeira fornecemos apenas as definições e con- ceitos básicos. Na segunda apresentamos o principio da inclusão-exclusão que embora sendo algo bastante conhecido merece destaque especial dada a sua importância como ferramenta no nosso trabalho. Na terceira e última parte, fazemos uma contextualização histórica e uma descrição da evolução das ideias do crivo de Eratóstenes-Legendre. A escolha desse crivo, dentre tantos outros, foi feita tendo em vista dois pontos. O primeiro é que o crivo de Eratóstenes-Legendre é o mais simples dentre os crivos estudados na teoria dos crivos. O segundo ponto está relacionado com o fato deste crivo fornecer a ideia geral dos crivos combinatoriais, uma vez que os crivos mais sofisticados são extensões de suas ideias básicas / Abstract: Our aim in this work is to make a study about the sieve method. The motivation lies in the intent of applying this idea in a particular situation. We splitted the study into three parts. The first part deals with definitions and basic concepts. In the second we present the principle of inclusion-exclusion while being something well known deserves special mention given its importance as a tool in our work. In the third and final part, we make a historical contextualization and a description of the evolution of the sieve Eratosthenes- Legendre ideas. The choice of sieve, among many others, has been made taking into account two points. The first is that the Eratosthenes-Legendre sieve is the simplest among the sieves studied the theory of sieves. The second point is related to the fact that this sieve provide the general idea of combinatorial sieve, since the more sophisticated sieves are extensions of its basic idea / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestre em Matemática Aplicada

O problema de corte consiste no corte de objetos maiores para produção de peças menores, de modo que uma certa função objetivo seja otimizada, por exemplo, a perda seja minimizada. O problema de empacotamento pode também ser visto como um problema de corte, onde as peças menores são arranjadas dentro dos objetos. Uma abordagem em grafo E/OU para a resolução de problemas de corte e empacotamento foi proposta inicialmente por Morabito (1989) para problemas de corte bidimensionais e, mais tarde, estendida para problemas tridimensionais (Morabito, 1992). Nesta abordagem foi utilizada uma técnica de busca híbrida, onde se combinou a busca em profundidade primeiro com limite de profundidade e a busca hill-climbing, utilizando-se heurísticas baseadas nos limitantes superiores e inferiores. Experiências computacionais mostraram a viabilidade de uso na prática desta abordagem. Mais tarde, Arenales (1993) generalizou esta a abordagem em grafo E/OU mostrando como diferentes problemas de corte poderiam ser resolvidos, independentemente da dimensão, formas dos objetos e itens, baseado em simples hipóteses, sem realizar, entretanto, estudos computacionais. O presente trabalho tem por objetivo estender a abordagem em grafo E/OU para tratar outros casos não analisados pelos trabalhos anteriores, tais como situações envolvendo diferentes processos de corte, bem como a implementação computacional de métodos baseados na abordagem em grafo E/OU, mostrando, assim, a versatilidade da abordagem para tratar diversas situações práticas de problemas de corte e sua viabilidade computacional. / The cutting problem consists of cutting larger objects in order to produce smaller pieces, in such a way as to optimizing a given objective function, for example, minimizing the waste. The packing problem can also be seen as a cutting problem, where the position that each smaller piece is arranged inside of the objects can be seen as the place it was cut from. An AND/OR-graph approach to solve cutting and packing problems was initially proposed by Morabito (1989) for two-dimensional cutting problem and, later, extended to threedimensional problems (Morabito, 1992). That approach uses a hybrid search, which combines depth-first search under depth bound and hill-climbing strategy. Heuristics were devised based on upper and lower bounds. Computational experiences demonstrated its practical feasibility. The AND/OR-graph approach was later generalized by Arenales (1993) based on simple hypothesis. He showed that different cutting problems Gould be solved using the AND/ORgraph approach, independently of the dimension and shapes. The main objective of this thesis is the practical extension of the AND/OR-graph approach to handle other cases not considered by previous works. It was considered different cutting processes, as well as the analysis of computational implementation, showing how can it be adapted to many classes of practical cutting and packing problems.

Nesta dissertação estudamos --- do ponto de vista algorítmico --- o seguinte problema, conhecido como problema da partição conexa balanceada. Dado um grafo conexo G com pesos atribuídos a seus vértices, e um inteiro q >= 2, encontrar uma partição dos vértices de G em q classes, de forma que cada classe da partição induza um grafo conexo e que, ao considerar as somas dos pesos dos vértices de cada classe, a menor das somas seja o maior possível. Em outras palavras, o objetivo é encontrar q classes cujos pesos sejam tão balanceados quanto possível. Sabe-se que este problema é NP-difícil. Mencionamos alguns resultados sobre complexidade computacional e algoritmos que são conhecidos para este problema. Apresentamos algumas heurísticas que desenvolvemos, todas elas baseadas no uso do algoritmo polinomial para árvores, devido a Perl e Schach, que apresentamos com detalhe. Implementamos quatro heurísticas e um algoritmo de 3/4-aproximação conhecido para o caso q=2. Exibimos os resultados obtidos com os vários testes computacionais conduzidos com instâncias aleatórias, com grafos de diferentes pesos e densidades. Os resultados computacionais indicam que o desempenho dessas heurísticas --- todas elas polinomiais --- é bem satisfatório. No caso especial em que q=2, observamos que a heurística mais onerosa sistematicamente produziu soluções melhores ou iguais às do algoritmo de aproximação / In this dissertation we study algorithmic aspects of the following problem, known as the balanced connected partition. Given a connected graph G with weights defined on its vertices, and an integer q >= 2, find a partition of the vertices of G into q classes such that each class induces a connected graph, and furthermore, when we consider the sum of the weights of the vertices in each class, the smallest sum is as large as possible. In other words, the q classes must have weights that are as balanced as possible. This problem is known to be NP-hard. We mention some computational complexity and algorithmic results that are known for this problem. We present some heuristics that we designed, all of them based on the use of the polynomial algorithm for trees, due to Perl and Schach, which we show in detail. We implemented four heuristics and a 3/4-approximation algorithm that is known for q=2. We run tests on many random instances, of graphs with different weights and densities. The computational results indicate that the performance of these heuristics --- all of polynomial time complexity --- are very satisfactory. For q=2, we observed that the most expensive heuristic produced solutions with values which are systematically better or equal to those produced by the approximation algorithm.

A capacidade das células para responder corretamente a sinais externos e perceber mudanças no seu microambiente é a base do desenvolvimento, reparação de tecidos e de imunidade, bem como a homeostase do tecido normal. Transdução de sinal é o principal meio pelo qual as células respondem a sinais externos de seu ambiente e coordenam alterações celulares complexas. O estudo das vias de sinalização molecular permite-nos tentar compreender o funcionamento dessas transduções de sinais e, consequentemente, as respostas celulares a estímulos externos. Uma abordagem adequada para tais estudos é o uso de modelos matemáticos para simular a cinética das reações químicas que descrevem uma dada via de sinalização, o que nos permite gerar predições testáveis de processos celulares. Construir modelos cinéticos preditivos de vias de sinalização molecular através de dados de alto rendimento produzidos utilizando técnicas ômicas (i.e., genômica, transcriptômica, (fosfo-)proteômica) constitui um dos atuais desafios enfrentados pelos pesquisadores na área de Biologia Molecular. Recentemente, para lidar com este desafio, o arcabouço de e-Science SigNetSim foi introduzido pelo Grupo de Biologia Computacional e de Bioinformática do Instituto Butantan. Esse arcabouço permite fazer a descrição de vias de sinalização molecular através da descrição da estrutura de um modelo através de um conjunto de reações químicas, que por sua vez é mapeado para um sistema de Equações Diferencias Ordinárias (EDOs), numericamente simuladas e avaliadas. Todavia, modificações na estrutura das vias precisam ser feitas manualmente, o qual restringe severamente o número de estruturas da via que precisam ser testadas, especialmente no caso de modelos grandes. Portanto, diante desse panorama, este trabalho propõe o desenvolvimento de um método para modificar vias de sinalização molecular. Esse método se baseia no uso de bancos de dados de interatomas para fornecer um conjunto de espécies químicas candidatas para serem incluídas na via de sinalização. Um componente integrado ao arcabouço SigNetSim capaz de testar diferentes hipóteses de modificação de vias foi desenvolvido neste projeto utilizando a metodologia de heurística incremental. Para avaliar a eficiência do componente implementado, utilizamos como estudo de caso um modelo de vias sinalização de MAPKs e PI3K/Akt para realizar testes experimentais e analisar os resultados obtidos. / The ability of cells to respond correctly external signals and to perceive changes in their microenvironment is the basis for development, tissue repair and immunity as well as normal tissue homeostasis. Signal transduction is the primary means by which cells respond to external signals from their environment and coordinate complex cellular changes. The study of molecular signaling pathways allows us to understand the operation of each process of cellular signal transduction. The use of mathematical models to simulate the kinetics of chemical reactions that describe a given signaling pathway, allow us to generate testable predictions of the cell processos. To Build Kinetic predictive models to molecular signaling pathways through massive data omics produced using modern techniques, Genomics, transcriptomics, (Phospho) proteomics, is one of the current challenges faced by researchers in the field of molecular biology. Recently, the \\textit SigNetSim e-Science was introduced by the Biological Computacional and Bioinformatical Group from the Butantan Institute to face this challenge. This \\textit makes the description of molecular signaling pathways through a set of chemical reactions, which are mapped into a system of ordinary differential equations, this system will be numerically simulated and evaluated . However, changes in the structure of the pathways need to be updated manually presented in this work, which severely restricts the number of track structures that need to be tested, especially for the large models. Therefore, given this background, we present the method to modify the molecular signaling pathways. This method relies on the use of interactome database to provide a set of chemical species candidates to be included in the signaling pathway. An component integrated to SigNetSim framework able to test different hypotheses of pathways modification was developed in this project using the incremental heuristic methodology. To evaluate the implemented component, we used the MAPKs and PI3K/Akt pathways model as case study, in order to perform experimental tests and to analyze the obtained results.

A árvore de sufixos é uma estrutura dados, que representa em espaço linear todos os fatores de uma palavra, com diversos exemplos de aplicações práticas. Neste trabalho, definimos uma estrutura mais geral: a árvore de Ukkonen. Provamos para ela diversas propriedades combinatórias, dentre quais, a minimalidade em um sentido preciso. Acreditamos que a apresentação aqui oferecida, além de mais geral que as árvores de sufixo, tem a vantagem de oferecer uma descrição explícita da topologia da árvore, de seus vértices, arestas e rótulos, o que não vimos em nenhum outro trabalho. Como aplicações, apresentamos também a árvore esparsa de sufixos (que armazena apenas um subconjunto dos sufixos) e a árvore de k-fatores (que armazena apenas os segmentos de comprimento k, ao invés dos sufixos) definidas como casos particulares das árvores de Ukkonen. Propomos para as árvores esparsas um novo algoritmo de construção com tempo O(n) e espaço O(m), onde n é tamanho da palavra e m é número de sufixos. Para as árvores de k-fatores, propomos um novo algoritmo online com tempo e espaço O(n), onde n é o tamanho da palavra. / The suffix tree is a data structure that represents, in linear space, all factors of a given word, with several examples of practical applications. In this work, we define a more general structure: the Ukkonen\'s tree. We prove many properties for it, among them, its minimality in a precise sense. We believe that this presentation, besides being more general than the suffix trees, has the advantage of offering an explicit description of the tree topology, its vertices, edges and labels, which was not seen in any other work. As applications, we also presents the sparse suffix tree (which stores only a subset of the suffixes) and the k-factor tree (which stores only the substrings of length k, instead of the suffixes), both defined as Ukkonen\'s tree special cases. We propose a new construction algorithm for the sparse suffix trees with time O(n) and space O(m), where n is the size of the word and m is the number of suffixes. For the k-factor trees, we propose a new online algorithm with time and space O(n), where n is the size of the word.

Nessa tese consideramos problemas de alocação e precificação de itens, onde temos um conjunto de itens e um conjunto de compradores interessados em tais itens. Nosso objetivo é escolher uma alocação de itens a compradores juntamente com uma precificação para tais itens para maximizar o lucro obtido, considerando o valor máximo que um comprador está disposto a pagar por um determinado item. Em particular, focamos em três problemas: o Problema da Compra Máxima, o Problema da Precificação Livre de Inveja e o Leilão de Anúncios de Segundo Preço. O Problema da Compra Máxima e o Problema da Precificação Livre de Inveja modelam o problema que empresas que vendem produtos ou serviços enfrentam na realidade, onde é necessário escolher corretamente os preços dos produtos ou serviços disponíveis para os clientes para obter um lucro interessante. Já o Leilão de Anúncios de Segundo Preço modela o problema enfrentado por empresas donas de ferramentas de busca que desejam vender espaço para anunciantes nos resultados das buscas dos usuários. Ambas as questões, tanto a precificação de produtos e serviços quanto a alocação de anunciantes em resultados de buscas, são de grande relevância econômica e, portanto, são interessantes de serem atacadas dos pontos de vista teórico e prático. Nosso foco nesse trabalho é considerar algoritmos de aproximação e algoritmos de programação inteira mista para os problemas mencionados, apresentando novos resultados superiores àqueles conhecidos previamente na literatura, bem como determinar a complexidade computacional destes problemas ou de alguns de seus casos particulares de interesse. / In this thesis we consider allocation and pricing problems, where we have a set of items and a set of consumers interested in such items. Our objective is to choose an allocation of items to consumers, considering the maximum value a consumer is willing to pay in a specific item. In particular, we focus in three problems: the Max-Buying Problem, the Envy-Free Pricing Problem and the Second-Price Ad Auction. The Max-Buying Problem and the Envy-Free Pricing Problem model a problem faced in reality by companies that sell products or services, where it is necessary to correctly choose the price of the products or services available to clients in order to obtain an interesting profit. The Second-Price Ad Auction models the problem faced by companies that own search engines and desire to sell space for advertisers in the search results of the users. Both questions, the pricing of items and services and the allocation of advertisers in search results are of great economical relevance and, for this, are interesting to be attacked from a theoretical and a practical perspective. Our focus in this work is to consider approximation algorithms and mixed integer programming algorithms for the aforementioned problems, presenting new results superior than the previously known in the literature, as well as to determine the computational complexity of such problems or some of their interesting particular cases.

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2018-10-19T11:51:51Z No. of bitstreams: 1 Rafael Emídio Murata Rodrigues.pdf: 1071545 bytes, checksum: 468e0f7e27e278e12eed0dd52f4198cc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-19T11:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Emídio Murata Rodrigues.pdf: 1071545 bytes, checksum: 468e0f7e27e278e12eed0dd52f4198cc (MD5) Previous issue date: 2018-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In our lives, we constantly move in streets and neighborhoods. In general, we consider time and (or distance) when planning the route. However, their solutions may face complex problems arising from the different possibilities of solutions. Similar to route planning, the Vehicle Routing Problem was introduced by George B. Dantzig and John H. Ramser in 1959 and consists of delivering gasoline to several fuel stations; at first a mathematical proposal, later became an algorithmic approach, for planning of routes of delivery of products in an optimized way (searching the "shortest path"). Although, during the search of shortest path, they are limited to the use of the streets. In this context emerges the Human Routing Problem, such an approach is not limited to streets, but makes use of all possible paths, by vehicles and humans. Such a problem can be observed in route planning at airports, museums and a supply chain company that wants to optimize the route of delivery of its products and increase customer satisfaction. Based on the Vehicle Routing Problem, the Human Routing Problem will be proposed. Its problematic will be demonstrated in a prototype, capable of assisting in the planning of human routes and three use cases. Ideas of Human Routing Problem had inspiration in the collective foraging insects / Na nossa vida, nos locomovemos constantemente em ruas e bairros. Em geral, consideramos o tempo e (ou a distância), ao planejar a rota. Contudo, suas soluções podem enfrentar problemas complexos, decorrentes das diversas possibilidades de soluções. Semelhante a planejamento de rotas, o Problema de Roteamento de Veículos foi introduzido por George B. Dantzig, e John H. Ramser em 1959 e consiste em entregar gasolina diversos postos de combustível; a princípio uma proposta matemática, mais tarde tornou-se uma abordagem algorítmica, para planejamento de rotas de entrega de produtos de forma otimizada (buscando o “menor caminho”). Embora, durante a busca de menor caminho, limitam-se ao uso de ruas. Neste contexto emerge o Problema de Roteamento Humano, tal abordagem não se limita a ruas, mas faz uso de todos os caminhos possíveis, por veículos e humanos. Tal problemática, pode ser observada nos planejamentos de rotas em aeroportos, museus e em uma empresa de supply chain que deseja otimizar a rota de entrega dos seus produtos, e aumentar a satisfação dos seus clientes. Tomando como base central, o Problema de Roteamento de Veículos será proposto o Problema de Roteamento Humano. Sua problemática, será demonstrado em um protótipo, capaz de auxiliar no planejamento de rotas humanas e três casos de uso. As ideias do Problema de Roteamento Humano tiveram inspiração no forrageamento dos insetos coletivos