Orientadora : Profª. Drª. Maria Berenice Steffens / Coorientador : Prof. Dr. Roberto Tadeu Raittz / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Educação Profissional e Tecnológica, Programa de Pós-Graduação em Bioinformática. Defesa: Curitiba, 16/05/2013 / Inclui referências / As bactérias são organismos unicelulares que apresentam ampla diversidade morfológica, metabólica e ecológica. Estes microrganismos pertencem ao Domínio Bactéria que, atualmente, conta com 52 Filos. A taxonomia bacteriana inclui a descolberta, descrição e classificaçãode acordo com normas e princípios, o processo formal de atribuição de nome e a identificação propriamente dita, de um organismo desconhecido. Historicamente, a identificação e classificação de bactérias tem se baseado principlamente na morfologia, composição e meio de cultuvo, potencial de patogenicidade, fisiologia e bioquímica. atualmente, são também utilizadas informações de ordem fenotípica, genotípica, ecológica e filogenética para produzir uma taxonomia multidimensional. A proposta deste trabalho foi auxiliar na aplicação dos métodos convencionais atraés da associação da abordagem computacional ao processo de identificação e classificação de bactécrias. Foi aplicado o conceito de aprendizado de máquina no desenvolvimento de uma ferramenta que permite realizar o posicionamento taxonômico de bactérias baseado em ensaios bioquímicos e fisiológicos. O sistema apresenta funcionalidades que permitem ao usuário cadastrar artigos científicos e espécies bacterianas; cadastrar diferentes categorias de testes e os respectivos resultados (características) disponíveis na literatura ou obtidos no laboratório; obter relatórios referentes aos resultados cadastrados e, finalmente extrair características a serem utilizadas no treinamento da rede neural FAN (módulo integrado), para então obter o posicionamento taxonômico, em nível de gênero, de uma dada bactéria. Um protótipo foi construído com dados coletados de artigos que descrevem novas espécies de bactérias e o conjunto contem 228 espécies pertencentes a 10 gêneros. Em paralelo, foi estruturado um banco de dados para armazenamento e consula dos artigos. O treinamento da rede foi validado pelo Cross-validation ( Leave one out) com uma taxa de acerto de 93%. Isto indica que é possível obter a calssificação de bactérias utilizando somente resultados de ensaios bioquímicos e fisológicos. Palavras chaves: Taxonimia de bactérias, rede neural, bioinformática / Abstract: Bacteria are unicellular organisms that display a wide morphological, metabolic and ecological diversity. These microorganisms belong to the domain Bacteria, which currently has 52 phyla. Bacterial taxonomy includes the discovery, description and classification according to rules and principles, the formal process of naming and identification, strictly speaking, an unknown organism. Historically, the identification and classification of bacteria has been mainly based on the morphology, composition of the culture medium, potential pathogenicity, physiology and biochemistry. Currently, phenotypic, genotypic, phylogenetic and ecological information is also used to produce a multidimensional taxonomy. The purpose of this study was to assist in the application of conventional methods by combining the computational approach to the identification and classification of bacteria process. The concept of machine learning as a tool which allows the taxonomic position of bacteria based on biochemical and physiological tests was applied in the development. The system displays features that allow the user to register scientific articles and bacterial species; to register different categories of tests and results (features) available in the literature or obtained in the laboratory; to obtain reports on the results registered and finally to extract features to be used in the FAN neural network training (integrated module), and then to obtain the taxonomic position of the genus of a certain bacterium. A prototype was built with data collected from articles describing new species of bacteria and the set contained 228 species belonging to 10 genera. In parallel, it was created a database for storage and retrieval of articles. Network training was validated by cross-validation (leave one out) with an accuracy rate of 93%. This indicates that it is possible to obtain the classification of bacteria using only results from biochemical and physiological tests. Key words: Taxonomy of bacteria, neural network, bioinformatics

Submitted by PGCOMP UFBA (pgcomp@ufba.br) on 2016-10-27T17:09:13Z No. of bitstreams: 1 PGCOMP-MSC03-ElienaiBitencourt.pdf: 1427996 bytes, checksum: 750d8f268e5cfc27f56aa6e6bd22fd2c (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-11-03T14:26:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PGCOMP-MSC03-ElienaiBitencourt.pdf: 1427996 bytes, checksum: 750d8f268e5cfc27f56aa6e6bd22fd2c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-03T14:26:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCOMP-MSC03-ElienaiBitencourt.pdf: 1427996 bytes, checksum: 750d8f268e5cfc27f56aa6e6bd22fd2c (MD5) / Fapesb / Coesão pode ser de nida como o grau pelo qual um m odulo de um software está focado na realiza ção de uma unica responsabilidade. Acredita-se que a coesão pode interferir em atributos de qualidade de software, tais como, manutenibilidade e facilidade de compreensão. Em particular, a literatura de engenharia de software afi rma que quanto maior for a coesão, mais f acil ser a para se compreender o c odigo fonte de um m odulo. Pesquisadores têm de nido uma s erie de m etricas para quantifi car coesão. No entanto, faltam evidencias experimentais sobre a existencia de uma rela ção entre coesão, quanti ficada por meio de m étricas, e o esfor ço para se compreender programas. Diante desse contexto, realizamos três quase-experimentos para avaliar a rela ção entre medidas de coesão e o esfor ço para se compreender o c ódigo fonte de classes de sistemas orientados a objetos. Al ém disso, avaliamos se dois diferentes tipos de m etricas -- estrutural e conceitual -- apresentam rela ção diferente com o esfor ço de compreensão. Nesses experimentos, participantes executaram atividades que demandaram a compreensão do c odigo fonte de diferentes classes com diferentes graus de coesão. Os resultados mostraram que a coesão não teve impacto na compreensibilidade de programas. Isso ocorreu principalmente porque a influência muito mais forte de outros atributos do c odigo fonte acaba minimizando a influência da coesão.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193471.pdf: 1204155 bytes, checksum: b1e168e755191c6857f114fdd97febae (MD5)

Orientador: Luiz Carlos Pessoa Albini / Inclui apendice / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Exatas, Programa de Pós-Graduaçao em Informática. Defesa: Curitiba, 25/08/2008 / Inclui bibliografia

Orientador : Prof. Dr. Fábio de Oliveira Pedrosa / Co-Orientador: Prof. Dr. Roberto Tadeu Raittz / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Educação Profissional e Tecnológica, Programa de Pós-Graduação em Bioinformática. Defesa: Curitiba, 16/02/2012 / Bibliografia: fls. 81-86 / Resumo: O propósito da anotação é identificar sequências de DNA codificadoras de RNAs ou proteínas, esse processo é importante porque atribuem funções moleculares aos produtos gênicos. Para isso, são utilizadas ferramentas computacionais de anotação de genes que usam alinhamentos de sequência de proteína ou de DNA com o propósito de identificar genes homólogos e utilizar as informações de banco de dados de domínio público para inferir a função do gene. Embora sejam técnicas eficientes, elas podem estar sujeitas a erros quando realizada sem curadoria de um perito, em particular quando ocorre inexistência de grau de similaridade significativo de uma sequência comparada com outras sequências ou quando o banco de dados é composto por sequências parciais. Além disso, a taxa de erro de anotação pode ser significativamente aumentada quando a sequência de proteína de consulta é nova, compartilhando nenhuma semelhança com qualquer sequência disponível em bases de dados. Por esses motivos, neste trabalho desenvolveu-se uma ferramenta para verificar anotação de genes em genomas completos de bactérias, o programa Bioinformatics Tool Based on Bacterial Genomes Comparison (BOBBLES). Ele realiza a verificação da predição de genes computacionalmente propostos pelo programa Hybrid-Gene Finder (HGF). O programa BOBBLES compara a anotação de um genoma de referência completo de bactérias com os genes identificados pelo programa HGF. Este programa utiliza duas abordagens de comparação de sequências, uma utilizando pesquisas de similaridade de sequência através do programa BlastP e a outra utilizando o programa SILA. Ambas as abordagens servem para decidir se as sequências sugeridas pelo programa HGF foram anotadas corretamente. Para testar a ferramenta BOBBLES, utilizou-se um conjunto composto por 14 genomas bacterianos completos. Foram encontrados 365 novos genes e 101 genes com melhor ou similar grau alinhamento em fase de leitura diferente do genoma de referência, resultando em uma porcentagem de acerto de aproximadamente 76 % para esse conjunto de genomas, utilizando o alinhamento das sequências com o programa SILA. Já com o alinhamento realizado pelo programa Blastp obteve-se 529 novos genes. No entanto, o tempo médio estimado de execução do programa BOBBLES tendo em seu algoritmo a ferramenta SILA é de pelo menos cinco vezes mais rápido do que utilizando o programa BlastP. Essa diferença de tempo é justificada pelo fato do programa SILA realizar os alinhamentos das sequências com indexação recursiva em um banco de dados local, o banco de dados de proteínas não redundantes do NCBI, conhecido por NR. / Abstract: The annotation purpose is to identify DNA sequences coding for proteins or RNAs, this process is important because it gives the molecular function for the genes products. For that, it's used Gene Annotation tools using protein or DNA sequences alignments to identify homologous genes and use information from the public database to infer gene function. Although these are efficient techniques, they can be error-prone when performed without curation of an expert, particularly in cases of similarity sequence with no degree of similarity with other sequences that may be relevant or when the database is composed by partial sequences. In addition, annotation error rate can be significantly increased when it's a new query protein sequence, sharing no similarity with any available sequence in databases. Therefore, this work has developed a tool to verify genes annotation in complete bacterial genomes, the Bioinformatics Tool Based on Bacterial Genomes Comparison program (BOBBLES). It realizes the computationally gene prediction performed by Hybrid-Gene Finder (HGF). The BOBBLES compares a previous complete bacterial genome annotation with the genes identified by HGF program. This program uses two sequence comparison approaches, the first one using the BlastP program, and another approach using the SILA program, to decide whether they were recorded correctly. The BOBBLES was tested using a set composed of 14 complete bacterial genomes. These tests obtained 365 new genes and 101 genes with better or similar alignment in process of reading different from the reference genome, resulting in 76% of correct results for genomes set which used the alignment of sequences with the SILA program. But using the BlastP program, 529 new genes were obtained. However, the estimated average execution time for the BOBBLES program using SILA program was at least five times faster than using the BlastP program. This time difference is justified by the fact that the SILA program performs the alignments of the sequences with recursive indexing into a local database, the NCBI's non-redundant protein sequence (NR) database.

Orientadora : Profª Drª Carmem Satie Hara / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 27/08/2010 / Bibliografia: fls. 70-77 / Resumo: O crescente volume e diversidade de dados, juntamente com a evolução dos conceitos da computação em nuvem, têm dado origem a um novo tipo de sistemas de banco de dados distribuído com foco em escalabilidade à custa de características comumente associadas a bancos de dados relacionais tradicionais. Na maioria dos casos, estes novos sistemas são destinados a implantação em larga escala e escalabilidade maciça, nos quais as características tradicionais de bancos de dados relacionais acabam por reduzir sua viabilidade como uma plataforma distribuída de armazenamento de dados. Para abordar esta questão, este trabalho propõe um novo design e arquitetura para um sistema de banco de dados relacional baseado em nuvem. O componente central deste sistema é um módulo de armazenamento, que é responsável por mapear o esquema lógico, baseado em relações, para um esquema físico, baseado em um repositório de dados distribuído. A arquitetura estratificada proposta oferece independência de dados física, permitindo que diferentes abordagens para mapeamento de dados e fragmentação, enquanto o repositório de dados distribuído é responsável por fornecer escalabilidade, disponibilidade, replicação de dados e propriedades ACID. Um protótipo do sistema, chamado de Phoenix, foi desenvolvido com base na arquitetura proposta usando um repositório de dados transacional. Um estudo experimental realizado em um grupo de servidores genéricos mostra que a Phoenix preserva as propriedades desejadas do repositório de dados, ao fornecer a funcionalidade de banco de dados relacional sem decorrer em uma alta obrecarga. / Abstract: The ever-increasing volume and diversity of data coupled with the dissemination and maturation of various concepts of cloud computing has given rise to a new type of distributed database systems with a focus on scalability at the cost of benefits associated with traditional relational databases. These new systems are often aimed at large-scale deployment and massive scalability. In such scenarios, features of relational databases end up reducing its viability as a platform for distributed data storage. To address this issue, this work proposes a new design and architecture of a cloudbased relational database system. The system’s core component is a storage engine, which is responsible for mapping the logical schema, based on relations, to a physical storage, based on a distributed key-value datastore. The proposed stratified architecture provides physical data independence, by allowing different approaches for data mapping and partitioning, while the distributed datastore is responsible for providing scalability, availability, data eplication and ACID properties. A prototype of the system, named Phoenix, has been developed based on the proposed architecture using a transactional key-value store. An experimental study on a cluster of commodity servers shows that Phoenix preserves the desired properties of key-value stores, while providing relational database functionality at a very low overhead.

Orientadora : Profª Drª Olga Regina Pereira Bellon / Coorientador : Prof.Dr. Luciano Silva / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 11/10/2013 / Inclui bibliografia / Resumo: A preservação tridimensional digital de objetos reais compreende dois aspectos: a preservação da forma do objeto e a preservação de sua aparência. Esta tese tem como foco a preservação da aparência de objetos reais baseada em imagens e provê uma série de contribuições sobre o tema. A primeira contribuição consiste em dois grupos de experimentos, onde cada um trabalha uma abordagem diferente na preservação da aparência baseada em imagens. Esses experimentos são baseados em conceitos fundamentais relacionados ao comportamento da luz e em uma compilação de trabalhos que visam preservar a aparência de objetos reais usando diferentes tipos de imagens. O primeiro grupo de experimentos tenta desconsiderar ao máximo a inuência da luz. O segundo vai um passo além e considera uma única fonte de luz. Estes experimentos são a base e motivação para o desenvolvimento da principal contribuição desta tese, que é um novo método de preservação da aparência baseado em imagens que considera todo o ambiente como fonte de luz. Ele apresenta como novidade o fato de estimar a luz vinda de todo o ambiente para cada ponto em uma região na superfície de um objeto. Até onde foi pesquisado neste trabalho, nenhum método existente adota essa abordagem. Considerar todo o ambiente como fonte de luz permite configurações flexíveis durante a aquisição e, já que reproduz o que acontece na realidade, recupera informações potencialmente mais confiáveis sobre a iluminação incidente. Esta tese apresenta este método e sua aplicação em ambientes reais e sintéticos. Conclusões sobre este trabalho são apresentadas e direções. / Abstract: The three-dimensional digital preservation of real objects comprises two main aspects: the preservation of the shape of the object and the preservation of its appearance. This thesis focuses on the image-based appearance preservation of real objects and provides a set of contributions on the theme. The first contribution consists in two groups of experiments, where each one of them targets one different image-based appearance preservation approach. These experiments are based in fundamental concepts related to the behavior of light and in a compilation of works that aim to preserve the appearance of real objects using different types of images. The first group of experiments attempts to disregard as much as possible the inuence of the environment light. The second one goes one step further and considers a single light source. These experiments were the basis and motivation for the development of the main contribution of this thesis, which is a novel image-based appearance preservation method that considers the whole environment as a source of light. It presents as novelty the fact that it estimates the incoming light from the whole environment to each point in an object surface patch. At the best knowledge of this work, none of the current existing methods adopts this approach. Considering the whole environment as source of light allows exible acquisition setups and, as it reproduces what happens in reality, potentially retrieves more reliable information about the incident lighting. This thesis presents this method and its application on real and synthetic environments. Conclusions about this work are presented and future research directions are discussed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática / Inclui bibliografia / Orientadora : Olga R. P. Bellon / Co-orientador : Luciano Silva / Defesa: Curitiba, 2007

Submitted by Inês Marinho (bele_ballet@hotmail.com) on 2016-06-20T13:59:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Emory Raphael Viana Freitas.pdf: 2084938 bytes, checksum: a6977ea5e3936400c82912e9bafb06ee (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-06-23T18:46:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Emory Raphael Viana Freitas.pdf: 2084938 bytes, checksum: a6977ea5e3936400c82912e9bafb06ee (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-06-23T18:47:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Emory Raphael Viana Freitas.pdf: 2084938 bytes, checksum: a6977ea5e3936400c82912e9bafb06ee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T18:47:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Emory Raphael Viana Freitas.pdf: 2084938 bytes, checksum: a6977ea5e3936400c82912e9bafb06ee (MD5) Previous issue date: 2015-03-20 / FAPEAM - Fundação de Amparo á Pesquisa do Estado do Amazonas / Planning a trajectory that consider limitations of aircraft maneuvers is an important feature of any Mission Planner. The complexity increases in the presence of multiple aircraft and scenarios with multiple targets. The problem how to decide the number of aircraft launched in order to efficiently cover all necessary points creates an interesting problem to be studied. Runtime mission, resources, and the number of vehicles to be launched are all minimized the Same time. The problem then becomes increasingly critical, when the scenario mission does not allow the aircraft back off or re-plan the path, and the flight plan onboard on autopilot Air Vehicle Unmanned (UAV) probably It will be the last in the case of failure. One of these application scenarios is monitoring both air of a region not explored the Amazon rainforest. The extent of forest, the complete lack of access to its interior and uniform standards of treetops define a mission without success usually means total loss of equipment. In such situations, careful planning for each vehicle is a factor critical to the overall success of the mission. A common problem is to consider limitations side manobas when the route is planned. Although a human pilot can act to radically change the direction of the path, when we consider UAVs, limiting abrupt actions is recommended because without it you can add a instability in both the laterals and longitudinal controls. Therefore, when planning the trajectory, it is desirable that the points that define consectivos a curve with acceptable angles, and acceptance related to the dynamics of aircraft. Another common problem is how to balance the mission runtime Large areas squadron in hazardous areas. This paper presents an approach based on Genetic Algorithms (GA) to solve the routing problem Vehicle (PRV) for multiple UAVs conducting a monitoring mission multiple points in a formulation bi criteria: minimize the amount vehicles air, while the mission time is minimized. / O planejamento de uma trajetória que considere limitações de manobras da aeronave é uma característica importante de qualquer Planejador de Missão. A complexidade aumenta na presença de múltiplas aeronaves e cenários com múltiplos alvos. O problema em como decidir o número de aeronaves lançadas afim de cobrir eficientemente todos os pontos necessários cria um problema interessante para ser estudado. Tempo de execução da missão, recursos, e o número de veículos a ser lançados são todos minimizados ao mesmo tempo. O problema então torna-se cada vez mais crítico, quando o cenário da missão não permite que a aeronave recue ou re-planeje a trajetória, e o plano de voo embarcado no piloto automático do Veículo Aéreo Não-Tripulado (VANT)provavelmente será o último no caso de falha. Um destes cenários de aplicação é o monitoriamento aéreo de uma região não explorada da Floresta Amazônica. A extensão da floresta, a completa falta de acesso ao seu interior e padrões uniformes da copa das árvores definem que uma missão sem sucesso, significa geralmente a perda total do equipamento. Em tais situações, um planejamento cuidadoso para cada veículos é um fator crítico para o sucesso total da missão. Um problema comum é considerar limitações de manobas laterais quando a rota está sendo planejada. Embora um piloto humano possa agir de forma a trocar radicalmente a direção da trajetória, quando consideramos VANTs, é recomendável a limitação de ações bruscas, pois sem isto pode adicionar uma instabilidade em ambos os controles laterias e longitudinais. Portanto, ao planejar a trajetória, é desejável que os pontos consectivos que definem uma curva com ângulos aceitáveis,sendo aceitação relacionada com a dinâmica da aeronave. Outro problema comum é como balancear o tempo de execução da missão em grandes aréas a esquadrilha em aréas perigosas. Este trabalho apresenta um abordagem baseada em Algoritmos Genéticos (AG) para resolver o Problema de Roteamento de Veículos( PRV) para multiplos VANTs realizando uma missão de monitoramento de múltiplos pontos, em uma formulação bi critério: minimizar a quantidade veículos no ar, enquanto o tempo de missão é minimizado.

Este trabalho propõe um controlador PID (Proporcional, Integrador, Derivativo), implementado em hardware reconfigurável, para controle de ganho de uma câmera com sensor CMOS. O conceito utilizado é o de sistemas SoC (System-on-a-Chip). As principais funções realizadas pelo sistema são: Aquisição da imagem, montagem do histograma, análise do histograma, controle de ganho baseado na análise do histograma. O sistema proposto tem como objetivo conter algumas funções básicas de controle de ganho que possam servir de base para construção de sistemas de visão computacional que possibilitem a otimização do tempo gasto na construção de novos sistemas, deixando o projetista concentrado na parte mais específica do sistema. O algoritmo de controle de ganho através da análise de histograma demonstrou ser além de funcional, altamente flexível, pois pode ser aplicado a qualquer câmera, independente do tipo do sensor. Este algoritmo pode ser aplicado a tipos diferentes de sensores, com diferentes taxas de aquisição e transmissão de imagens. Este ambiente baseado em computação reconfigurável proporciona alta performance e flexibilidade no modo de implementação, possibilitando que o hardware seja configurado para satisfazer situações que exigem alto desempenho, que pode ser obtido através do paralelismo de operações. Esta arquitetura ainda possibilita a configuração de processadores que executam operações em software em conjunto com operações executadas em hardware. O sistema final controla a câmera CMOS de maneira adequada às aplicações robóticas de tempo real / This paper proposes a PID controller (Proportional, Integrator, Derivative), implemented in reconfigurable hardware to control a CMOS sensor camera gain. The concept used is the system SoC (System-on-a-Chip). The main functions performed by the system are: image acquisition, assembly of the histogram, histogram analysis, gain control based analysis of the histogram. The proposed system aims to contain some basic gain control functions. These functions may serve as a basis for future construction of computer vision systems. This work will optimize the time spent in building new systems, leaving the designer free to concentrate on more specific development. The gain control algorithm through the analysis of histogram proved be functional, highly exible, and it can be applied to any camera, regardless of the type of sensor. This algorithm can be applied to different types of image sensors with different acquisition and transmission rates. This environment-based reconfigurable computing provides high performance and exibility in implementation, enabling the hardware to be confiogured to meet situations that require high performance, which can be obtained through parallelism of operations. This architecture also enables the configuration of processors that perform software operations in conjunction with hardware operations. The final system controls the CMOS camera accordingly to real-time robotic applications