Orientador: João Frederico da Costa Azevedo Meyer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação / Made available in DSpace on 2018-08-11T02:52:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_RosaMaria_D.pdf: 3367118 bytes, checksum: b77aa02d12be829dfb0764fd79481758 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: São escassos os estudos a respeito da utilização da ferramenta computacional no ensino do Cálculo Diferencial e Integral nas universidades brasileiras. Contudo, em países como a Grã-Bretanha, Estados Unidos, Alemanha, México, Espanha, Colômbia e Venezuela, esses estudos estão bastante avançados, apresentando inclusive avaliações sobre o uso dessas tecnologias (calculadoras gráficas e numéricas, vídeos e softwares) nos cursos de graduação. Procurando atender essa demanda, o presente estudo tem por objetivos analisar a contribuição de um aplicativo educacional na resolução de problemas que extrapolam o cálculo funcional na disciplina do Cálculo Diferencial e Integral; enfatizar a necessidade, a importância e o resultado da utilização dessa ferramenta, que não devem ser tratados apenas com lápis e papel; analisar por meio de tarefas realizadas, o conhecimento matemático adquirido a partir da visualização e da representação visual descritas pelos estudantes. A pesquisa investigou como a visualização das representações gráficas produzidas pela ferramenta computacional MPP contribuiu no aprendizado do Cálculo Diferencial e Integral de estudantes ingressantes no curso de Química da Unicamp. Para tanto foi desenvolvido estudo, com enfoque qualitativo, no qual foram investigados nove alunos. A primeira etapa do estudo refere-se à verificação do conhecimento prévio de função real de uma variável real de cada estudante no Vestibular Nacional da Unicamp das 1a e 2a fases em determinadas questões. A segunda etapa do estudo analisou as atividades propostas especificamente para serem solucionadas com o auxilio da ferramenta computacional de domínio público Mathematic Plotting Package- MPP. Essa ferramenta possibilitou a solução e a visualização gráfica e numérica dos problemas de Cálculo Diferencial e Integral de forma rápida, prática e eficiente. A análise mostra uma alternativa viável e eficaz para o ensino de Cálculo nos cursos de graduação / Abstract: Rarely brazilian universities study computational tool to teach of Calculus. However, in countries like United Kingdom, United States of America, Germany, Mexico, Spain, Colombia and Venezuela, these studies are very advanced, showing includes assessments about of these technologies (graphical and numerical calculators, videos and software) in the undergraduate. Intending to answer this demand, this study have to goal analyses the contribution of a educational software to solve problems that cross limits of the functional Calculus, emphasizes the necessity, the importance and the result of the utilization of this tool, that should not be treated only with pencil and paper; to analyses through realized activities, the acquired mathematical knowledge throughout of visualization and visual representation described by students. The research has investigated how the visualization of graphics representations produced by computational tool MPP contributed on learning of Calculus of entering Chemistry students at Unicamp. Although a study was developed, with qualitative focus, witch was investigated nine students. The first step of study which means the verification of previously knowledge's real function of a real variable of each student in the Unicamp¿s National Selection Exam from first and second phases in determinated questions. The second step has analyzed the proposed activities specific to be solved with auxiliary of freeware computational tool Mathematic Plotting Package-MPP. This tool has allowed the graphic and numerical visualization and solve Calculus problems in a quickly, practical and efficient form. The analyses shows a viable and capable alternative to Calculus teach undergraduate / Doutorado / Educação Matematica / Doutor em Educação

Orientador: Peter Sussner / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-07T23:05:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mesquita_MarcosEduardoRibeirodoValle_D.pdf: 1277085 bytes, checksum: 70e93671eb62f360b430f7b81b3c71e3 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Uma Memória Associativa (AM, Associative Memory) é um modelo projetado para armazenar pares de entrada e saída. Sobretudo, uma AM deve ser capaz de recordar uma sida desejada ao mesmo após a apresentação de uma versão incompleta ou destorcida de um padrão de entrada. Essa tese de doutorado discute as Memórias Associativas Morfológicas Nebulosas (FMAMs, Fuzzi Morphological Associative Memories), uma classe de memórias associativas elaboradas para armazenar padrões nebulosas cujos neurÔnios realizam operações elementares da morfologia matemática, i.e., dilatação, erosão, anti-dilatação e anti-erosão. É verificado que os principais modelos de Memória Associativa Nebulosa (FAM, Fuzzy Associative Memory) pertencem à classe das FMAMs. Essa tese introduz as Memórias Associativas Nebulosas Implicativas (IFAMs, Implicative Fuzzy Associative Memories) e suas versões duas com respeito à negação e adjunção. Uma IFAM é uma FMAM onde os pares de entrada e saída são armazenados usando o armazenamento nebuloso implicativo. No armazenamento nebuloso implicativo, os pesos sinápticos. Resultados sobre a fase de armazenamento faz IFAMs e das IFAMs duas são apresentados. Em particular, são demonstrados teoremas sobre a convergência, capacidade de armazenamento, tolerância à ruído e pontos fixos das IFAMs e das IFAMs duais para o caso autoassoplos e resultados teóricos. Finalmente, são apresentadas duas aplicações das FMAMs em problemas de previsão de séries temporais. O primeiro problema trata da previsão da mão-de-obra requerida em industrias metalúrgicas enquanto que a segunda aplicação refere-se a previsão da vazão média mensal da usina hidrelétrica de Furnas / Abstract: Associative memories (AMs) are models that allow for the storage of pattern associations and the retrieval of the desired output pattern upon presentation of a possibly noisy or incomplete version of an input pattern. This thesis discusses fuzzy morphological associative memories (FMAMs), a general class of AMs designed to store fuzzy patterns and described by fuzzy neural networks. Each neuron of a FMAM model performs an elementary operation of mathematical morphology such as dilation, erosion, anti-dilation, and anti-erosion. We show that the most widely known models of fuzzy associative memories (FAMs) belong to the FMAM class. This thesis introduces the implicative fuzzy associative memories (IFAMs) and their dual versions with respect to negation and adjunction. An IFAM is a FMAM model where the patterns are stored by means of implicative fuzzy learning. Specifically, in implicative fuzzy learning, the synaptic weights are given by the minimum of the implication of pre- and postsynaptic activations. We present results concerning the recall and storing phase of IFAM and the dual IFAM models. In particular, we present theorems concerning the convergence, the storage capacity, the noise tolerance, and the fixed points of the IFAM and dual IFAM models in the auto-associative case. We compare the IFAMs with several others FAM models by means of theoretical results and examples. Finally, we present two applications of FMAM models in problems of time-series prediction. The first problem concerns the engineering manpower requirement in steel manufacturing industry while the second refers to the stream flow prediction of a large hydroelectric plant, namely Furnas / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Neste trabalho, foram utilizadas técnicas e conceitos tipicamente encontrados em estudos de Redes Complexas, uma sub-área da Física Estatística, para caracterizar a Internet e sua evolução em uma década, de 1998 a 2007. Foi considerada como unidade básica de análise, a estrutura Sistema Autônomo. Nesta caracterização, foram utilizadas várias ferramentas computacionais desenvolvidas em linguagem C/C++, que permitiram classificar, simular e modelar propriedades dinâmicas. Dentre estas propriedades podemos destacar o coeficiente de conectividade, fundamental para os estudos topológicos, e o parâmetro menor caminho médio, ambos baseados nas propriedades da matriz adjacência. Os dados experimentais foram inicialmente obtidos nos roteadores de borda da RedeRio de Computadores - FAPERJ e posteriormente, os dados relativos ao intervalo de estudo, foram retirados da base de dados disponibilizada pela Universidade de Oregon. Foi proposto um modelo de crescimento de uma rede complexa baseado nas premissas de crescimento contínuo e conexão preferencial não linear com suporte aos mecanismos de rearranjo e novas conexões entre nós já existentes. Este modelo se mostrou bastante adequado no estudo das propriedades consideradas. Foi desenvolvido um método para cálculo do menor caminho médio que apresentou performance superior àqueles normalmente utilizados pela comunidade acadêmica. O comportamento da topologia sob o ponto de vista da distribuição de probabilidades de conexão e do ranque de conectividade, apresentaram comportamento linear constante no período estudado com coeficientes médios iguais a -2,0 e -0,93, respectivamente. O parâmetro menor caminho médio global da Internet permaneceu praticamente inalterado e igual a 4, 2 ao longo da década estudada. / Connection networks are observed in many areas of human knowledge. The characterization and topological studies of these networks may be performed through distribution of connectivity degrees, rank properties, shortest path length between nodes, adjacency matrix etc, typical concepts from Complex networks, a filed of study of Statistical Physics domain. In this thesis we characterize the Internet connections evolution from 1998 to 2007. The Internet may be seen under several levels of reach and complexity considering different basic units. A wide vision is to consider the Internet basic element as an Autonomous System - AS, which is defined as a cluster of LANs or routers submitted to the same policy of usage, connectivity and technically administrated by the same network management group. The complex network considered in this work is composed by Autonomous Systems (vertices) and the established tra connection (edges) between them obtained from the BGP routing table. Many interesting property of this networks is analyzed, e.g. degree distribution (the rank and outdegree exponents) from 1998 to 2007 and the shortest path length (L), obtained by a proposed computational method (Friburgo algorithm) among each pair of ASs represented in the adjacency matrix. Finally, we present the behavior of the power law function and the shortest path length of the Internet for each year. Simulations of the connections network were carried out by a proposed model developed from continuous growth premises, possibilities of new and rearranging connections. This model was based on the concept of potential preferable connection showing a stable exponential factor that reproduces the true shortest path parameter over the decade.

Neste trabalho, foram utilizadas técnicas e conceitos tipicamente encontrados em estudos de Redes Complexas, uma sub-área da Física Estatística, para caracterizar a Internet e sua evolução em uma década, de 1998 a 2007. Foi considerada como unidade básica de análise, a estrutura Sistema Autônomo. Nesta caracterização, foram utilizadas várias ferramentas computacionais desenvolvidas em linguagem C/C++, que permitiram classificar, simular e modelar propriedades dinâmicas. Dentre estas propriedades podemos destacar o coeficiente de conectividade, fundamental para os estudos topológicos, e o parâmetro menor caminho médio, ambos baseados nas propriedades da matriz adjacência. Os dados experimentais foram inicialmente obtidos nos roteadores de borda da RedeRio de Computadores - FAPERJ e posteriormente, os dados relativos ao intervalo de estudo, foram retirados da base de dados disponibilizada pela Universidade de Oregon. Foi proposto um modelo de crescimento de uma rede complexa baseado nas premissas de crescimento contínuo e conexão preferencial não linear com suporte aos mecanismos de rearranjo e novas conexões entre nós já existentes. Este modelo se mostrou bastante adequado no estudo das propriedades consideradas. Foi desenvolvido um método para cálculo do menor caminho médio que apresentou performance superior àqueles normalmente utilizados pela comunidade acadêmica. O comportamento da topologia sob o ponto de vista da distribuição de probabilidades de conexão e do ranque de conectividade, apresentaram comportamento linear constante no período estudado com coeficientes médios iguais a -2,0 e -0,93, respectivamente. O parâmetro menor caminho médio global da Internet permaneceu praticamente inalterado e igual a 4, 2 ao longo da década estudada. / Connection networks are observed in many areas of human knowledge. The characterization and topological studies of these networks may be performed through distribution of connectivity degrees, rank properties, shortest path length between nodes, adjacency matrix etc, typical concepts from Complex networks, a filed of study of Statistical Physics domain. In this thesis we characterize the Internet connections evolution from 1998 to 2007. The Internet may be seen under several levels of reach and complexity considering different basic units. A wide vision is to consider the Internet basic element as an Autonomous System - AS, which is defined as a cluster of LANs or routers submitted to the same policy of usage, connectivity and technically administrated by the same network management group. The complex network considered in this work is composed by Autonomous Systems (vertices) and the established tra connection (edges) between them obtained from the BGP routing table. Many interesting property of this networks is analyzed, e.g. degree distribution (the rank and outdegree exponents) from 1998 to 2007 and the shortest path length (L), obtained by a proposed computational method (Friburgo algorithm) among each pair of ASs represented in the adjacency matrix. Finally, we present the behavior of the power law function and the shortest path length of the Internet for each year. Simulations of the connections network were carried out by a proposed model developed from continuous growth premises, possibilities of new and rearranging connections. This model was based on the concept of potential preferable connection showing a stable exponential factor that reproduces the true shortest path parameter over the decade.