A utilização de clusters de computadores na simulação de redes neurais biologicamente realistas desponta como uma solução para atender aos recentes estudos nesta área que estão desenvolvendo modelos biologicamente detalhados de células nervosas e sistemas neurais, modelos que estão se tornando cada vez mais complexos e consequentemente exigem um maior grau de processamento computacional para sua simulação. Este trabalho teve como objetivo testar e avaliar o desempenho do cluster do Laboratório de Sistemas Neurais - SisNe na execução de uma simulação de uma rede de larga-escala de neurônios modelados segundo o formalismo de Hodgkin-Huxley, que pode ser tida como um protótipo das simulações realizadas de modo geral utilizando o neuro-simulador GENESIS em sua versão paralela PGENESIS. Utilizando de ajustes no hardware e principalmente de uma otimização do software utilizado no cluster foi possível melhorar o seu desempenho consideravelmente, provando que o uso de um cluster com uma simulação paralela é viável para o estudo de redes neurais biologicamente realistas. / The use of computer clusters for simulations of biologically realistic neural networks promises to be a solution to support recent studies in this field, which are based on nervous cell models with increasing levels of realism and complexity that demand large processing power to be implemented. The objective of this work is to test and evaluate the performance of the cluster of the Laboratório de Sistemas Neurais (SisNe) in running a program that simulates a large-scale network of Hodgkin-Huxley like neurons, which can be seen as a generic prototype of realistic network models run under PGENESIS - the parallel version of the GENESIS neurosimulator. Via hardware adjustments and principally optimizations in the software utilized in the cluster it was possible to considerably improve the initial cluster performance, showing that the use of a cluster together with parallel programming is a viable alternative for biologically realistic neural network simulations.

O processo de aquisição da leitura e escrita não é uma tarefa fácil quando se tratam de crianças que apresentam dificuldades de aprendizagem. Nestes casos, é comum a busca pelo auxílio quando elas já apresentam bloqueios relacionados às atividades escolares. Os softwares educativos que apresentam os mesmos métodos utilizados na escola, ou são cópias digitalizadas de cartilhas, são identificados facilmente gerando novas frustrações nas crianças. Neste trabalho foi concebido um ambiente que apresenta os conceitos pedagógicos baseados na teoria sócio-contrutivista, de forma lúdica. Foi desenvolvido um jogo com interface tridimensional e cenário ambientado em uma cidade com simulações de atividades do cotidiano da maioria das crianças. Para modelar os objetos e personagens do jogo foi utilizada a ferramenta Blender utilizando como referências fotos e imagens geradas com a ferramenta GIMP. As animações dos personagens foram desenvolvidas com as técnicas de cinemática que representam bem os ciclos de caminhada e de corrida, tornando a animação mais realística. Os programas para a game engine foram implementados com o interpretador Python que permite controlar os objetos e a lógica do jogo. Essas técnicas proporcionam uma interface gráfica tridimensional sofisticada e atraente. O jogo foi desenvolvido considerando características que o tornam lúdico para as crianças, como a implementação de fantasia controlada, desafios e propriedades que estimulam a curiosidade. Os conceitos pedagógicos utilizados no jogo foram avaliados por pedagogos e psicólogos que consideraram sua aplicação adequada e significativa. A ludicidade do jogo foi testada com 37 crianças analisando seus comportamentos frente as características implementadas para tornar o jogo atrativo. A vontade de todas elas de permanecerem jogando mais de que o tempo estipulado e não se deixarem distrair por outras brincadeiras, mostrou o acerto do meio escolhido para este trabalho. Em nenhum momento as crianças consideraram as atividades como tarefas escolares. O conteúdo educativo permaneceu transparente aos jogadores que enxergaram apenas uma atividade lúdica, podendo desse modo, facilitar a aprendizagem das crianças desmotivadas pelos métodos tradicionais. / The acquisition process of both reading and writing is not an easy task when it is undertaken by children with learning difficulties. In such cases, search for help is common when those children have already experienced some trauma associated with school activities. Educational softwares that are based on such activities tend to be digital copies of textbooks that are easily recognizable and which keeps bringing about the same frustrations for children with learning difficulties. This paper aims at showing a ludic environment that we developed and in which some pedagogical concepts were drawn on the social constructivist theory. We came up with a game with 3D interface and a scenery game adapted in a city containing simulations of daily activities that are familiar for the majority of children. In order to create the model of the objects and characters for the game we used Blender, and the photos and the images were created with Gimp tool. The characters\' animations were developed by using direct kinematics and inverse kinematics, which represent the walk cycles and run cycles as well as enable the generation of most of realistic animation. The algorithms for the game engine were implemented with Python, that allows for controlling both the objects and the game logic. These techniques provide 3D sophisticated graphics and an attractive interface. The game was developed by using characteristics that turns out to be playful for children, such as the implementation of controlled fantasy, challenges and properties that stimulate curiosity. The pedagogical concepts employed in the game were evaluated by pedagogues and psychologists who considered it adequate, significant and useful. The ludic characteristic in the game was experimented with 37 children in order to analyze their behavior towards the features that had been implemented to achieve an attractive game. All of them wished to keep playing the game more than the allotted time, and they did not get distracted from it, neither did they consider these activities as school tasks. The educational content remained transparent for the players: as soon as they could see a playful activity they started following the procedures, which has proved to be useful to facilitate learning for the children unmotivated by traditional learning methods.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-08-11T19:11:43Z No. of bitstreams: 1 03e.pdf: 4398438 bytes, checksum: 47419c978bbec306c807f0f2ef27ad94 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-11T19:11:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 03e.pdf: 4398438 bytes, checksum: 47419c978bbec306c807f0f2ef27ad94 (MD5) Previous issue date: 2009 / Nenhuma / A presente pesquisa é um estudo em simulação computacional desenvolvido em um laboratório de análises químicas onde a geração do modelo de simulação é constru- ído de forma automática, por meio de interfaces automatizáveis. O objetivo do trabalho foi desenvolver uma abordagem de geração automática de modelos de simulação computacional para projetos repetitivos. Foram desenvolvidos templates e um gerador de modelos de simulação que foram aplicados em um projeto de simulação computacional em um laboratório de análises químicas. Ao término do projeto, puderam-se observar diversos benefícios que o uso dos templates proporciona, entre os quais autonomia para o usuário final, rapidez para a construção de novos modelos, geração automática do código do modelo de simulação, rapidez na atualização de um modelo previamente utilizado. / This research is a study in a computer simulation developed in a laboratory for chemical analysis where the generation of the simulation model is built automatically through parametrizable interfaces. The objective was to develop an approach to automatic generation of computer simulation models for repetitive projects. Templates were developed and a generator of simulation models that were applied in a project of computer simulation in a laboratory for chemical analysis. At the end of the project, could be observed several benefits that provide the use of templates, including autonomy for the end user, faster to build new models, automatic code generation of the simulation model, speed of update of a model previously used.

O aumento de custos em saúde tem sido um tema relevante tanto pelo seu aspecto econômico quanto político, e uma de suas causas principais é a adoção de novas tecnologias de tratamento e medicamentos. O objeto deste estudo é um exemplo: o ganciclovir, uma tecnologia padrão, comparado ao valganciclovir oral, a tecnologia substitutiva. Simulações computacionais são formas de auxiliar a avaliação de custo-efetividade de um tratamento novo e a espinha dorsal desta dissertação. O conjunto de métodos para as simulações vão desde a coleta e estruturação do banco de dados, passando pelas estimativas dos parâmetros e a modelagem computacional em si, que fornecem material necessário para a análise de sobrevivência e custo-efetividade, assuntos abordados nesta pesquisa. Os principais usos da modelagem aqui realizada são: a racionalização de recursos aliadas a melhores resultados para os usuários (com menor exposição de riscos aos pacientes), menores gastos em pesquisas bem como subsídios de orientação do gestor de recursos em saúde / The increase in health costs has been a relevant issue both for its economic and political aspects, and one of its main causes is the adoption of new treatment technologies and medicines. The object of this study is an example: ganciclovir, a standard technology, compared to oral valganciclovir, the substitutive technology. Computational simulations are ways of helping to evaluate the cost-eectiveness of a new treatment and the backbone of this dissertation. The set of methods for the simulations range from the collection and structuring of the database, through the parameter estimates and the computational modeling itself, which provide the material needed for the survival and cost-eectiveness analysis, subjects addressed in this research. The main uses of the modeling carried out here are: the rationalization of allied resources to better results for users (with less risk exposure to patients), lower research expenditures as well as guidance subsidies for the health resource manager

Environmental consciousness leads the construction industry to greater concerns about local adaptation, less waste of resources and energy efficiency In Brazil, earth construction is a feasible approach to house building in many locations and can play a useful part in resolving the housing problems faced by that country, being already a popular approach to providing affordable housing for low income groups within the population, particularly in the Northeast Region of the country, although usually not built correctly. Although used since the colonial period, from 1500, knowledge around earth systems is not formally embedded within the Brazilian building standards and this is unhelpful in terms of promoting quality of performance of buildings thus constructed. For example, appropriate use of high thermal mass in conjunction with natural ventilation, which is frequently used in Brazil due to energy costs, can significantly influence the thermal comfort within residences, but appropriate guidance is lacking. This research considers the combined effects of earth construction and natural ventilation upon thermal comfort within social housing in Northeast Brazil. The main thesis hypothesis is that the use of thermal mass provided by earth construction combined with natural ventilation results in acceptable levels of thermal performance with respect to thermal comfort in both hot and humid and hot and dry climates. The aim is to evaluate the thermal performance of high thermal mass dwellings using adobe system combined with natural ventilation in the bioclimatic zones of Brazil's Northeast Region. The method explores thermal performance simulation using Design Builder, a graphical interface for Energy Plus program. The assessment uses parametric analysis and the adaptive thermal comfort index from de Dear and Brager (1998). The results suggest that earth construction provides a high number of comfort hours in all bioclimatic zones in Northeast Brazil and ventilation use enhances the comfort sensation.

Estudamos os processos de formação e de agregação de defeitos dipolares no LiF dopado com Mg POT.2+, nos haletos alcalinos KCI, KBr e KI dopados com Ge POT.2+, Ga POT.+ e Sn POT.2+ e no espinélio (MgAl IND.2 O IND.4) dopado com Cr POT.2+, Cr POT.3+, Co POT.2+, Co POT.3+, Mn POT.2+, Mn POT.3+, Fe POT.2+ e Fe POT.3+ através da técnica de simulação computacional estática. A técnica consiste em calcular a energia dos defeitos segundo uma metodologia muito bem sucedida incorporada nos programas Hades II e Gulp. Os resultados obtidos no estudo do LiF: Mg POT.2+ indicam que os trimeros são obtidos mediante a agregação de três dipolos isolados não havendo uma fase intermediária de dimerização. A energia obtida para a reorientação de um dipolo impureza - vacância (I - V) foi de 0,864eV enquanto que para o modelo impureza - intersticial (I - I) foi de 0,66IeV indicando uma possível coexistência dos dois tipos de defeitos. Analisamos os cristais KBr, KCI e KI dopados com as impurezas Ga POT.+ Ge POT.2+ e Sn POT.2+ e, a partir da energia de ligação dos agregados de defeitos dipolares, verificamos que os dimeros I - V são preferencialmente formado nos casos KBr:Sn POT.2+, KCI:Sn POT.2+ e KCI:Ge POT.2+. Os resultados obtidos para o Ga POT.+ indicam que não ocorre um deslocamento \"off - centre\". Analisando o espinélio MgAl POT.2 O POT.4 verificamos que a não estequiometria presente nas amostras artificiais é determinada pela substituição do Mg POT.2+ pelo Al POT.3+ e que a possibilidade da troca entre os sítios provoca no material normal um comportamento similar ao do espinélio invertido. As impurezas Cr POT.3+, Co POT.3+ e Mn POT.3+ ocupam preferencialmente os sítios octaédricos em substituição ao Al3+. Por outro lado, observamos que no caso do ferro os íons F e2+ ocupam preferencialmente os sítios tetraédricos podendo também ocupar sítios octaédricos e que os íons Fe3+, em sítios octaédricos, seriam provenientes da oxidação do Fe2+ que já estaria ocupando este sítio. A partir do comportamento dos defeitos, gerados pela inserção das impurezas, verificamos que, ao menos, dois dipolos podem ser formados nos espinélios. Comparando os cálculos efetuados com os resultados de Corrente de Despolarização Termicamente Estimulada (CDTE) concluímos que o dipolo formado pelo par [Mg POT.2+]Al POT.3+ O POT.- seria responsável por uma banda de CDTE em 160K, que não se modifica nem com tratamentos térmicos nem com a irradiação, e que o dipolo [Fe POT.2+] Al POT.3+ O POT.- seria responsável por um pico em 260K que é favorecido pela irradiação da amostra. / Computer modelling methods, based on the lattice energy minimisation, have been used to study the possibility of dipolar defect configuration in LiF:Mg2+, KCI, KBr and KI doped with Ge2+, Sn2+ and MgAl2O4. spinels doped with Cr2+, Cr3+, Co2+, Co3+, Mn2+, Mn3+, Fe2+ and Fe3+. Calculations have been carried out using standard defect simulation procedures, programmed in the GULP and HADES programs. In the case of LiF:Mg2+ the activation energy 0,661 e V fur impurity-interstitial (I-I) and 0,864eV for impurity-vacancy (I-V) dipoles are near enough to consider the possible coexistence of both. It was also shown that three dipoles form a trimer without the occurrence of an intermediary dimer. The results for KCl, KBr and KI indicate that I-V dimers are more stable than single dipoles in KBr:Sn2+, KCJ:Sn2 + and KCJ:Ge2+ and that there is no Ga+ off-centre displacement. MgAl2O4 spinels present intrinsic defects originate from cation antisite disorder due to partial interchange of the positions of Mg2+ and Al3+. It was a1so found that the probability of Al3+ replacing Mg2+ is higher than the inverse process. The results of the simulation studies indicate that the configuration energy is lower for Al3+ being replaced by the trivalent impurities Cr3+, Co3+ and Mn3+ than for the replacement of Al3+ and Mg2+ by the divalent impurities Cr2+, Co2+ and Mn2+. It was a1so verified that Fe2+ may occupy both tetrahedral and octahedral sites. The observed Fe3+ in octahedral sites are provided by the oxidation of Fe2- in these positions. Following the behaviour of the defects in MgAl204 spinels, two types of dipoles may occur. Thermally Stimulated Depolarisation Current (TSDC) curves show two dipolar bands at 160K and 260K The 160K band is affected neither by heat treatments nor irradiation and the 260K band is favoured by the irradiation of the samples. In comparison with the TSDC results the two observed dipolar bands may be attributed to the dipoles [Mg2+]Al3+ - O- and [Fe2+]Al3+ -O- respectively.

É indiscutível a importância da disponibilidade hídrica, tanto quantitativa como qualitativa, no desenvolvimento adequado de uma região. Não só o déficit desse recurso como também o seu excesso são igualmente problemáticos e devem ser vistos de uma maneira mais realista e séria. Portanto, são necessárias ações eficientes referentes ao planejamento e gestão dos recursos hídricos, a fim de garantir a disponibilidade da água, visando à proteção, à recuperação e à conservação desse recurso. Neste estudo, busca-se analisar os conflitos gerados no aproveitamento de usos múltiplos da água em uma bacia hidrográfica do Estado de São Paulo, considerando-se a cenário atual e o futuro, com a implementação de três pequenas centrais hidrelétricas (PCHs). Através da aplicação de um modelo de simulação computacional são calculados índices de desempenho, ou seja, a confiabilidade, a resiliência e a vulnerabilidade do sistema. / It\'s unquestionable the importance of the water availability, both quantitative and qualitative, in the appropriate development of a region. Not only the deficit of this resource as its excess are equally problematic and must be seen in a more realistic and serious way. Therefore, efficient actions regarding the water resources\' planning and management are necessary, to guarante the availability of water, aiming the protection, recovery and conservation of this rsource. In this work has the aim of analyzing the conflicts generated in the multipurpose reservoir system, in a basis of the State of Sao Paulo, considering the current and future scenarios, with the implementation of thre small hydroelectric power stations. Through the application of a computational simulation model, the reliabilty, resilense and vulnerability of the system are estimated.

O aumento de custos em saúde tem sido um tema relevante tanto pelo seu aspecto econômico quanto político, e uma de suas causas principais é a adoção de novas tecnologias de tratamento e medicamentos. O objeto deste estudo é um exemplo: o ganciclovir, uma tecnologia padrão, comparado ao valganciclovir oral, a tecnologia substitutiva. Simulações computacionais são formas de auxiliar a avaliação de custo-efetividade de um tratamento novo e a espinha dorsal desta dissertação. O conjunto de métodos para as simulações vão desde a coleta e estruturação do banco de dados, passando pelas estimativas dos parâmetros e a modelagem computacional em si, que fornecem material necessário para a análise de sobrevivência e custo-efetividade, assuntos abordados nesta pesquisa. Os principais usos da modelagem aqui realizada são: a racionalização de recursos aliadas a melhores resultados para os usuários (com menor exposição de riscos aos pacientes), menores gastos em pesquisas bem como subsídios de orientação do gestor de recursos em saúde / The increase in health costs has been a relevant issue both for its economic and political aspects, and one of its main causes is the adoption of new treatment technologies and medicines. The object of this study is an example: ganciclovir, a standard technology, compared to oral valganciclovir, the substitutive technology. Computational simulations are ways of helping to evaluate the cost-eectiveness of a new treatment and the backbone of this dissertation. The set of methods for the simulations range from the collection and structuring of the database, through the parameter estimates and the computational modeling itself, which provide the material needed for the survival and cost-eectiveness analysis, subjects addressed in this research. The main uses of the modeling carried out here are: the rationalization of allied resources to better results for users (with less risk exposure to patients), lower research expenditures as well as guidance subsidies for the health resource manager

Este trabalho analisou os conflitos atuais e futuros decorrentes dos usos múltiplos da água na bacia do Rio Atibaia no Estado de São Paulo. Os usos estudados foram abastecimento urbano e industrial, irrigação, e geração de energia elétrica, levando-se em consideração a transferência de água para a região metrolpolitana de São Paulo através do Sistema Cantareira e a previsões de aumento das demandas de água da bacia hidrográfica. O modelo matemático MIKE BASIN 2000, que associa técnicas de simulação, otimização e modelagem em rede de fluxo foi utilizado na avaliação de diversos cenários. Os resultados das simulações mostraram que para atender as crescentes demandas, minimizando os conflitos entre os usos múltiplos da água é necessário aumentar as vazões mínimas liberadas pelos reservatórios do Sistema Cantareira e reduzir as vazões transferidas para a região metropolitana de São Paulo, evitando assim um colapso nesse sistema. / This study analyzed the actual and future conflicts in consequence of multiple uses of water in Atibaia River Basin in the state of São Paulo. The uses studied were urban and industrial supply, irrigation and generation of electric power considering the transportation of the water to the metropolitan region of São Paulo city through Cantareira System and the forecast of increasing of water demands to the river basin. The mathematical model MIKE BASIN 2000, which associates simulation techniques, optimization and network flow modeling was utilized in the evaluation of several settings. The results of simulations showed that to supply the increasing demands minimizing the conflicts between the multiple uses of water, it is necessary to improve the minimum flows released by Cantareira System reservoirs and reduce the flows transferred to the metropolitan region of São Paulo city, avoiding the system collapse.

A pesquisa propõe estudar a influência da alteração nos padrões de ocupação do solo sobre a ventilação natural, com estudo de caso em parte dos bairros Parque Iracema e Cambeba, na cidade de Fortaleza, Ceará. O vento é elemento chave à qualidade do ar no ambiente urbano e conforto térmico em localidades de clima quente úmido. Entretanto, este elemento do clima urbano é estruturalmente modificado pelo processo de urbanização. A morfologia urbana é resultado de prescrições edilícias tais como gabarito, taxa de ocupação do lote e recuos, modificando a permeabilidade do vento no espaço urbano. O estudo da alteração no escoamento do ar sobre o tecido urbano aborda, especificamente, o setor sudeste da capital cearense, que experimenta um processo de expansão urbana vinculado ao mercado imobiliário, intensificando a sua ocupação e alterando os padrões de uso do solo através da verticalização e do adensamento construtivo permitidos pela legislação urbana. O estudo reproduziu modelos virtuais representando a situação atual, a ocupação máxima permitida e uma proposta intermediária como crítica à permissividade prevista em lei. Os cenários foram simulados em ambiente de mecânica dos fluidos computadorizada. Os resultados indicaram o comprometimento das condições de ventilação na região posterior do cenário de máxima ocupação permitida pela elevação no gradiente de vento. No nível local a maioria dos pontos de comparação inseridos no modelo de máxima ocupação indicou melhores condições de ventilação na altura das edificações em relação ao modelo intermediário, resultado da diminuição da taxa de ocupação. / The research aims to study the influence of changing patterns of land use on natural ventilation, with a case study in a part of Parque Iracema and Cambeba neighborhood, in the city of Fortaleza, Ceará. The wind is a key element to air quality in the urban environment and thermal comfort in hot, humid climate locations. However, this urban climate element is structurally modified by the urbanization process. The urban morphology is the result of urban standards such building height, occupancy rate and space between buildings, changing the permeability of the wind in the urban space. The study of air flow changing over the urban area covers, specifically, the southeast sector of Fortaleza, which is experiencing an urban expansion process caused by the housing market, intensifying its occupation and changing patterns of land use through tall buildings and constructive densification allowed by law. The study reproduced virtual models representing the present situation, the maximum occupancy allowed and an intermediate proposal as a criticism of the permissiveness provided by law. These scenarios were simulated using fluid dynamics software. The results indicated that the natural ventilation was prejudiced in the posterior region of the scenario of maximum occupancy. At the local level most of the points of comparison within the maximum occupancy model indicated better ventilation conditions about buildings height comparing to the intermediate model, attesting the influence of a lower occupancy rate.