Thesis (M.Eng.(Computer Engineering))--University of Pretoria, 2008. / Summaries in Afrikaans and English. Includes bibliographical references (leaves 77-83).

Thesis (Ph.D.)--Mississippi State University. Department of Electrical and Computer Engineering. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

Fundação do Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) / Nesta dissertação de mestrado é apresentada uma proposta de um método simples de compressão de dados sem perda para Redes de Sensores sem Fio (RSSF). Este método é baseado numa codificação Huffman convencional aplicada a um conjunto de amostras de parâmetros monitorados que possuam uma forte correlação temporal, fazendo com que seja gerado um dicionário Huffman a partir dessas probabilidades e que possam ser utilizadas em outros conjuntos de parâmetros de mesma característica. Os resultados de simulação usando temperatura e umidade relativa mostram que este método supera alguns dos mais populares mecanismos de compressão projetados especificamente para RSSF. / In this masters thesis we present a lightweight lossless data compression method for wireless sensor networks(WSN). This method is based on a conventional Huffman coding applied to a sample set of monitored parameters that have a strong temporal correlation, so that a Huffman dictionary is generated from these probabilities, and which may be used in other sets of parameters with same characteristic. Simulations results using temperature and relative humidity measurements show that the proposed method outperforms popular compression mechanisms designed specifically for wireless sensor networks.

Parte da população mundial sofre com distúrbios relacionados ao controle muscular de membros superiores e inferiores que, em muitos casos, podem ter sua origem devido a interrupção da comunicação sensório-motora entre o cérebro e os grupos musculares. Estes fatores podem estar relacionados à idade, doenças neuro-degenerativas ou acidentes vasculares cerebrais (AVC). Dessa forma, devido ao gradativo envelhecimento da população, em função do aumento da expectativa de vida e consequentemente da demanda por tratamentos de reabilitação, diversos estudos da literatura utilizam equipamentos de biofeedback na reabilitação do controle muscular, não havendo, porém, uma ferramenta simples e unificada que permita a elaboração de protocolos motores para diversas patologias em uma única plataforma. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de uma ferramenta de biofeedback visual, baseada em plataformas de força para membros inferiores e aquisição de imagem para membros superiores. Este sistema conta com duas interfaces: a primeira, programável em alto nível, é destinada ao profissional da saúde para elaboração do treino motor conforme a necessidade do paciente; a segunda é a interface do jogo, ou serious game, com o qual o paciente interage realizando a série de atividades programadas em um jogo de exercícios, ou exergames. A proposta deste estudo é fornecer uma plataforma de reabilitação programável de acordo com a necessidade específica de cada paciente, mantendo características motivacionais e de interatividade, que proporcionem entretenimento associado às atividades, reduzindo assim a evasão dos tratamentos, que costumam ser realizados por longos períodos. Ainda, neste estudo foram apresentados alguns testes, aprovados pelo comitê de ética, com voluntários, em que é aplicado um protocolo motor a um grupo de jovens saudáveis e comparando os resultados com um grupo de voluntários idosos. Os resultados deste estudo foram obtidos a partir de duas análises: a primeira é interna à sessão, em tempo real, e diz respeito à pontuação dos voluntários no jogo; a segunda é externa à sessão, utiliza os dados armazenados ao longo de um teste estabilométrico e compara medidas posturográficas do grupo de jovens e idosos saudáveis. Ainda, para complementar a validação do equipamento desenvolvido, foi realizada uma comparação dos resultados das análises posturográficas obtidas, com os resultados obtidos a partir de um baropodômetro comercial. Os resultados demonstram que o sistema permite a obtenção da estimativa da estabilometria e atividades de serious games. / The cases of disorders related to upper and lower limbs control directly affect the population. These problems may have its origin due to interruption of sensorimotor communication between the brain and the muscle groups. These factors may be related to aging, neurodegenerative diseases or stroke. Thus, due to the gradual aging of the population, the increase in life expectancy and hence the demand for rehabilitation treatments, several studies in the literature are using biofeedback to rehabilitation of muscle control. However, there is no unified tool that allows the development of exercise protocols for several diseases in a single platform. The aim of this work is to present the development of a visual biofeedback tool, based on force platforms for lower limbs and image acquisition for upper limbs. This system has two interfaces: the first, programmable in high-level, is intended for health professionals to prepare the motor training as needed by the patient; the second is the serious game interface, with which the patient interacts performing the series of activities planned in an exercise games (exergames). The purpose of this study is to provide a programmable rehabilitation platform according to the specific needs of each patient, keeping motivational and interactive features that provide fun activities to reduce evasion of treatments, which are usually carried out for long periods. Moreover, this study shows some tests, approved by the Ethics Committee, with volunteers, applying an exercise protocol to a group of healthy young and comparing the results with a group of elderly volunteers. The results of this study are obtained from two experimental setups: the first is internal to the session in real time, and concerns the scores of volunteers in the game; the second is external to the session, uses the data stored over a stabilometry and compare posturographic data between control and study group. Furthermore, in order to complement the assessments of the developed system, the posturographic data is compared to those obtainded from a commercial baropodometer. Results show that the system is able to perform the estimative of the stabilometry and serious game activities.

A tablatura é um formato de notação musical alternativo para instrumentos de corda. Ela contém a posição exata (corda e casa) que necessita ser tocada para produzir um som desejado. A conversão da notação musical padrão (partitura) para uma tablatura de violão, também conhecida como transcrição, não é um processo simplificado. A razão é que cada nota da notação musical padrão pode ser tocada em diferentes posições no braço do violão. Desta forma este problema pode ser classificada como um problema de otimização combinatório. Neste trabalho, foi empregado um estudo comparativo de diferentes algoritmos: A*, algoritmos genéticos (AG), algoritmos genéticos com uso de subpopulações (AG-SP), otimização por colônia de formigas (ACO), e evolução diferencial (ED). Heurísticas baseadas nas buscas locais 2-opt e 3-opt para as abordagens AG, AG-SP e ED também foram inclusas. Os resultados experimentais com um conjunto de dados de 87 músicas monofônicas demonstraram que os algoritmos ACO, AG-SP 2-opt e AG 2-opt apresentaram os melhores resultados. Por fim, cada abordagem foi estatisticamente comparada utilizando o teste ANOVA em conjunto com o pós-teste de Tukey (Tukey post hoc), onde as análises demonstraram que há diferenças significativas entre os algoritmos avaliados. / A tablature is an alternative music notation format for string instruments. It contains the exact position (string and fret) witch needs to be played to produce the desired sound. The conversion of the musical staff notation (sheet music) to a guitar tablature, also known as transcription, is not a straightforward process. The reason is that each note on the music notation format can be played in different positions of the guitar fretboard. So this problem can be classified as a combinatorial optimization problem. In this work, we have employed a comparative study of different algorithms: A*, genetic algorithms (AG), genetic algorithms with use of subpopulations (AG-SP), ant colony optimization (ACO) and differential evolution (ED). I was also included heuristics based on local search 2-opt and 3-opt in the aproaches AG, AG-SP and ED. The experimental results with a dataset of 87 monophonic musics indicated that the approaches ACO, AG-SP 2-opt and AG 2-opt obtained the best results. Finally, each approach were statistically compared using the ANOVA with the Tukey post hoc, where the analysis indicated that there are significant differences between the evaluated algorithms.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-03T18:36:29Z No. of bitstreams: 1 REIS_Vinicius-2017.pdf: 1220818 bytes, checksum: 22e195232fbe4af89ae5ed34520da9b8 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-03T18:36:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 REIS_Vinicius-2017.pdf: 1220818 bytes, checksum: 22e195232fbe4af89ae5ed34520da9b8 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-03T18:36:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 REIS_Vinicius-2017.pdf: 1220818 bytes, checksum: 22e195232fbe4af89ae5ed34520da9b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T18:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 REIS_Vinicius-2017.pdf: 1220818 bytes, checksum: 22e195232fbe4af89ae5ed34520da9b8 (MD5) Previous issue date: 2017-05-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A distributed system is a set of processes and links that is desgined to provide computing power and data persistency, even on the presence of failures. To encapsulate the abstraction of time and to determine which processes have currently failed, these distributed systems are based on unreliable failure detectors, which in its turn are used as a leader election service. Many works are dedicated to analyze the quality of service (QoS) of failure detectors, but a few of them has analyzed the QoS of a leader election algorithm. In this work, we present the NFD-L leader election algorithm, designed to work on crash-recovery distributed systems and to follow the QoS specification defined by Chen, Toueg e Aguilera (2002). We used NFD-L to elect Paxos coordinators for a replication framework and compared the observed QoS for NFD-L with the behavior of the framework native leader election algorithm that is not designed to explicitly meet any QoS requirement. / Um dos objetivos de um sistema distribuído é prover poder computacional e persistência de dados mesmo na presença de falhas de um subconjunto de enlaces e processos. Para determinar quais são os processos falhos deste sistema e abstrair o conceito de tempo, estes sistemas utilizam os serviços de um detector de falhas não confiável, encapsulado em um algoritmo de eleição de líder. Embora a literatura sobre a qualidade de serviço (QoS) oferecida por detectores de falhas seja abundante, ela é escassa quando se trata da QoS oferecida por algoritmos de eleição de líder. Neste trabalho propomos um algoritmo de eleição de líder para o modelo falha-e-recuperação denominado NFD-L, que segue as especificações de QoS originalmente apresentadas por Chen, Toueg e Aguilera (2002). Utilizamos NFD-L em uma aplicação para replicação, como mecanismo de eleição de coordenador para Paxos e apresentamos uma análise da QoS observada, comparando o seu comportamento com um algoritmo de eleição de líder que não foi projetado explicitamente para prover garantias de QoS.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:55:38Z No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:55:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:56:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-25T21:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Não recebi financiamento / Monitoring is the act of collecting information concerning the characteristics and status of resources of interest. It can be used to the management and allocation of resources, detection and correction of failures and also to the evaluation of performance parameters. To automatically accomplish the monitoring a tool is needed that has functionalities related the acquiring, processing, distributing and presenting of monitoring events. In this work we are interested in a monitoring system to give support to the experimental execution of distributed algorithms, with the objective of correlating the device status with the execution data and, this way, make possible an analysis of cluster resources used by the application. Then, it’s needed a tool with particular characteristics, such as the ability to collect data with a small time period, with low intrusiveness and making the full data available. As was not possible find in the literature a tool with the features required, we developed a new monitoring tool named MSPlus. The features of this tool were evaluated through experiments with the isolated tool and comparing it with other tool. Additionally, we apply the tool in a distribucted system to monitor a distribucted algorithm. / O monitoramento é o ato de coletar informações referentes às características e estado dos recursos de interesse. Ele pode ser utilizado para gerência e alocação de recursos, detec- ção e correção de falhas e também para avaliação de parâmetros de desempenho. Para realizar o monitoramento de modo automático é necessário a utilização de ferramentas, que tem funcionalidades referentes a captação, processamento, distribuição e apresentação dos eventos de monitoramento. Neste trabalho temos interesse em um sistema de monitoramento para dar suporte à execução experimental de algoritmos distribuídos, com o objetivo de relacionar o estado dos dispositivos com os dados da execução e, desta forma, permitir uma análise do uso de recursos do aglomerado pela aplicação. É necessário então uma ferramenta com características particulares como fazer a coleta de informações com pequeno intervalo de tempo, com baixa intrusividade e realizar o armazenamento total dos dados. Como não foi possível encontrar na literatura uma ferramenta com as características desejadas, desenvolvemos uma nova ferramenta de monitoramento chamada MSPlus. As características dessa nova ferramenta foram analisadas através de experimentos de forma isolada e em comparação a outra ferramenta. Adicionalmente, aplicamos a ferramenta em um sistema distribuído monitorando um algoritmo distribuído.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T17:22:55Z No. of bitstreams: 1 BARBIERI_Rodrigo_2016.pdf: 14770872 bytes, checksum: 86ee1d6f53ed262fa0977a741b0d1d78 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T17:23:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BARBIERI_Rodrigo_2016.pdf: 14770872 bytes, checksum: 86ee1d6f53ed262fa0977a741b0d1d78 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T17:23:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BARBIERI_Rodrigo_2016.pdf: 14770872 bytes, checksum: 86ee1d6f53ed262fa0977a741b0d1d78 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T17:23:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BARBIERI_Rodrigo_2016.pdf: 14770872 bytes, checksum: 86ee1d6f53ed262fa0977a741b0d1d78 (MD5) Previous issue date: 2016-08-04 / Não recebi financiamento / Due to the widespread adoption of distributed systems when building applications, demand for reliability and availability has increased. These properties can be achieved through replication techniques using algorithms that must be capable of tolerating faults. Certain faults such as arbitrary faults, however, may be more difficult to tolerate, resulting in more complex and resource intensive algorithms that end up being not very practical to use. Using an existing benign fault-tolerant middleware based on Paxos, we propose and experiment with the usage of consistency validation techniques and a distributed validation mechanism to harden it, thus allowing any application built on top of this hardened middleware to tolerate non-malicious arbitrary faults. / Devido a crescente adoção de sistemas distribuídos ao se desenvolver aplicações, a demanda por confiabilidade e disponibilidade tem aumentado. Essas propriedades podem ser alcançadas através de técnicas de replicação que utilizam algoritmos capazes de tolerar falhas. Alguns tipos de falhas como falhas arbitrárias, porém, podem ser mais difíceis de tolerar, resultando em algoritmos mais complexos e custosos que acabam não sendo tão viáveis de serem usados. Utilizando um middleware tolerante a falhas benignas já existente baseado em Paxos, nós propomos e experimentamos o uso de técnicas de validação de consistência e um mecanismo de validação distribuída para fortalecê-lo, permitindo então que qualquer aplicação desenvolvida em cima deste middleware fortalecido tolere falhas arbitrárias não-maliciosas.

CAPES; Fundação Araucária; SETI; CNPq; FINEP; FUNTEF; ANTT; Triunfo Concebra / Rodovias são as principais vias de locomoção do Brasil, tanto de cargas como de passageiros. Pelo fato dessas rodovias estarem sujeitas a desgastes com o tempo e devido ao grande tráfego de cargas pesadas, é preciso um constante monitoramento do estado do pavimento e das sinalizações rodoviárias. Normalmente a análise do estado atual de rodovias é efetuada de forma manual, sendo necessário o deslocamento de pessoas para verificação. Uma alternativa para efetuar esse processo é o uso de imagens áreas. Este trabalho apresenta uma metodologia de monitoramento remoto de rodovias a partir de imagens aéreas e a aplicação de técnicas de processamento digital de imagens (), como uma ferramenta para verificação das condições da malha rodoviária, desde seu pavimento até as sinalizações horizontais. A aquisição dessas imagens é efetuada através de Veículo Aéreo Não Tripulado (), possibilitando a varredura de grandes áreas em curto espaço de tempo. Em conjunto com as imagens adquiridas, são empregadas técnicas de e reconhecimento de padrões para extrair e identificar parâmetros em rodovias. Assim, desenvolveu-se um algoritmo que processa e extrai informações da via a partir das imagens adquiridas, proporcionando maior agilidade e precisão na inspeção de rodovias. O algoritmo desenvolvido é divido em três partes, sendo a primeira a segmentação da rodovia na imagem adquirida, a segunda a segmentação de objetos contidos na rodovia e a terceira a classificação dos objetos segmentados. Para classificar os objetos segmentados é utilizado o classificador Support Vector Machine () em conjunto com o descritor de Histograma Orientado ao Gradiente () para extrair características dos objetos a serem classificados. Com esse algoritmo desenvolvido obteve-se resultados positivos na obtenção de informações da rodovia a partir de imagens aéreas. Em testes de desempenho efetuado, houve taxa de acerto de 97,37% para as classes de objetos selecionadas, demonstrando assim, que a metodologia proposta pode ser aplicada em ambiente real, auxiliando equipes de manutenção e gerenciamento de rodovias. / Highways are the principal transportation modal way in Brazil for cargo and passengers. Highways can suffer wear due to weather and traffic load, hence necessary a constant monitoring of the pavement and traffic signalization health. In general, the highway health is monitored manually being necessary persons to make the verification process. One alternative to this process is the use of aerial images. This work presents a highway remote sensing methodology from aerial imagens and digital image processing (DIP), as a tool to verify the road conditions, including the pavement and road markings. The acquisition of images are performed by an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) enabling large area scans with less time. With the acquired imagens, DIP techniques and pattern recognition are employed to extract and identify highways parameters. So, an algorithm was developed to process and extract road information of the acquired images providing inspection of highway with agility and precision. The developed algorithm has three parts: the first one make the roadway segmentation, the second segments objects of the road and the third classifies the segmented objects. To classify the segmented objects, the Histogram of Oriented Gradient (HOG) descriptor has been used to extract characteristics of the objects and the Support Vector Machine () was used to classify the objects. With this developed algorithm, positive results has reached in obtain road information from the aerial images. Performance tests has been performed and a hit rate of 97.37% was reached for the selected classes, proving the ability of this proposed methodology could be applied in real environment helping maintenance and management highway teams.

CAPES; CNPq / O constante aumento na velocidade da rede, o número de ataques e a necessidade de eficiência energética estão fazendo com que a segurança de rede baseada em software chegue ao seu limite. Um tipo comum de ameaça são os ataques do tipo probing, nos quais um atacante procura vulnerabilidades a partir do envio de pacotes de sondagem a uma máquina-alvo. Este trabalho apresenta o estudo, o desenvolvimento e a implementação de um algoritmo de extração de características dos pacotes da rede em hardware e de três classificadores de aprendizagem de máquina (Árvore de Decisão, Naive Bayes e k-vizinhos mais próximos), em software e hardware, para a detecção de ataques do tipo probing. O trabalho apresenta, ainda resultados detalhados de acurácia de classificação, taxa de transferência e consumo de energia para cada implementação. / The increasing network speeds, number of attacks, and need for energy efficiency are pushing software-based network security to its limits. A common kind of threat is probing attacks, in which an attacker tries to find vulnerabilities by sending a series of probe packets to a target machine. This work presents the study, development, and implementation of a network packets feature extraction algorithm in hardware and three machine learning classifiers (Decision Tree, Naive Bayes, and k-nearest neighbors), in software and hardware, for the detection of probing attacks. The work also presents detailed results of classification accuracy, throughput, and energy consumption for each implementation.