[pt] O presente trabalho apresenta uma revisão sobre os Canais Iônicos de Sódio e de Potássio fazendo uma relacão com os aspectos biofísicos, computacionais e matemáticos. Estudamos os canais iônicos, sob o ponto de vista da Mecânica Estatìstica, mais precisamente, considerando os canais iônicos como um processo markoviano. O objetivo principal deste trabalho é representar a dinâmica dos canais iônicos utilizando a caminhada aleatória e elaborar programas computacionais que simulem o funcionamento dos mesmos. Para tanto, estudamos a partida de íons do início do canal (fonte) e a sua chegada em um sítio final (sorvedouro) a uma distância D. Para a simulacão dos Canais de Sódio e de Potássio foram consideradas as massas atômicas dos referentes elementos químicos, não foram levados em consideracão, a dinâmica de ativacão e inativacão dos canais, assim como, a estrutura celular. A importância do presente trabalho está em generalizar o estudo dos canais iônicos e assim, buscar parâmetros que possam diferenciálos. Consideramos também o parâmetro do tempo, pois entendemos a sua importãncia para a compreensão do comportamento dos sistemas biológicos. Por fim, a dissertacão é encerrada com alguns resultados da simulacão do Canal de Sódio e de Potássio além de propor ao leitor alguns trabalhos futuros. / [en] This dissertation work presents an overview of ion channels for sodium and potassium for making a relationship with the biophysical, computational and mathematical. Studied in a qualitative way ion channels from the point of view of statistical mechanics, more precisely, considering the ion channel as a Markov process. The main objective of this work is to represent the dynamics of ion channels using the random walk and develop computer programs that simulate the operation thereof. We studied the departure of ions from the beginning of the channel (source) and its final arrival at a site (sink) a distance D. For the simulation of the channels for sodium and potassium were considered for the atomic masses of related chemicals, were not taken into account, the dynamic activation and inactivation of the channels, as well as the cellular structure. The importance of this work is to generalize the study of ion channels and thus seek parameters that could differentiate them. We also consider the importance of time, because we understand that real-time analysis is an important tool for understanding the behavior of biological systems. Finally, the essay ends with some simulation results of the channel for sodium and potassium to the reader and propose some future work.

[pt] A finalidade deste trabalho é a definição de rádioclimas brasileiros. Inicialmente é feita a apresentação dos parâmetros meteorológicos relacionados com o campo de tropodifusão fazendo-se em seguida um tratamento para verificação da coerência existente entre a teoria da difusão troposférica e métodos empíricos de previsão da atenuação. Partindo de dados de radiossondagem faz-se um estudo da atenuação esperada na região da Vilhena (RO), onde se dispões de dados de duas sondagens, nos piores meses para propagação. É feita então uma análise comparativa entre a atenuação prevista em oito cidades brasileiras e a atenuação medida, pelo Centre National d`Etude dês Télécommunication (CNET), nas regiões de clima padronizado. Chega-se assim a definição de seis tipos de rádio clima existentes no Brasil, estabelecendo-se a diferença esperada, em dB, entre a atenuação nesses rádio climas e nos rádio clima padronizados. / [en] This work was aimed to define brazilian radio-climates. We were therefore led to iniciate it by presenting the meteorological parameters related to troposcattering. This introduction is followed by a development concerned with the stablishment of a comparison between troposcatter theory and some empirical approaches. Departing from available meteorological data we have carried out a study on the expected attenuation in a region near Vilhena (RO), where the data from two sonde tests during the worst propagation months were available. At Last, we have made a comparison between the predicted Attenuation on eight brazilian cities and those measure by the Centre National d`Études des Télécommunication (CNET). We were Led to the choice of six difference radio-climates in Brazil by setting the expected difference between the attenuation these radio-climates and the one in standard radioclimate.

[pt] Esta tese trata do movimento de nanopartículas através de nanoporos – translocação – e como esse fenômeno pode ser utilizado como ferramenta de caracterização. Nanopartículas, não apenas ocorrem amplamente na natureza, mas também têm sido extensivamente aprimoradas em pesquisas acadêmicas e em desenvolvimento industrial. Devido às suas propriedades únicas, nanopartículas são utilizadas em diversas aplicações industriais. Ferramentas de caracterização que são acessíveis, fáceis de usar e robustas são fundamentais para pesquisa e controle de qualidade na ciência e tecnologia de nanopartículas. Raramente todas essas características desejáveis são encontradas em uma única ferramenta de caracterização. Por exemplo, o Espalhamento Dinâmico de Luz é uma técnica conhecida por ser de fácil execução, mas mede o tamanho de muitas partículas ao mesmo tempo, sendo propensa a erros em distribuições dispersas e mistas. Por outro lado, a visualização direta das partículas por Microscopia Eletrônica de Transmissão fornece informações precisas sobre o tamanho das partículas, mas é difícil de se realizar em larga escala e é propensa a viés de amostragem. O Sensoriamento via Nanoporos pode, no entanto, medir propriedades físicas em cada partícula individualmente e em alta escala. Experiências foram bem-sucedidas na caracterização da concentração, tamanho e carga elétrica de nanopartículas. No entanto, os resultados experimentais nem sempre são facilmente interpretáveis. Ferramentas de modelagem e simulação são usadas para esclarecer as relações complexas provenientes do ambiente em nanoescala. Apesar do grande desenvolvimento nesta área, simulações dependentes de trajetória que possam efetivamente reproduzir os pulsos da translocação ainda são escassas. Aqui, o formalismo de Poisson-NernstPlanck foi combinado com aprendizagem de máquina e Monte-Carlo Dinâmico para formar uma ferramenta de simulação que captura o movimento de difusão e eletroforese, obtendo os pulsos de corrente correspondentes a essas trajetórias. Esferas e hastes foram simuladas translocando poros de diferentes dimensões. As simulações sugerem limitações inerentes na resolução devido ao efeito Browniano. Enquanto estudos anteriores conseguiram simular apenas algumas trajetórias ou estimar estatísticas usando argumentos teóricos, neste estudo foram calculadas centenas de trajetórias, calculando estatísticas diretamente da população de resultados. A estrutura desenvolvida nesta pesquisa pode ser expandida para investigar outros sistemas, auxiliando no desenvolvimento do sensoriamento via nanoporos. / [en] This dissertation focuses on the transport of nanoparticles through nanopores - nanoparticle translocation - and how this phenomenon can be used as a characterization tool known as nanopore sensing. Nanoparticles not only occur widely in nature but also have been extensively engineered in academic research and industrial development. Due to their unique properties, nanoparticles are used in several industrial applications. Characterization tools that are accessible, easy to use, and robust are key for both research and quality control in nanoparticle science and technology. Rarely all these desirable characteristics are encountered in a single characterization tool. For example, Dynamic Light Scattering (DLS) is known to provide easy measurements of nanoparticle size but is prone to errors when analyzing dispersed and mixed distributions. On the other hand, direct visualization of the particles by Transmission Electron Microscopy (TEM) provides accurate information on particle size but is difficult to perform with high throughput and is prone to sampling bias. Nanopore sensing can, however, measure physical properties both at a single particle level and with high throughput. Experiments were successful in characterizing particle concentration, size, and charge. However, the experimental results are not always readily interpretable. In response, modeling and simulation tools are used to shed light on the complex relationships coming from the nanoscale environment. Despite the great amount of development in this area, there is still a lack of trajectorydependent simulations that can effectively reproduce the pulses from the translocation of a freely interacting particle. Here, Poisson-Nernst-Planck formalism was combined with Machine Learning and Dynamic Monte-Carlo to form a simulation tool that captures the drift-diffusion motion of hard particles and the current pulses corresponding to these trajectories. Spheres and rods were simulated translocating pores of different dimensions. The simulations suggest inherent limitations in resolution due to the Brownian effect. Whereas previous studies were able to simulate only a few trajectories or estimated the statistics of the features using theoretical arguments, in this study hundreds of trajectories were simulated, calculating statistics directly from the population of results. The framework developed in this research can be expanded to investigate other nanopore systems, helping the development of nanopore sensing.

[pt] Fotodetectores de infravermelho possuem uma vasta gama de aplicações diretas em diversos setores, desde militar (e.g. visão noturna, orientação de mísseis) até lazer (aparelhos eletrônicos). Especificamente, os fotodetectores baseados em semicondutores III-V são dispositivos que podem ser construídos para selecionar e medir radiação em faixas específicas do espectro eletromagnético. Dentre as figuras de mérito dos fotodetectores um dos grandes desafios está na redução da corrente de escuro. Neste trabalho visamos produzir um dispositivo de InGaAs com geometria planar, que de acordo com a literatura tem como característica apresentar uma baixa corrente de escuro, nesse caso, há necessidade de difusão de um dopante. Estão reportadas neste trabalho todas as etapas, desde o crescimento das amostras até a caracterização do dispositivo final. Com o auxílio de um reator de MOVPE, foram feitas as calibrações das camadas que fazem parte do dispositivo final, bem como as calibrações do processo de difusão do dopante (Zn). Todas as camadas da amostra foram otimizadas individualmente, assim como a profundidade de difusão desejada (1 µm e nível de dopagem de 2x1018 cm−3). Diversas técnicas de processamento e caracterização foram utilizadas ao longo do trabalho para obter o melhor dispositivo possível. Podemos destacar os resultados de fotocorrente e de corrente de escuro, no qual as medidas foram realizadas com variação da temperatura de 77 até 300 K. Foi possível observar no resultado de espectro de fotocorrente um pico em 0,75 eV referente ao InGaAs a 300 K. Este resultado está de acordo com os de diodos de InGaAs feitos usando o método convencional de dopagem do Zn. / [en] Infrared photodetectors have a wide range of direct applications in various sectors, from military (e.g. night vision, missile guidance) to leisure (electronic devices). Specifically, III-V semiconductor-based photodetectors are devices that can be built to select and measure specific ranges of the electromagnetic spectrum. Among the photodetector figures of merit, one of the great challenges is reducing the dark current. In this work we aim to produce an InGaAs device with planar geometry, which according to the literature has the characteristic of presenting a low dark current. This geometry requires a dopant diffusion. This work reports all the steps, from sample growth to final device characterization. With the aid of an MOVPE reactor, the calibrations of the layers that are part of the final device were made, as well as the calibrations of the dopant diffusion process (Zn). All sample layers were individually optimized, as well as, the desired diffusion depth (1 µm and doping level of 2x1018 cm−3). Several processing and characterization techniques were used throughout the work to obtain the best possible device. We can highlight the photocurrent and dark current results, in which the measurements were performed with a temperature variation from 77 up to 300 K. It was possible to observe from the photocurrent spectrum result a peak at 0,75 eV relative to the InGaAs at 300 K. This result is in agreement with those of InGaAs diodes made using the conventional Zn doping method.

[pt] A Indústria do Petróleo e Gás vem implementando sensores a fibra óptica com o intuito de otimizar sua produção através do monitoramento do campo petrolífero em diversas aplicações. Entretanto, há um desafio na implementação de sensores à fibra óptica em locais com presença de compostos como o ácido sulfídrico (H2S). Tal substância, em contato com a umidade, pode gerar reações químicas que resultem na formação de hidrogênio (H2), que ao difundir-se nas fibras ópticas, pode comprometer a capacidade de transmissão do sinal óptico devido à interação deste composto com a estrutura atômica da sílica. O presente trabalho estudou os efeitos de difusão de hidrogênio em quatro diferentes tipos de fibras ópticas, a fim de entender as atenuações induzidas por este processo. Este estudo foi realizado utilizando dois métodos experimentais: a avaliação do desempenho dos sensores de temperatura distribuída (DTS) e a análise dos perfis de atenuação do sinal óptico no infravermelho quando as fibras ópticas foram submetidas a diferentes condições de temperatura e pressão de hidrogênio. Dentre as fibras ópticas estudadas, destaca-se a fibra óptica monomodo especial em tubo de metal (FIMT), que não apresentou atenuações significativas e alterações em sua composição estrutural ao ser exposta a presença de diferentes pressões de hidrogênio e diversas temperaturas. / [en] The Oil and Gas Industry is implementing fiber optic sensors, in order to optimize their production by monitoring oilfield in various applications. However, there is a challenge in the implementation of fiber optic sensors in places with presence of compounds such as hydrogen sulphide (H2S). Such a substance in contact with moisture can cause chemical reactions that result in the formation of hydrogen (H2), whicht spread in to optical fibers, may affect the transmission capacity of the optical signal due to interaction of this compound with the atomic structure of silica. In order to understand such effects, this dissertation studied the impacts of hydrogen diffusion in four fiber optics. This study was conducted using two experimental methods: An evaluation of performance of distributed temperature sensors (DTS) and analysis of the profiles of attenuation of the optical signal in the infrared when the optical fibers were subjected to different conditions of temperature and hydrogen pressure. Among the studied optical fibers, the single mode special optical fiber in metal tube (FIMT) stands out because it s showed no significant attenuation and changes in its structural composition when exposed to different hydrogen pressures and various temperatures.

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_cileda_coutinho.pdf: 270331 bytes, checksum: 2e080f8d78865a174410f0895db4fb4f (MD5) Previous issue date: 1994-05-17 / Este trabalho sobre o ensino de probabilidades é de natureza didática, no sentido utilizado na França atualmente, seguindo os trabalhos de Guy Brousseou: um estudo teórico e aplicado das relações entre o ensino e a aprendizagem em matemática. Nosso objetivo é estudar as concepções espontâneas ou pré-construídas dos alunos à propósito do acaso e de probabilidade, analisando as seqüências experimentais de introdução a estes conceitos, a partir da observação da estabilização da freqüência relativa de um evento após um grande número de repetições da experiência aleatória. O objetivo final da escolha freqüentista é, sem dúvida, estender a noção de probabilidade às situações não somente de "casos igualmente prováveis" segundo o enunciado de Laplace em seu segundo princípio, na obra "Ensaio Filosófico de Probabilidade", mas também modelizar as situações complexas tais como as questões de confiabilidade, difusão (epidemias), na pesquisa petrolífera ou no controle estocástico. Como objetivo didático, trata-se de ligar de forma profunda o ensino às condições de aprendizagem nas quais o aluno de hoje está inserido. Os dados obtidos através de um questionário elaborado com o objetivo de detectar as concepções pré-construídas dos alunos, da aplicação e análise de uma seqüência de ensino elaborada a partir dos resultados deste questionário foram analizados à luz de resultados anteriormente obtidos por outros pesquisadores, tais como S. Maury e J. Bordier, entre outros

Uma tendência recente em sistemas de computação é distribuir a computação entre diversos processadores físicos. Isto conduz a dois tipos de sistemas: sistemas fortemente acoplados e sistemas fracamente acoplados. Este trabalho enfoca os sistemas de computação classificados como fracamente acoplados, ou sistemas distribuídos, como são popularmente conhecidos. Um sistema distribuído, segundo [BAB 86], pode ser definido como um conjunto de processadores autônomos que não compartilham memória, não tem acesso a clocks' globais e cuja comunicação é realizada somente por troca de mensagens. As exigências intrínsecas de sistemas distribuídos compreendem a confiabilidade e a disponibilidade. Estas exigências tem levado a um crescente interesse em técnicas de tolerância a falhas, cujo objetivo é manter a consistência do sistema distribuído, mesmo na ocorrência de falhas. Uma técnica de tolerância a falhas amplamente utilizada em sistemas distribuídos é a técnica de difusão confiável. A difusão confiável é uma técnica de redundância de software, onde um processador dissemina um valor para os demais processadores em um sistema distribuído, o qual esta sujeito a falhas [BAB 85]. Por ser uma técnica básica de comunicação, diversos procedimentos de tolerância a falhas baseiam-se em difusão confiável. Este trabalho descreve a implementação de um ambiente de apoio a sistemas distribuídos intitulado Ambiente para Experimentação e Avaliação de Protocolos de Difusão Confiável (ADC). Neste ambiente são utilizados os recursos da difusão confiável para a obtenção de uma concordância entre todos os membros do sistema livres de falha. Esta concordância, conhecida como consenso, é obtida através de algoritmos de consenso, os quais visam introduzir o grau de confiabilidade exigido pelos sistemas distribuídos. O ADC (Ambiente para Experimentação e Avaliação de Protocolos de Difusão Confiável) foi desenvolvido em estações de trabalho SUN (SunOS) utilizando o sistema operacional de rede heterogêneo HetNOS [BAA 93] desenvolvido na UFRGS. O ambiente foi implementado com base em um estudo realizado sobre protocolos de difusão confiável [BAR 94]. Através da implementação do ADC e possível simular a execução de protocolos de difusão confiável aplicando modelos propostos para os mesmos. Desta execução são extraídos resultados, sobre os quais pode-se realizar uma analise. Esta análise tem sua fundamentação principalmente nos parâmetros de desempenho, confiabilidade e complexidade. Tanto a implementação do ADC como a realização da analise do modelo proposto foram realizados tendo como suporte alguns dos protocolos de difusão confiável disponíveis na literatura. O principal objetivo deste ambiente consiste na experimentação, ou seja, na verificação da relação teórico-prática dos sistemas distribuídos perante a utilização de uma técnica de redundância de software, a difusão confiável. Através deste ambiente torna-se possível a determinação de parâmetros tais como o número de mensagens de difusão trocadas entre os processos, o número de mensagens de retransmissão enviadas, o número de mensagens emitidas durante todo o processamento do modelo, etc. Estes parâmetros resultam numa analise consistente de protocolos de difusão confiável. / A recent trend in computing systems is to distribute the computation between several physical processors. This leads to two different systems: closely coupled systems and loosely coupled systems. This work focuses on computing systems classified as loosely coupled or distributed systems, as they are commonly known. According to [BAB 86], a distributed system can be defined as a set of autonomous processors with no shared memory, no global clocks and whose comunication is performed only by message exchange. The inherent requirements of distributed systems include reliability and availability. These have caused an increasing interest in fault tolerance techniques, whose goal is to keep the distributed system consistent despite failures. A fault tolerance technique largely used in distributed systems is reliable broadcast. Reliable broadcast is a software redundancy technique, where a processor disseminates a value to other processors in a distributed system, in which failures can occur [BAB85]. Because it is a basic communication technique, several fault tolerance procedures are based on reliable broadcast. This work describes the implementation of a support environment for distributed systems called Reliable Broadcast Protocols Experimentation and Evaluation Environment (ADC). Reliable broadcast resources are used in this environment to obtain an agreement among all off-failure system components. This agreement, called consensus, has been obtained through consensus algorithms, which aim to introduce the reliability degree required in distributed systems. The ADC has been developed in Sun workstation (SunOS) using the heterogeneous operating system HetNOS [BAA 93] which was developed at UFRGS. The environment has been implemented based on a research about reliable broadcast protocols [BAR 94]. Through the ADC it is possible to simulate the execution of reliable broadcast protocols applying proposed models to them. From this execution results are extracted, and over them analysis can be done. This analysis has been based essentialy in parameters such as performance, reliability and complexity. Some classical reliable broadcast protocols were used as a support to ADC implementation and model analysis. The main goal of this environment consists in validating diffusion protocols in a practical distributed systems environment, facing reliable broadcast. Through this environment it can be possible the analysis of important parameters resolution such as the number of messages exchanged between process, the number of retransmission of messages sent, the number of messages sent during the whole model processing, others. These parameters result in a consistent analysis of reliable broadcast protocols.

[pt] A perfuração de poços de petróleo através de folhelhos, que se constituem na maioria das rochas da coluna estratigráfica, pode apresentar problemas de instabilidade devido às interações fisico-químicas entre os fluidos de perfuração e estas rochas. Os custos associados à solução destes problemas são muito altos e dependendo da intensidade destes problemas, poços podem ser perdidos. Nesta tese, um novo equipamento, capaz de reaplicar parte das tensões que estão atuando na amostra de rocha, foi desenvolvido. Uma metodologia de testes para avaliar os mecanismos de interação rocha-fluido e para determinar os parâmetros de transporte de massa, necessários para análises de estabilidade de poços, é proposta. Especificamente, parâmetros que descrevem o transporte de água e íons devido a gradientes hidráulicos e químicos são determinados. O conhecimento destes parâmetros contribui para compreender a eficiência do fluido de perfuração no controle de instabilidades durante a perfuração. Testes realizados em dois folhelhos de plataformas offshore usando diferentes fluidos demonstraram a eficiência do equipamento e da metodologia de testes. Os parâmetros de transporte obtidos são consistentes com valores obtidos em outros trabalhos. / [en] The drilling of oil wells through shales, which constitute the majority of rocks in the stratigraphic column, may present instability problems due to physico-chemicals interactions between the drilling fluids and these rocks. The costs associated to the solution of these problems are very high and, depending upon the intensity of these problems, wells can be lost. In this thesis, a new equipment was developed which is capable of reapplying part of the stresses that were acting upon the rock sample. A testing methodology to evaluate rock-fluid interaction mechanisms and to determine the mass transport parameters, needed for wellbore stability analyses, is proposed. Specifically, parameters that describe the transport of water and ions due to hydraulic and chemicals gradients are determined. The knowledge about these parameters is instrumental to understand the efficiency of the drilling fluid in controlling instabilities during drilling. Tests carried out in two shales from offshore platforms using different fluids demonstrated the efficiency of equipment and of the testing methodology. The transport parameters obtained are consistent with values obtained elsewhere.

Uma tendência recente em sistemas de computação é distribuir a computação entre diversos processadores físicos. Isto conduz a dois tipos de sistemas: sistemas fortemente acoplados e sistemas fracamente acoplados. Este trabalho enfoca os sistemas de computação classificados como fracamente acoplados, ou sistemas distribuídos, como são popularmente conhecidos. Um sistema distribuído, segundo [BAB 86], pode ser definido como um conjunto de processadores autônomos que não compartilham memória, não tem acesso a clocks' globais e cuja comunicação é realizada somente por troca de mensagens. As exigências intrínsecas de sistemas distribuídos compreendem a confiabilidade e a disponibilidade. Estas exigências tem levado a um crescente interesse em técnicas de tolerância a falhas, cujo objetivo é manter a consistência do sistema distribuído, mesmo na ocorrência de falhas. Uma técnica de tolerância a falhas amplamente utilizada em sistemas distribuídos é a técnica de difusão confiável. A difusão confiável é uma técnica de redundância de software, onde um processador dissemina um valor para os demais processadores em um sistema distribuído, o qual esta sujeito a falhas [BAB 85]. Por ser uma técnica básica de comunicação, diversos procedimentos de tolerância a falhas baseiam-se em difusão confiável. Este trabalho descreve a implementação de um ambiente de apoio a sistemas distribuídos intitulado Ambiente para Experimentação e Avaliação de Protocolos de Difusão Confiável (ADC). Neste ambiente são utilizados os recursos da difusão confiável para a obtenção de uma concordância entre todos os membros do sistema livres de falha. Esta concordância, conhecida como consenso, é obtida através de algoritmos de consenso, os quais visam introduzir o grau de confiabilidade exigido pelos sistemas distribuídos. O ADC (Ambiente para Experimentação e Avaliação de Protocolos de Difusão Confiável) foi desenvolvido em estações de trabalho SUN (SunOS) utilizando o sistema operacional de rede heterogêneo HetNOS [BAA 93] desenvolvido na UFRGS. O ambiente foi implementado com base em um estudo realizado sobre protocolos de difusão confiável [BAR 94]. Através da implementação do ADC e possível simular a execução de protocolos de difusão confiável aplicando modelos propostos para os mesmos. Desta execução são extraídos resultados, sobre os quais pode-se realizar uma analise. Esta análise tem sua fundamentação principalmente nos parâmetros de desempenho, confiabilidade e complexidade. Tanto a implementação do ADC como a realização da analise do modelo proposto foram realizados tendo como suporte alguns dos protocolos de difusão confiável disponíveis na literatura. O principal objetivo deste ambiente consiste na experimentação, ou seja, na verificação da relação teórico-prática dos sistemas distribuídos perante a utilização de uma técnica de redundância de software, a difusão confiável. Através deste ambiente torna-se possível a determinação de parâmetros tais como o número de mensagens de difusão trocadas entre os processos, o número de mensagens de retransmissão enviadas, o número de mensagens emitidas durante todo o processamento do modelo, etc. Estes parâmetros resultam numa analise consistente de protocolos de difusão confiável. / A recent trend in computing systems is to distribute the computation between several physical processors. This leads to two different systems: closely coupled systems and loosely coupled systems. This work focuses on computing systems classified as loosely coupled or distributed systems, as they are commonly known. According to [BAB 86], a distributed system can be defined as a set of autonomous processors with no shared memory, no global clocks and whose comunication is performed only by message exchange. The inherent requirements of distributed systems include reliability and availability. These have caused an increasing interest in fault tolerance techniques, whose goal is to keep the distributed system consistent despite failures. A fault tolerance technique largely used in distributed systems is reliable broadcast. Reliable broadcast is a software redundancy technique, where a processor disseminates a value to other processors in a distributed system, in which failures can occur [BAB85]. Because it is a basic communication technique, several fault tolerance procedures are based on reliable broadcast. This work describes the implementation of a support environment for distributed systems called Reliable Broadcast Protocols Experimentation and Evaluation Environment (ADC). Reliable broadcast resources are used in this environment to obtain an agreement among all off-failure system components. This agreement, called consensus, has been obtained through consensus algorithms, which aim to introduce the reliability degree required in distributed systems. The ADC has been developed in Sun workstation (SunOS) using the heterogeneous operating system HetNOS [BAA 93] which was developed at UFRGS. The environment has been implemented based on a research about reliable broadcast protocols [BAR 94]. Through the ADC it is possible to simulate the execution of reliable broadcast protocols applying proposed models to them. From this execution results are extracted, and over them analysis can be done. This analysis has been based essentialy in parameters such as performance, reliability and complexity. Some classical reliable broadcast protocols were used as a support to ADC implementation and model analysis. The main goal of this environment consists in validating diffusion protocols in a practical distributed systems environment, facing reliable broadcast. Through this environment it can be possible the analysis of important parameters resolution such as the number of messages exchanged between process, the number of retransmission of messages sent, the number of messages sent during the whole model processing, others. These parameters result in a consistent analysis of reliable broadcast protocols.

[pt] Meios heterogêneos porosos submetidos a ataque químico em condições de alta temperatura representam um segmento de destacada importância no campo científico e industrial. O perfil de penetração efetiva de difundentes em meios porosos é um tópico de ampla significância e complexidade em fenômenos de transporte de momento, calor e massa; pois descreve o conceito do fenômeno de difusão configuracional transiente nas zonas não saturadas e, por conseguinte, sua abordagem matemática na formulação que o caracteriza. A proposta deste estudo é o desenvolvimento de um modelo matemático numérico de previsão do processo difusional transiente dos difundentes óxidos nos meios heterogêneos porosos. Assim, buscou-se realizar ensaios experimentais de difusão transiente do difundente sólido composto de óxidos de ferro (II), (II,III) e (III) para meios porosos de refratários sílico-aluminosos de alta alumina (Al2O3 SiO2), com e sem dopantes de óxido de cromo (III). Utilizou-se uma técnica não destrutiva microtomográfica com reconstrução computacional 3D e processamento digital de imagens para monitoramento espacial de cada partícula sólida difundente no meio. Foi analisada a influência, da temperatura variando de 1100 graus Celsius a 1300 graus Celsius, do tempo de exposição de 100h, bem como a presença de dopantes na estrutura dos meios porosos para mitigação da penetração. Dados da concentração adimensional dos difundentes em função da profundidade de penetração foram preditos por modelos transientes de transferência de massa fundamentados na formulação de placas semi-infinitas considerando condições de contorno saturadas. O quantitativo de transporte de massa obtido pelo processamento das imagens microtomográficas foram comparados e correlacionados com o método de mapeamento químico de superfície por varredura EDS em microanálise elementar. A partir dos dados experimentais e simulados, quantificou-se a difusividade dos meios porosos. Constatou-se uma variação inferior a 3,52 por cento entre os métodos destrutivo e não-destrutivo analisados para a quantificação da concentração adimensional dos difundentes ao longo da profundidade do meio, reforçando que o método proposto possa ser estendido para inúmeros outros difundentes e meios porosos congêneres. / [en] Porous heterogeneous media subjected to chemical etching in high temperature conditions represent a segment of outstanding importance in the scientific and industrial field. The diffusants effective penetration profile in porous media is a topic of broad significance and complexity in transport phenomena of momentum, heat and mass; once it describes the concept of transient configurational diffusion phenomena in unsaturated zones and therefore, a mathematical approach to its formulation. The purpose of this study is the development of a numerical mathematical model for predicting the transient diffusion process of oxides diffusants in porous heterogeneous media. Thus, experimental transient diffusion tests were performed with solids diffusants composed of iron oxides (II), (II,III) and (III) in porous silico-aluminous refractory media of high alumina (SiO2 Al2O3) with and without dopants of oxide chromium (III). A non-destructive computerized microtomography technique with digital 3D reconstruction and post-processing images was used for spatial monitoring each solid diffusant particle in the media. The influence of temperature was examined ranging from 1100 Celsius degrees to 1300 Celsius degrees, at exposure time of 100h, as well as the presence of dopants in the structure of porous media to mitigate penetration. Data of the normalized diffusants concentration field as function of the penetration depth were predicted by mass transfer transient models based on semi-infinite slabs formulation considering saturated boundary conditions. The numerical results of mass transfer obtained by microtomography images processing were compared and correlated with the chemical surface mapping method with EDS scan for elementary microanalysis. From the experimental and simulated data was quantified the porous media diffusivity. It was observed a variation less than 3.52 percent between destructive and non-destructive methods analyzed to quantify the normalized diffusants concentration along the media depth, enhancing the proposed method to be extended to other porous media and solids diffusants.