[pt] Ray-Casting é uma técnica muito usada em visualizção volumétrica para a criação de imagens médicas, a partir de dados obtidos por ressonância magnética (MRI) e tomografias computadorizadas (CT). No entanto, ray- casting tem um alto custo computacional que resulta em um processo de visualização lento, o que compromete a interatividade necessária para uma boa compreensão do conjunto de dados tri-dimensionais.Este trabalho propõe estratégias para a otimização do algoritmo de ray-casting e para melhorar sua eficiência. Além disso, esta tese investiga o uso em um ambiente de computação distribuída, através de um protocolo de comunicação entre estações de trabalho heterogêneas e não dedicadas, conectadas em uma rede local.As idéias propostas foram implementadas em duas versões do algoritmo, uma sequencial e uma paralela. Os resultados obtidos com essas implementações em conjuntos de dados reais mostram que é possível obter tempo interativo com as máquinas disponíveis atualmente e em condições normais de uso da rede local por outros usuários. / [en] Ray-Casting is a useful volume visualization technique applied to medical images such as computer tomography (CT) and magnetic resonance image (MRI). It has, however, a high computational cost that results in a slow rendering process, which compromises the interactivity that is necessary for a good comprehension of the three-dimensional data set. This work proposes optimization strategies to the ray- casting algorithm to improve its effciency. To enhance, even further, the thesis investigates the use of a distributed computer environment through a communication protocol between heterogeneous and non- dedicate LAN-connected workstations. The ideas proposed here were implemented in two versions of the algorithm, one se- quential and one parallel. Test results, obtained with these implementations and real data sets, show that it is possible to obtain interactive time with the current available machines.

Este trabalho aborda um estudo sobre os STI - Sistemas Tutores Inteligentes - dando uma visão geral do que esta sendo feito nesta área e quais são as tendências futuras que direcionam os STI a trabalhar com arquiteturas de agentes. Para simular as mudanças que ocorrem em certos estados mentais dos agentes, fizemos uma unido dos STI com a IAD - Inteligência Artificial Distribuída - e construímos os modelos dos agentes com base no ambiente dos STI e na arquitetura SEM - Sociedade dos Estados Mentais - [CORM que baseia seu formalismo na Teoria das Situações. Exploramos e adotamos a ideia da arquitetura aberta dos STI [OLI92], pois, através dela, foi possível criar um ambiente cooperativo de aprendizagem no qual o tutor e o aluno podem ensinar e aprender. Trabalhamos com dois agentes globais, a saber, o tutor e o aluno, sendo cada um deles composto por quatro agentes locais associados a determinados estados mentais do agente. Os agentes locais correspondem aos estados mentais: crença, desejo, intenção e expectativa, definidos na arquitetura SEM como agentes locais, e tratados individualmente nesta, que se preocupa com o comportamento particular de cada um. Optamos por usar a arquitetura SEM, que é uma arquitetura de agentes, no lugar de uma funcional tradicional, ou seja, composta por módulos, que é característica dos STI, porque nela podemos tratar os estados mentais como agentes locais, e assim é possível modelar o comportamento individual de cada estado e as mudanças que a interação entre os agentes provoca em cada um Abordamos três situações de ensino/aprendizagem com peculiaridades diferentes nas quais os agentes globais interagem cooperativamente com o objetivo de um ensinar o outro. Para cada dialogo, estabelecemos objetivos específicos: no primeiro, nosso interesse é na maneira como o aluno ensina uma nova estratégia ao tutor; no segundo, analisamos as mudanças das crenças do tutor sobre o conhecimento do aluno; no terceiro, nos preocupamos com as estratégias de ensino utilizadas pelo tutor. O processo de ensino/aprendizagem que acontece no desenrolar da interação entre os agentes é realizado usando o método de aprendizagem simbólica automática EBL - Explanation-Based Learning - [MIT86],[COS90] Este método proporciona a generalização do exemplo de treinamento que é incorporado as crenças e as estratégias do agente que desempenha o papel daquele que aprende, enriquecendo-as. As estratégias, que são fundamentais para os STI, são tratadas como pianos de ensino, utilizadas para promover a aprendizagem, pois definem a maneira como determinado conteúdo deve ser ensinado. Tratamos aqui as estratégias de uma maneira inovadora e diferente da tratada anteriormente [COR94]. Elas são um conjunto de ações e possuem armazenados procedimentos que são usados pelos agentes durante a interação. São determinadas e controladas conforme a intenção e usadas de acordo com as crenças, no sentido de selecionar a mais adequada para cada situação. / This study focuses on the Intelligent Tutoring System (ITS) and aims at presenting a general view concerning what has been developed in this field as well as the coming trends which lead the ITS to deal with agents' architecture. In order to simulate the changes which occur in certain mental states of the agents, we linked ITS with Distributed Artificial Intelligence (DAI) and then we built the agents' modules based on ITS environment and on SEM - Sociedade dos Estados Mentais that means Mental States Society - architecture [COR94]. Such an architecture bases its formalism on the Situation Theory. We explored and adopted the idea of the ITS open architecture [OLI92] for, through it, it has been possible to create a cooperative learning environment in which both the tutor and the student are able to teach and learn. The two global agents we worked on - tutor and student - both of them are made up of four local agents which are their mental states. The mental states involved are: belief, desire, intention, and expectation. These mental states are treated individually and defined as local agents according to SEM architecture. Instead of using a functional architecture - characteristic of ITS - we chose an agent architecture, for this latter makes it possible to treat the mental states as subagents. It is possible, therefore, to model the individual behavior of each state as well as the changes resulted from the agents' interaction. We focused on three teaching/learning situations that present different situations in which the global agents interact co-operatively in such a way that they teach each other. Specific aims were meant to each dialogue, as follows: the first dialogue concern has to do with the way the student teaches the tutor a new strategy; the second dialogue aim is to explore the tutor's "belief revision" about the student's knowledge; the third dialo gue goal has to do with the teaching strategies used by the tutor. The teaching/learning process brought about as the interaction between the agents happens is applied by using the Explanation-Based Learning (EBL) method [MIT86],[COS 90]. This method makes it possible to generalize the test example which is added to the learning agent's beliefs and strategies, making them more complete. The strategies, which are vital to the ITS, are treated as teaching plans and used to bring about learning, for they define the way in which a certain content is supposed to be taught. The strategies are treated here in a new manner, differently from the way they had formerly been [COR94]. They are a set of actions and present procedures on file that are used by the agents during the interaction. Also, the strategies are chosen and controlled by the intention and consulted by the beliefs so as to select the most suitable one, according to the situation.

Em vista da maior complexidade da programação paralela e distribuída em relação à programação de ambientes centralizados, novas ferramentas vêm sendo construídas com o objetivo de auxiliar o programador desses ambientes a desempenhar sua tarefa de formas mais eficazes e produtivas. Uma das ferramentas que há algum tempo tem sido usada na programação centralizada e aos poucos está sendo empregada também na programação concorrente é a programação visual. A programação visual se vale da presença de elementos visuais na especificação dos programas como peças chaves do processo de desenvolvimento de software. No caso específico da programação concorrente, a programação visual é especialmente útil pela capacidade que os gráficos têm de representar de forma mais adequada estruturas bidimensionais. Um programa concorrente, por relacionar no espaço diversos elementos com seus próprios fluxos de execução, faz surgir duas dimensões de análise que são mais difíceis de serem observadas através de programas textuais. Atualmente existem ferramentas de programação visual paralela e distribuída, mas a ênfase é dada na programação paralela, sem muita atenção a aplicações de sistemas abertos ou cliente-servidor. Além disso, tais ferramentas sofrem da falta de apoio à engenharia do software. Considerando essas deficiências, este trabalho apresenta uma ferramenta de programação visual para o desenvolvimento de aplicações compostas por objetos distribuídos que ofereça também a possibilidade de aplicar os principais conceitos da engenharia de software, como reutilização e orientação a objeto. Nesta ferramenta, o programador especifica de maneira visual a estrutura do seu programa, insere o código textual para a lógica da aplicação e o ambiente se encarrega do tratamento da distribuição e da comunicação de mais baixo nível. A aplicação é representada como um grafo dirigido, onde os nodos representam os objetos distribuídos e os arcos indicam os relacionamentos existentes entre esses objetos. A especificação dos programas é modular, baseando-se na reunião de componentes reutilizáveis, o que torna o sistema altamente configurável e extensível. Tanto a implementação da ferramenta quanto o código das aplicações geradas usam a linguagem de programação Java. A linguagem de programação visual projetada não especifica detalhes a respeito de como irá funcionar a comunicação e distribuição dos objetos. Portanto, foram implementados componentes para comunicação e outros recursos de programação distribuída, como locks e dados globais para serem usados nas aplicações. Para validar os principais objetivos da ferramenta, foram implementados alguns exemplos de aplicações distribuídas, como um pequeno sistema de bate-papo.

A presente tese visa contribuir na construção de ambientes de desenvolvimento de software através da proposição de uma arquitetura reflexiva para ambiente de suporte a processo, nomeada WRAPPER (Webbased Reflective Architecture for Process suPport EnviRonment). O objetivo desta arquitetura é prover uma infra-estrutura para um ambiente de suporte a processo de software, integrando tecnologias da World Wide Web, objetos distribuídos e reflexão computacional. A motivação principal para esta arquitetura vem da necessidade de se obter maior flexibilidade na gerência de processo de software. Esta flexibilidade é obtida através do uso de objetos reflexivos que permitem a um gerente de processo obter informações e também alterar o processo de software de forma dinâmica. Para se obter um ambiente integrado, a arquitetura provê facilidades para a agregação de ferramentas CASE de plataformas e fabricantes diversos, mesmo disponibilizadas em locais remotos. A integração de ferramentas heterogêneas e distribuídas é obtida através do uso de tecnologias Web e de objetos distribuídos. Reflexão computacional é usada no ambiente tanto para extrair dados da execução do processo, quanto para permitir a adaptação do mesmo. Isto é feito através da introdução e controle de meta-objetos, no metanível da arquitetura, que podem monitorar e mesmo alterar os objetos do nível base. Como resultado, a arquitetura provê as seguintes características: flexibilidade na gerência de processo, permitindo o controle e adaptação do processo; distribuição do ambiente na Web, permitindo a distribuição de tarefas do processo de software e a integração de ferramentas em locais remotos; e heterogeneidade para agregar componentes ao ambiente, permitindo o uso de ferramentas de plataformas e fornecedores diversos. Neste contexto, o presente trabalho apresenta a estrutura da arquitetura reflexiva, bem como os mecanismos usados (e suas interações) para a modelagem e execução de processo dentro do ambiente de suporte ao processo de software.

El concepto de calidad de servicio en redes eléctricas ha tenido un fuerte impulso desde la década de los 80, abarcando un amplio rango de fenómenos individuales, muchos de los cuales son conocidos por la ingeniería con anterioridad a este concepto. Es decir, lo que se ha incorporado es una visión de cómo se debe tratar un problema específico, observando el sistema como un todo y no centrándose en el problema individual. El micro corte es un fenómeno electromagnético, considerado dentro de servicio como una variación de suministro de corta duración. Los micro cortes son reducciones de corta duración de voltaje RMS. Las principales causas de este fenómenos son los cortocircuito y partidas de grandes motores industriales. Se vuelve de importancia el estudio del micro corte debido a los problemas que éste produce en otros dispositivos como: reguladores de velocidad, computadores, equipos de los procesos de control, generadores y motores industriales. Algunos de ellos, muy sensibles a este tipo de anomalía, se desconectan en presencia de disminuciones del valor RMS de la tensión. Los micro cortes de suministro no generan daños significativos para la industria como las interrupciones de corta o de larga duración, las que son menos comunes. Por otro lado, el micro corte se da más veces al año, produciendo un daño total mayor por micro corte que por interrupciones de suministro. Si este fenómeno se repite durante los meses, en un punto particular de una red eléctrica, dentro de un año las desconexiones por causa de micro cortes se vuelven considerables, produciendo pérdidas y deteriorando los equipos.

El presente trabajo consiste en la modelación de un compensador estático para el control de generación distribuida con energías renovables. El objetivo es que esta modelación represente una microred básica en la cual se pueda observar el comportamiento de un pequeño medio de generación, como por ejemplo una micro turbina hidráulica, en un ambiente de generación distribuida. El modelo debe ser capaz de simular requerimientos violentos de potencia y, también, el control, como por ejemplo un compensador estático, diseñado para mitigar los efectos negativos que esto trae, como por ejemplo problemas de frecuencia y voltaje. Se busca obtener un modelo sencillo e implementarlo con el software Matlab a través de su herramienta de simulación con entorno gráfico Simulink con la ayuda de las herramientas disponibles en el Toolbox SimPowerSystems. Con el fin de contextualizar los conceptos de generación distribuida, energías renovables y equipos de compensación estáticos, se hace una revisión del contexto mundial sobre el problema energético y las medidas que se han adoptado en otros países como la liberalización del mercado energético para la integración de generación distribuida. Se presentan las alternativas comunes que se utilizan hoy en día para el control de generación desde las más sencillas hasta las más elaboradas. También se revisan los distintos tipos de equipos de compensación FACTS, en particular los equipos de compensación de potencia activa y los sistemas de almacenamiento de energía, existentes en el mercado. Para poder introducir el modelo en Matlab-Simulink, se presentan algunos esquemas de control típicos para equipos STATCOM y SVC en los que está basada la modelación y los bloques que conforman el sistema de control simulado. El modelo diseñado, fue ajustado para trabajar en una microred en presencia de una carga resistiva y una carga inductiva que es conectada a la microred mediante un interruptor trifásico. La carga inductiva fue conectada 0.5 segundos después del inicio de la simulación provocando una baja de tensión en la línea hasta los 0.92[pu] que es restablecida hasta su valor unitario en aproximadamente 0.16[s] por la acción del dispositivo modelado. Se concluye que el esquema de STATCOM basado en inversores VSI presentan características operativas atractivas para la generación distribuida dada su rapidez de respuesta y la posibilidad de aportar su capacidad nominal en condiciones severas de funcionamiento.

El objetivo general del presente trabajo es poder interpretar un subconjunto del lenguaje de programación AmbientTalk en un dispositivo móvil liviano que sea capaz de interactuar con otros programas desarrollados en AmbientTalk alojados en otros dispositivos que no sean necesariamente del mismo tipo de equipo. El dispositivo móvil liviano usado para esta memoria es un Sun SPOT. El intérprete oficial de AmbientTalk está desarrollado para Java ME CDC, mientras que los Sun SPOT poseen como plataforma de desarrollo Java ME CLDC. Una de las diferencias importantes entre ambos es que tanto reflexión como serialización no están presentes en CLDC, mientras que si lo están en CDC. Ambas son características muy usadas y muy imprescindibles para el intérprete oficial, por lo que se hace necesario replantear un nuevo intérprete para los Sun SPOT. Debido a las capacidades de cómputo limitadas de un Sun SPOT, se decidió separar la plataforma en dos aplicaciones que corren en máquinas distintas: un compilador que lea código fuente AmbientTalk y que genere un archivo binario, y un intérprete AmbientTalk que lea ese archivo binario e interprete el programa almacenado en él en un Sun SPOT. A cada una de las aplicaciones se le realizó un diseño de arquitectura lógica, separando los componentes en módulos semi desacoplados. Luego se realizó una validación al intérprete, realizando para tal efecto una aplicación ejemplo de programación distribuida consistente en un sistema controlador de luces remotas. Se realizó esta aplicación tanto para Java ME CLDC, como para AmbientTalk, mostrando que mientras la aplicación en Java ME CLDC es más eficiente, la aplicación en AmbientTalk fue más simple de desarrollar. Finalmente se concluye que esta plataforma es un paso para tener una implementación de AmbientTalk en toda la gama de dispositivos con Java y que AmbientTalk permite disminuir el tiempo de programación para aplicaciones distribuidas en un Sun SPOT.

Este trabalho situa-se nas áreas de Sistemas Multiagentes e Geoprocessamento. Em Sistemas Multiagentes, a especificação de um sistema pode ser realizada através da modelagem do ambiente, agentes, mecanismos de interação e organização dos agentes envolvidos. Um aspecto pouco explorado, porém extremamente importante, é a modelagem e representação do ambiente em que os agentes estão situados e através do qual irão interagir. Por outro lado, o Geoprocessamento sempre enfatizou a representação de fenômenos espaciais de forma estática. No entanto, alguns fenômenos espaciais são inerentemente dinâmicos e as representações estáticas não os capturam de forma adequada. Assim, o foco principal deste trabalho é fornecer uma arquitetura, baseada em Sistemas Multiagentes, para a criação e execução de simulações na área de Geoprocessamento. Uma característica importante é a utilização de dados vetoriais, provenientes de um Banco de Dados Geográficos, na geração da representação espacial do ambiente e das entidades existentes nas simulações. Com esta forma de representação contínua e precisa, é possível criar modelos mais próximos da realidade, representando adequadamente um maior número de características. Além disto, a arquitetura permite a representação de fenômenos espaço-temporais dinâmicos, uma necessidade da área de Geoprocessamento. Focando no desenvolvimento das funcionalidades da arquitetura proposta, foi realizada uma análise das características positivas, negativas e das necessidades de algumas das principais plataformas para criação e execução de simulações baseadas em agentes. Considerando os resultados desta análise, foram criadas a arquitetura proposta e suas funcionalidades. Além disto, neste trabalho é apresentado o protótipo implementado, no qual foram realizados estudos de caso de diferentes cenários, objetivando avaliar e demonstrar o uso das funcionalidades desenvolvidas. / This work is situated in the intersection of two areas: Multi-Agent Systems and Geocomputing. In Multi-Agent Systems, the specification of a system can be achieved by the modelling of environment, agents, mechanisms of interaction and organization of the agents. Although being a very important aspect, the modelling and representation of the environment has not been yet fully explored. On the other hand, Geocomputing has always focused in the static representation of spatial phenomena. However, some spatial phenomena are dynamic on time and space and usual representation adopted in Geocomputing do not capture them well. The aim of this work is to provide an architecture, based on Multi-Agent Systems, for the development and execution of Geocomputing simulations. A very important feature of the proposed architecture is the use of vectorial data, from a Geographic Database, for the representation of the environment and the spatial entities that exist in it. Using this continuous and accurate representation form, it is possible to develop more realistic models, representing appropriately geographic features. Moreover, this architecture allows the representation of dynamic phenomena in time and space, an old need of the Geocomputing area. Focusing on the development of the features of this architecture, an analysis of some related works was realized. The development of this architecture and its features was done based on the results of this analysis. Moreover, a prototype was presented in this work, in which some case studies of different scenes were performed, aiming at the evaluation and demonstration of the developed model and its features.

As grades computacionais e as redes peer-to-peer (P2P) surgiram como áreas distintas, com diferentes propósitos, modelos e ferramentas. No decorrer dos últimos anos, estas áreas foram convergindo, uma vez que a infraestrutura e o modelo de execução descentralizada das redes P2P provaram ser uma alternativa adequada para o tratamento de questões relacionadas à manutenção de grades de larga escala, tais como escalabilidade, descoberta, alocação e monitoramento de recursos. O modelo MultiCluster trata a convergência entre grades computacionais e redes peer-to-peer de uma forma mais restrita: os problemas de escalabilidade, de descoberta e alocação de recursos são minimizados considerando-se apenas recursos localmente disponíveis para a construção de uma grade, a qual pode ser usada para a execução de aplicações com diferentes características de acoplamento e comunicação. Esse trabalho apresenta a arquitetura do modelo e seus aspectos funcionais, bem como um primeira implementação do modelo, realizada através da adaptação da biblioteca de programação DECK sobre os protocolos do projeto JXTA. A avaliação do funcionamento dessa implementação é apresentada e discutida, com base em algumas aplicações com diferentes características. / Grid computing and peer-to-peer computing emerged as distinct areas with different purposes, models and tools. Over the last years, these areas has been converging since the infrastructure and the execution model used in peer-to-peer networks have proven to be a suitable way to treat some problems related to the maintenance of large scale grids, such as scalability, monitoring, and resource discovery and allocation. The MultiCluster model addresses the convergence of grids and peer-to-peer networks in a more restricted way: the problems related to scalability, resource allocation and discovery are minimized by considering only local resources for the conception of a small scale grid, which can be used to run applications with different characteristics of granularity and communication. This work presents the MultiCluster architecture and its functional aspects, as well as a first implementation carried out by adapting the DECK programming library to use JXTA protocols and its consequent evaluation, based on applications with different characteristics.

ALMADA, J. B. Modelagem, controle e gerenciamento da operação de microrredes com fontes renováveis. 2013. 216 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-01T14:14:16Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_jbalmada.pdf: 3514838 bytes, checksum: 06cfc29918bc456c507ff53ffc14134b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T18:16:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_jbalmada.pdf: 3514838 bytes, checksum: 06cfc29918bc456c507ff53ffc14134b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T18:16:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_jbalmada.pdf: 3514838 bytes, checksum: 06cfc29918bc456c507ff53ffc14134b (MD5) Previous issue date: 2013-11-28 / Nowadays, the distribution networks of electricity are the segment of the electrical power systems that has experienced more changes, due in particular to the presence of distributed generation and the technological advances in the areas of instrumentation, automation, measurement, information technology and comunication. This work aims to present the modelling, the control and the operation management of a group of small-scale energy resources connected to the low voltage, which coordinated form a microgrid. The microgrid energy resources are solar photovoltaic sources, wind energy based on double fed induction generator and hydrogen fuel cell, and a storage system with batteries. Two conceptions are developed: a single-phase microgrid and a three-phase microgrid, both operating in connected mode and isolated from the utility. Each energy resource is connected to a point of common coupling through power converters. For each converter was designed a set of control loops. The master-slave strategy was used to control the converters and to microgrid management. In master-slave configuration only the master converter is designed to be the voltage reference and others operate as a current source. For managing the steady state operation of microgrids different operating scenarios were considered, with variation of load and generation levels, as well as changes in tariff flags, for load supply with economy and sources operating at maximum efficiency. The proposed systems operate satisfactorily fulfill the requirements of utility for synchronization and disconnection. The injected currents are below the allowed distortion level. In stand-alone mode, the system voltage remains within the appropriate level of amplitude and frequency. / Atualmente, as redes de distribuição de energia elétrica são o segmento dos siste-mas elétricos de potência que mais tem experimentado mudanças, devido, em es-pecial, à presença da geração distribuída e aos avanços tecnológicos nas áreas de instrumentação, automação, medição, tecnologia da informação e comunicação. Este trabalho tem por objetivo apresentar a modelagem, o controle e o gerenciamento da operação de um conjunto de recursos energéticos de pequeno porte, conectados à baixa tensão, que coordenados formam uma microrrede. Os recursos energéticos da microrrede são fontes solar fotovoltaica, eolielétrica com gerador de indução de dupla alimentação e célula combustível a hidrogênio, e um sistema de armazenamento de energia a baterias. Duas concepções de microrredes são desenvolvidas: microrrede monofásica e microrrede trifásica, ambas operando em modo conectado e isolado da rede elétrica principal. Cada recurso energético é conectado a um ponto comum de conexão através de conversores de potência. Para cada conversor foi projetado um conjunto de malhas de controle. A estratégia mestre-escravo foi usada para o controle dos conversores e gerenciamento da microrrede. Na configuração mestre-escravo apenas o conversor mestre é designado para ser a referência de tensão que os outros conversores necessitam para operarem como fonte de corrente. Para o gerenciamento da operação das microrredes em regime permanente, foram considerados diferentes cenários de operação, com variação de níveis de carga e de geração, bem como variação de bandeiras e postos tarifários, visando atender a carga com economicidade e fontes operando em máxima eficiência. Os sistemas propostos operam de forma satisfatória obedecendo aos requisitos da concessionária para a sincronização e desconexão. As harmônicas de corrente injetada estão abaixo do nível de distorção permitido. No modo isolado, a tensão dos sistemas permanece dentro do nível adequado de amplitude e frequência.