A investigação da física de saturação partônica em colisões de partículas de altas energias será o objetivo principal deste trabalho. Os fenômenos de saturação referem-se a processos de recombinação de pártons (quarks e gluóns) que considera-se ocorram no limite de altas energias da Cromodinâmica Quântica (QCD), a fim de controlar o crescimento das densidades de pártons e manter unitárias as amplitudes de espalhamento. A evolução em energia das amplitudes que leva a este comportamento é não linear, sendo essas não linearidades responsáveis pela unitarização das amplitudes. Para realizar este estudo nos baseamos no formalismo de dipolos de cor, onde a evolução das amplitudes considera que gluóns emitidos, no limite de grande número de cores, são equivalentes a pares de quark–antiquark. Assim, o que é considerado nos cálculos de amplitudes de espalhamento são as interações de tais dipolos com o alvo, sendo as coordenadas (momentum) transversas (os) dos dipolos e a energia as variáveis de interesse. A equação mais simples para a evolução de dipolos é a equação de Balitsky e Kovchegov (BK), a qual não possui soluções analíticas conhecidas. Assintoticamente, entretanto, tais soluções podem ser obtidas por meio de uma conexão entre a QCD e processos de reação–difusão, onde se mostra que a equação BK está em classe de equivalência com a equação de Fisher, Kolmogorov, Petrovsky e Piscounov (FKPP), largamente estudada e que é conhecida por admitir soluções de ondas progressivas. Usando as soluções assintóticas da equação BK para o regime de grandes momenta transversos, juntamente com uma expressão que unitarize a amplitude na região não perturbativa é possível construir modelos para a amplitude de dipolos e assim descrever processos no regime de altas energias da QCD. Um exemplo disso é o modelo AGBS para amplitude de dipolos, em ordem dominante na constante de acoplamento forte, αs, usada como parâmetro perturbativo, o qual será muito útil em nossas análises. As maiores energias de centro de massa disponíveis atualmente se dão em colisões hadrônicas no LHC. Nesse sentido, buscamos neste trabalho aplicar a física de saturação na produção inclusiva de hádrons em colisões próton-próton e próton-núcleo, sob o ponto de vista de distintas fatorizações para seção de choque de produção: a fatorização híbrida mesclando as físicas colinear da evolução DGLAP e a física de saturação; e a fatorização kt que considera a distribuição em momentum transverso para ambos os hádrons em colisão. Sob o ponto de vista da fatorização híbrida realizamos um ajuste global com a amplitude AGBS para dados de espalhamento profundamente inelástico (DIS) no colisor HERA em conjunto com os dados de produção de hádrons em colisões de íons pesados (Deutério–Ouro ou próton–próton) no colisor RHIC. Este ajuste teve resultados promissores e aparece como um dos poucos que conseguem uma boa descrição simultânea desses diferentes tipos de processos, podendo ser utilizado para explicar a física de partículas nas maiores energias atingidas em colisores, no caso no LHC. Com base na fatorização kt conseguimos uma melhor descrição dos dados de LHC em rapidezes centrais, onde pudemos clarificar as distintas regiões cinemáticas onde cada fatorização se aplica. Além disso, conseguimos uma descrição muito boa dos recentes dados de colisões próton-chumbo no LHC. Comparando ambas fatorizações percebe-se que a fatorização kt é adequada na descrição de dados em rapidezes centrais, ao passo que a fatorização híbrida descreve muito bem os dados em rapidezes frontais, onde a física de saturação tem relevante papel. Nós também fizemos predições para o fator de modificação nuclear RpA usando seções de choque para a produção direta de fótons, a qual contém informações precisas sobre o estado inicial da colisão, uma vez que fótons não interagem por meio da força forte com o meio harmônico formado no estado final. Com este observável nós esperamos reduzir os erros associados com correções de mais alta ordem no sentido de que tomamos razões entre seções de choque e os fatores K associados a estas quantidades devem ser cancelados. O modelo AGBS prevê uma forte supressão da razão nuclear em rapidezes frontais, ao contrário das previsões baseadas na fatorização colinear. / The main subject of this thesis is the investigation of the saturation physics in high energy particle collisions. The saturation phenomena refer to the processes of parton (quarks and gluons) recombination that are expected to happen in the high energy limit of the Quantum Cromodynamics in order to tame the fast growing of the parton density inside the hadrons, and thus keep the scattering amplitudes unitary. The energy evolution for the amplitudes leading to this behavior is nonlinear, being the nonlinearities responsible for the unitarization process. In order to investigate the saturation phenomena in high energy collisions we lay on the color dipole formalism, which is based on the t’Hooft large Nc limit and considers the gluons emitted as the energy increases as a quark-antiquark pair. Thus, a factorization emerges, where the probe is represented by the interaction of such dipole pair, end its energy evolution, with the target; and being the main variables the transverse size – and its conjugate transverse momentum. The simplest evolution equation for the dipole amplitude is the Balistky-Kovchegov (BK) equa- tion, for which analytical solutions are not known. Asymptotically, however, it is possible to get infor- mation on its solutions, through a “mapping” of QCD into reaction-diffusion processes that put the BK equation equivalence class with the Fisher-Kolmogorov-Piscounov-Petrovsky (FKPP) equation. Such equation was largely studied in statistical physics problems and is known to admit traveling waves solutions. Using such BK asymptotic solutions to describe the large transverse momentum behavior, together with a expression that unitarizes the infrared region, it is possible to build models to the dipole scattering amplitude and thus describe the QCD processes at high energy. An example of such approach is the AGBS model for the dipole amplitude, that will be very useful in our analysis. The largest center of momentum energies available nowadays in colliders involve hadron colli- sions at LHC. This way we will use such collisions as laboratory to investigate the saturation physics; particularly, we will focus on inclusive hadron production in proton-proton and proton-nucleus colli- sions, from the viewpoint of distinct factorizations for the production cross section: the hybrid one, merging the collinear physics of the DGLAP evolution equation for the projectile partons and the saturation physics in the dense targets; and the kt factorization, treating both colliding hadrons as composite systems of partons with intrinsic transverse momentum. Within the hybrid formalism we performed a global analysis of the AGBS amplitude to the deep inelastic scattering (DIS) data coming from the collider HERA together with the inclusive production of hadrons in heavy ions collisions (proton–gold and proton–proton) at the RHIC. Such fit shows good results and emerges as one of few models that can accommodate simultaneously these distinct processes, and can be used to investigate the saturation physics in higher energies as those attained at the LHC. Using the kt factorization we got a better description of the central rapidity data measured at LHC, in comparison with the hybrid formalism, and thus we could map the distinct kinematic regions where each factorization applies. Besides that, under such factorization we could describe quite well the recently measured data in the proton-lead run at LHC. Comparing both factorization we realize that the kt one is better suited to deal with central rapidity data – if both colliding hadrons can be considered in the small-x region, while the hybrid factorization accommodates very well the small-x physics of the fragmentation region of the hadrons, in the froward rapidities. We also have made predictions to the nuclear modification ratio RpA using prompt photon production cross sections, that contains precise information on the initial state of the collision process once there is no strong interaction between the produced photon and the hadronic media in the final state. With this observable we expect the errors associated with higher order correction could be minimized, once we are taking cross section ratios and the K factors should cancel out. The AGBS predict a strong suppression of the nuclear ratio at forward rapidities, with is in opposite way as the collinear prediction.

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-11-06T13:39:38Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_LorenaRincon_vf.pdf: 1433520 bytes, checksum: c1ad7e5ce7f1a016f67deec2344f0d1a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-06T13:39:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_LorenaRincon_vf.pdf: 1433520 bytes, checksum: c1ad7e5ce7f1a016f67deec2344f0d1a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-10-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The leaf area to sapwood area ratio (LA:SA; pipe model) is fundamental to understand the allocation of resources and the hydraulic architecture of plants. In this study, we tested (1) how the LA:SA ratio differs between branch and whole tree, (2) how it changes with tree height, and (3) how it changes along the hydro-edaphic gradient. In a rain tropical forest in Central Amazonia we destructively sampled 121 individuals of six dominant tree species (18-23 per specie) for measurement of leaf and sapwood area both for the whole plant and for a branch of the same individual. We found that: (1) the leaf area and the sapwood area showed an isometric ratio (1:1) for both measurements made in the branch and for the whole plant; but the LA:SA ratio is higher in the branches than in the tree, (2) it decreases with increasing tree height, and (3) tends to increase with distance from water-table but is not consistent between species. We attribute these changing patterns to: (1) higher hydraulic resistance in the branches, influence of branch woody density and apical dominance index (2) less allocation in leaf area to optimize growth height and (3) as a response of plants to limited light or the ratio LA:SA is influenced by other morphological and hydraulic traits. We conclude that juvenile trees in a tropical forest have an isometric relationship between LA and SA for branches and whole tree, but there are some patterns of change in the allocation of leaf area per unit of sapwood: the measuring scale (branch or whole plant), the tree height and the distance from water table, however, there is no same trend among species. Then, generalized interpretations should be made with caution. Specifically, for a better understanding of the hydraulic function of the plants are necessary studies oriented to change and coordination of the LA:SA ratio and the structural and hydraulic characteristics within the individual, across different species, environments and seasonal. / A relação área foliar pela área transversal do xilema ativo (LA:SA; modelo de tubo) é fundamental no entendimento da alocação de recursos e a arquitetura hidráulica das plantas. Nesta pesquisa, avaliamos (1) a mudança da razão LA:SA entre medidas feitas no ramo e a planta inteira; (2) a mudança da razão com a altura da árvore e, (3) a mudança da razão ao longo de um gradiente de disponibilidade água. Em uma floresta de tropical úmida de terra firme na Amazônia Central foram amostrados destrutivamente 121 indivíduos de seis espécies dominantes (18-23 por espécie) para obter medidas diretas da área foliar e área do xilema tanto para a planta inteira como para um ramo do mesmo indivíduo. Encontramos que (1) a área foliar e a área do xilema ativo apresentaram uma relação isométrica (1:1) na planta inteira e no ramo, mas a razão LA:SA é maior nos ramos, (2) a razão LA:SA diminui com o incremento em altura e, (3) tende a aumentar na medida em que incrementa a distância vertical ao lençol freático (HAND), mas não existe um padrão entre espécies. Atribuímos esses padrões de mudança a: (1) maior resistência hidráulica nos ramos, maior densidade da madeira do ramo e maior grau de ramificação dos ramos (2) menor investimento em área foliar para otimizar o crescimento em altura e (3) resposta das plantas a limitação em luz, como também influencias de outras características morfológicas e hidráulicas. Concluímos que indivíduos juvenis de florestas tropicais apresentam uma relação isométrica entre LA e SA para as medidas da planta inteira e do ramo. Porém, existem alguns padrões de mudança que influenciam a alocação de área foliar por unidade xilema ativo: a escala de medição da LA e SA (ramo e planta inteira), a altura da árvore e a disponibilidade água, no entanto não existe a mesma tendência para todas as espécies. Portanto, estimativas e intepretações generalizadas da razão LA:SA devem ser feitas com precaução. Para um melhor entendimento dos fatores que influenciam a alocação de recursos e a função hidráulica das plantas são necessários estudos orientados ao conhecimento da coordenação entre a razão LA:SA e outras características estruturais e hidráulicas dentro do indivíduo, entre diferentes espécies, ambientes e sazonalmente.

O problema de escalonamento de veículos com múltiplas garagens (MDVSP, do inglês Multi-Depot Vehicle Scheduling Problem) é um problema clássico de logística e transportes. O MDVSP também é a base para a solução de vários problemas correlatos, tais como o problema de escalonamento de veículos em tempo-real e soluções integradas com o escalonamento de veículos, tais como o escalonamento da tripulação e otimização da tabela de horários. Desta forma, aprimorar a solução deste problema pode ser considerado de grande relevância, a qual permitirá resolver grandes instâncias reais de forma eficiente, bem como permitir a solução de problemas correlatos. O objetivo desta dissertação é verificar a aplicabilidade da utilização da rede tempo-espaço e do método de geração de colunas modificado proposto, para a solução deste problema, e de sua variante com frota heterogênea, considerando grandes instâncias. Diversos testes foram realizados utilizando o gerador de instâncias aleatórias com base na distribuição de demandas proposto. Grandes instâncias, envolvendo milhares de viagens (entre 500-10.000) e dezenas de garagens (4-128) são resolvidas em tempos razoáveis. / The multiple-depot vehicle-scheduling problem (MDVSP) is a classic logistic and transportation problem. The MDVSP is also a subproblem for solving various related problems, such as the real time vehicle scheduling problem, disruption management; and integrated problems such as the vehicle and crew scheduling problems. Although several mathematical and solution method have been developed in the literature, large instances (involving thousands of trips and several depots) are still difficult to solve in a reasonable time. The objective of this research work is to verify the applicability of the use of the space-time network towards obtaining good solutions for large instances in short time. Time-space network was suggested by Kliewer et al (2006), and it is positioned with respect to two-dimensional axes, one representing time and the other one space or stations. The arcs represent deadheading movements; and waiting periods in the same station. Solution methods for the MDVS combining time space with integer linear programming solvers and column generation were developed. Extensive testing was carried out using random generated instances, based on demands distribution. Large instances, involving thousands of trips (between 1,000-10,000) and dozen (4-64) depots, are solved in reasonable times.

Este projeto apresenta o desenvolvimento de um conjunto de algoritmos que objetivam o escalonamento de tarefas em grades móveis, com foco no problema de conectividade e tolerância às falhas. Algoritmos de aprendizado de máquina e algoritmos estocásticos são aplicados na organização de recursos da grade durante o processo de escalonamento de tarefas. Além disso, uma tolerância a falhas foi considerada em conjunto ao algoritmo proposto e o desempenho do algoritmo foi avaliado por meio de simulação. Os resultados mostram que a queda da quantidade de falhas é significativa com a utilização dos algoritmos desenvolvidos, principalmente quando há uma grande quantidade de tarefas e poucos recursos disponíveis. O aumento do tempo de execução é inevitável neste caso, porém é controlável pelas variáveis definidas nos algoritmos. / This project presents the development of a set of algorithms for task scheduling in a mobile grid, focusing on connectivity problem and fault tolerance. Machine learning algorithms and stochastic algorithms are applied to organize the grid resources during the process of task scheduling. In addition, a technique of fault tolerance is considered in conjunction with the proposed algorithm, and the performance of algorithm is evaluated by simulation. The results show a substancial decrease in the failure rate due to the use of developed algorithms, mainly for the case of large amount of tasks with limited resources. The increase in execution time is inevitable in this case, but it is controllable by variables defined in the algorithms.

Este trabalho apresenta o projeto e a implementação da política de escalonamento com suporte à migração de processos JUMP. A migração de processos é uma ferramenta importante que complementa a alocação inicial realizada pela política de escalonamento em um ambiente paralelo distribuído, permitindo um balanceamento de carga dinâmico e mais refinado, resultando em um melhor desempenho do ambiente e menor tempo de resposta das aplicações paralelas distribuídas. A nova política unifica a alocação inicial e migração de processos em um único algoritmo, de forma a compartilhar decisões para o objetivo comum de prover um melhor desempenho para aplicações de uso intensivo de processamento em clusters heterogêneos. A política é implementada sobre o ambiente de escalonamento flexível e dinâmico AMIGO, adaptado para o suporte à migração de processos. A avaliação de desempenho mostrou que a nova política oferece ganhos expressivos nos tempos de resposta quando comparada às outras duas políticas de escalonamento implementadas no AMIGO, em quase todos os cenários, para diversas aplicações e diversas situações de carga do ambiente / This work presents the project and implementation of the scheduling policy with process migration support JUMP. Process migration is an important tool that complements the initial placement performed by the scheduling policy in a distributed parallel environment, allowing for dynamic and more refined load balancing, resulting in better performance of the environment and shorter response time for distributed parallel applications. The new policy unifies initial placement and process migration in a single algorithm, enabling the sharing of decisions for the common goal of providing a better performance for CPU-bound applications in heterogeneous clusters. The policy is implemented over the dynamical and flexible environment AMIGO, adapted in order to support process migration. Performance evaluation showed that the new policy offers expressive gains in response times when compared to other two scheduling policies implemented in AMIGO in almost all scenarios, for different applications and different environment load situations

Considerando-se o contexto de gerenciamento energético em grades móveis, neste trabalho foram propostos dois algoritmos de escalonamento (Maximum Regret e Greedy) que, além de minimizar o consumo de energia, visam assegurar o cumprimento dos requisitos de qualidade de serviço das aplicações submetidas pelos usuários. Tais algoritmos foram projetados a partir de soluções heurísticas para o problema de escalonamento ciente de consumo de energia em grades móveis, que foi modelado como um problema de otimização envolvendo variáveis binárias. Por meio de experimentos, que consideraram tanto cenários estáticos quanto dinâmicos, foi demonstrada a viabilidade dos algoritmos de escalonamento propostos em relação à redução do consumo de energia. Em seu pior caso, o algoritmo Maximum Regret foi 12,18% pior que o referencial determinado pela melhor solução do solver Gurobi; já no pior caso do algoritmo Greedy, tal diferença foi de apenas 8,14% / Considering the context of energy management in mobile grids, this work proposes two scheduling algorithms (Maximum Regret and Greedy) that aim not only to reduce the energy consumption of the mobile devices, but also to ensure the QoS (Quality of Service) requirements of the running applications. These algorithms were designed based on heuristics for the energy aware scheduling problem in mobile grids, which was modeled as an optimization problem with integer variables. The performances of the proposed scheduling algorithms were evaluated by an extensive set of experiments, which demonstrated the feasibility of the adopted approach regarding energy consumption minimization. In its worst case, the Maximum Regret algorithm was 12.18% worse than the best solution provided by the Gurobi solver. While in the Greedys worst case the performance difference was just 8.14%

Tese de mestrado. Redes e Serviços de Comunicação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio orientado na empresa, pelo Eng. Nuno Filipe Correia de Melo Ferreira de Almeida / Tese de mestrado integrado. Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-13T17:23:58Z No. of bitstreams: 1 RODRIGO DUARTE SOUSA - DISSERTAÇÃO - PPGCC 2014..pdf: 3708263 bytes, checksum: d9e59ec276a62382b6317ec8ce6bf880 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-13T17:23:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RODRIGO DUARTE SOUSA - DISSERTAÇÃO - PPGCC 2014..pdf: 3708263 bytes, checksum: d9e59ec276a62382b6317ec8ce6bf880 (MD5) Previous issue date: 2014-08-04 / Sistemasde processamento contínuo de eventos vêm sendo utilizados em aplicações que necessitam de um processamento quase em tempo real. Essa necessidade, junto da quantidade elevada de dados processados nessas aplicações, provocam que tais sistemas possuam fortes requisitos de desempenho e tolerância a falhas. Sendo assim, escalonadores geralmente fazem uso de informações de utilização dos recursos das máquinas do sistema (como utilização de CPU, memória RAM, rede e disco) natentativadereagirapossíveissobrecargasque possam aumentar a utilização dos recursos, provocando uma piora no desempenho da aplicação. Entretanto, devido aos diferentes perfis de aplicações e componentes, a complexidade de se decidir, de forma flexível e genérica, o que deve ser monitorado e a diferença entre o que torna um recurso mais importante que outro em um dado momento, podem provocar escolhas não adequadas por parte do escalonador. O trabalho apresentado nesta dissertação propõe um algoritmo de escalonamento que, através de uma abordagem reativa, se adapta a diferentes perfis de aplicações e de carga, tomando decisões baseadas no monitoramento da variação do desempenho de seus operadores. Periodicamente,o escalonador realiza uma avaliação de quais operadores apresentaram uma piora em seu desempenho e, posteriormente, tenta migrar tais operadores para nós menos sobrecarregados. Foram executados experimentos onde um protótipo do algoritmo foi avaliado e os resultados demonstraram uma melhora no desempenho do sistema, apartirdadiminuiçãodalatênciadeprocessamentoedamanutenção da quantidade de eventos processados. Em execuções com variações bruscas da carga de trabalho, a latência média de processamento dos operadores foi reduzida em mais de 84%, enquanto queaquantidadedeeventos processados diminuiuapenas 1,18%. / The usage of event stream processing systems is growing lately, mainly at applications that have a near real-time processing as a requirement. That need, combined with the high amount of data processed by these applications, increases the dependency on performance and fault tolerance of such systems. Therefore, to handle these requirements, schedulers usually make use of the resources utilization (like CPU, RAM, disk and network bandwidth) in an attempt to react to potential over loads that may further increase their utilization, causing the application’s performance to deteriorate. However, due to different application profiles and components, the complexity of deciding, in a flexible and generic way, what resources should be monitored and the difference between what makes a resource utilization more important than another in a given time, can provoke the scheduler to perform wrong actions. In this work, we propose a scheduling algorithm that, via a reactive approach, adapts to different applications profiles and load, taking decisions based at the latency variation from its operators. Periodically, the system scheduler performs an evaluation of which operators are giving evidence of beingin an over loaded state, then, the scheduler tries to migrate those operators to a machine with less utilization. The experiments showed an improvement in the system performance, in scenarios with a bursty workload, the operators’ average processing latency was reduced by more than 84%, while the number of processed events decreased by only1.18%.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-05-25Bitstream added on 2014-06-13T21:01:23Z : No. of bitstreams: 1 falavinhajunior_jn_dr_ilha.pdf: 3487083 bytes, checksum: 5eeeb56b23091b46b46acaafba4babe4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em sistemas distribuídos de larga escala; onde os recursos compartilhados são de propriedade de entidades distintas; existe a necessidade de refletir o fator propriedade dos recursos no processo de escalonamento de tarefas e alocação de recursos. Um sistema de gerenciamento de recursos apropriado deve garantir que os proprietários de recursos tenham acesso aos seus recursos ou ao menos a uma parcela de recursos que seja equivalente a eles. Diferentes políticas podem ser estabelecidas para que o sistema garanta esse direito aos proprietários de recursos; e nessa tese defende-se uma política de escalonamento e alocação de reucrsos chamada Owner-Share Enforcement Policy (OSEP) ou Política de Garantia da Porção do Proprietário; que tem por objetivo garantir o direito de acesso aos recursos através de um sistema de escalonamento baseado em preempção de tarefas e realocação de recursos. Avalia-se a política através da análise de testes e resultados envolvendo métricas de desempenho que descrevem fatores como violação da política; perdada capacidade de processamento; custo da política e satisfação do usuário. Os testes ainda envolveram a análise de desempenho da política em ambientes com a possibilidade de chekcpointing de tarefas; minimizando assim o desperdício de processamento. Fez-se ainda comparações com a política de compartilhamento justo Fair-Share; que permitiram estabelecer as vantagens e desvantagens de cada política e ainda identificar futuros problemas. Por fim; conclui-se a tese identificando as contribuições oferecidas por este trabalho e os trabalhos futuros que podem ser desenvolvidos. / In large distributed systems, where shared resources are owned by distinct entities, there is a need to reflect resource ownership in resource allocation. An appropriate resource management system should guarantee that owners of resources have access to their resources or at least to a share of resources proportional to the share of resources they provide. Different policies can be established for guaranteeing the access to resources, and in this thesis we introduce a policy for scheduling and resource allocation named Owner Share Enforcement Policy (OSEP). This policy is based on the concept of distributed ownership and itguarantees the owner's right of accessing their share of resources in a distributed system with a preemptive share space. We evaluate this policy through tests and results analysis involving performance metrics that describe policy violation, loss of capacity, policy cost and user satisfaction. The tests were also conducted in environments withand without job checkpointing, and comparisons with the Fair-Share scheduling policy were made in order to capture the trade-offs of each policy. Finally, we conclude the thesis describing the contributions achieved with this work and pointing directions for future work.