[pt] A geração e consumo crescente de embalagens PET representa um grande problema ambiental, pois o resíduo destes produtos acaba sendo descartado inadequadamente na natureza ou sendo simplesmente disposto nos aterros. Com o objetivo de atenuar este problema pesquisas foram desenvolvidas nos últimos anos buscando oferecer um destino mais nobre para o resíduo de PET, especialmente para as garrafas PET. Neste contexto, a presente pesquisa propõe o uso do resíduo de garrafas PET, sob a forma de pó, triturado e fibras, como material alternativo para camadas de base em pavimentos. Misturas de Solo-PET, utilizando um solo argiloso com inserção de pó de PET nas porcentagens de 10, 20 e 30 por cento, inserção de PET triturado nas porcentagens de 3, 5 e 7 por cento, e inserção de fibras de PET nas porcentagens de 0,25 e 0,50 por cento, foram avaliadas geotecnicamente por meio de ensaios de caracterização física, ensaios de compactação e ensaios de módulo de resiliência. Os ensaios mecânicos foram realizados nas amostras recém-compactadas e em corpos de prova aquecidos, avaliando ainda a influência do aquecimento no módulo de resiliência. Também foi utilizado o programa computacional SisPav para simular o dimensionamento de um pavimento típico composto pelos materiais estudados. Os resultados obtidos apontam que a inserção de PET nas misturas tem influência sobre o comportamento mecânico do solo, sendo constatado que menores teores possibilitam maiores valores de módulo resiliência. Ainda, a mistura com 10 por cento de pó de PET foi considerada mais eficiente. Conclui-se que a utilização de um solo argiloso adicionado com PET como material alternativo em base de pavimentos é tecnicamente viável e representa uma boa solução para a destinação deste resíduo bem como para a mitigação de seu potencial agressivo ao meio ambiente. / [en] The growing production and consumption of PET packaging represents a major environmental problem because they end up being improperly discarded in nature or simply disposed in landfills. With the aim to attenuate the environmental problem researchers were developed in the last years, in order to offer a nobler destination for this waste, especially for PET bottles. In this context, this research proposes the use of PET bottles waste, in form of powder, crushed and fibers as an alternative material for pavements base. Soil-PET mixtures, using a clayey soil with the addition of PET powder in percentages of 10, 20 and 30 percent, addition of crushed PET in percentages of 3, 5 and 7 percent and addition of PET fiber in percentages of 0,25 and 0,5 percent, were geotechnically evaluated by physical characterization tests, compaction tests and Resilient Modulus tests. The mechanical tests were performed on freshly compacted samples and also on heated specimens, evaluating the influence of heating in the resilient modulus. The computer program SisPav was also used to simulate the mechanistic empirical design for a typical pavement structure composed of the researched material. The results indicate that the insertion of PET influences the mechanical behavior of the soil, and it was verified that lower contents of PET allows higher values of resilient modulus. It can be concluded that the use of a clayey soil added with PET, as an alternative material in pavements base, is technically feasible and represents a good solution for the destination of this waste as well as for the mitigation of its aggressive potential to the environment.

With the increase of device complexity and test-data volume required to guarantee adequate defect coverage, external testing is becoming increasingly difficult and expensive. Logic Built-in Self Test (LBIST) is a viable alternative test strategy as it helps reduce dependence on an elaborate external test equipment, enables the application of a large number of random tests, and allows for at-speed testing. The main problem with LBIST is suboptimal fault coverage achievable with random vectors. LFSR reseeding is used to increase the coverage. However, to achieve satisfactory coverage, one often needs a large number of seeds. Computing a small number of seeds for LBIST reseeding still remains a tremendous challenge, since the vectors needed to detect all faults may be spread across the huge LFSR vector space. In this work, we propose new methods to enable the computation of a small number of LFSR seeds to cover all stuck-at faults as a first-order satisfiability problem involving extended theories. We present a technique based on SMT (Satisfiability Modulo Theories) with the theory of bit-vectors to combine the tasks of test-generation and seed computation. We describe a seed reduction flow which is based on the `chaining' of faults instead of pre-computed vectors. We experimentally demonstrate that our method can produce very small sets of seeds for complete stuck-at fault coverage. Additionally, we present methods for inserting test-points to enhance the testability of a circuit in such a way as to allow even further reduction in the number of seeds. / Master of Science

La thèse concerne différents aspects de la répartition des fonctions arithmétiques.1. Deshouillers, Iwaniec et Luca se sont récemment intéressés à la répartition modulo 1 de suites qui sont des valeurs moyennes de fonctions multiplicatives, par exemple phi(n)/n où phi est la fonction d'Euler. Nous étendons leur travail à la densité modulo 1 de suites qui sont des valeurs moyennes sur des suites polynômiales, typiquement n^2+1.2. On sait depuis les travaux de Katai, il y a une quarantaine d'années que la fonction de répartition des valeurs de phi(p-1)/(p-1) (où p parcourt les nombres premiers) est continue, purement singulière, strictement croissante entre 0 et 1/2. On précise cette étude en montrant que cette fonction de répartition a une dérivée infinie à gauche de tout point phi(2n)/(2n). / Abstract

En 1940, Paul Erdős énonça une conjecture sur la distribution des classes inversibles modulo un entier. La présente thèse étudie la distribution des k-uplets de classes inversibles propose une preuve de la conjecture d'Erdős étendue au cas des k-uplets. / In 1940 Paul Erdos made a conjecture about the distribution of reduced residues. Here, in this thesis we studied the distribution of k-tuples of reduced residues, and proved extension of Erdos's conjecture for them.

[pt] Reservatórios carbonáticos contêm entre 50 e 60 por cento de petróleo e gás do mundo. No entanto, estas rochas têm apresentado problemas operacionais consideráveis durante as etapas de perfuração e produção. Tais problemas são originados pelas dificuldades na caracterização adequada destas rochas em função da complexa distribuição espacial de sua micro e macro estrutura. Enquanto ambas as escalas possuem importância no entendimento do comportamento de carbonatos, o presente trabalho trata da análise da microestrutura. Nesse âmbito, a proposta deste trabalho integra o processamento e análises de imagens digitais adquiridas mediante microtomografia de raios-X, elaboração de malhas de elementos finitos e simulação numérica de forma a prever propriedades elásticas, com o objetivo de correlacionar a microestrutura e o módulo de Young. Foram utilizadas imagens digitais de amostras de afloramento (travertinos) considerados como possíveis análogas a rochas carbonáticas de reservatório. A metodologia implementada permitiu obter sub-amostras que incluem uma gama de microestruturas e porosidades numa única amostra para assim simular numericamente o módulo de Young. Os resultados dos ensaios virtuais foram comparados com os resultados de ensaios reais executados em amostras da mesma rocha e dados encontrados na literatura. A aplicação da metodologia e os resultados obtidos indicam o potencial e as limitações atuais desta técnica. Conclui-se neste estudo que o valor do módulo de Young das amostras simuladas numericamente é afetado pela distribuição espacial, conectividade dos poros e pela microporosidade da rocha. Os valores encontrados no ensaio virtual tendem a serem superiores aos obtidos em ensaios reais devido à dificuldade de inserir, no modelo de micro estrutura, os contatos entre os grãos assim como regiões mais compressíveis não determinadas na aquisição das imagens. / [en] Carbonate reservoirs contain between 50 and 60 per cent of oil and gas in the world. However, these rocks have presented considerable operational problems during drilling and production steps. Such problems are caused by the difficulties in proper characterization of these rocks due the complex spatial distribution of their micro and macrostructure. Although both scales have importance in understanding the behavior of carbonates, the present work deals with the analysis of the microstructure. In this context, the proposal of this work integrates the processing and analysis of digital images acquired by x-ray microtomography, finite element mesh generation and numerical simulations to predict elastic properties in order to correlate the microstructure and the Young s modulus. We used digital images of samples of outcrop (travertine) considered as a possible analogous to carbonate rocks of reservoir. The methodology implemented allowed get sub-samples that include a range of microstructures and porosities in a single sample to determine numerically the Young s modulus. The virtual test results were compared with laboratory test results performed on samples from the same rock and data found in the literature. The application of the methodology and the results obtained indicate the potential and current limitations of this technique. This study concluded that the value of Young s modulus of numerically simulated samples is affected by spatial distribution, pore connectivity and microporosity of these rocks. The values found in the virtual test tend to be higher than those obtained in laboratory tests due to the difficulty of inserting, in the model of micro structure, contacts between the grains as well as more compressible regions not certain on the acquisition of the images.

Neste trabalho, estudamos a classificação de singularidades de curvas espaciais simples que não são intersecções completas. O Teorema de Hilbert-Burch nos permite usar a matriz de representação para estudar a variedade definida pelo ideal gerado por seus menores maximais. Da mesma forma, as deformações da variedade determinantal podem ser representadas por perturbações da matriz e qualquer perturbação da matriz fornece uma deformação da variedade. Assim, o estudo das singularidades de curvas determinantais pode ser formulado em termos da matriz de representação da curva / In this work, we study the classification of simple space curve singularities which are not complete intersections. The Theorem of Hilbert-Burch enables us to deal with the presentation matrices instead of the ideals defined by their maximal minors. In the same way, deformations of the determinantal variety can be represented by perturbations of the matrix and any perturbation of the matrix gives rise to a deformation of the variety. Therefore, the study of determinantal curves can be formulated in terms of the presentation matrices

En 1940, Paul Erdős énonça une conjecture sur la distribution des classes inversibles modulo un entier. La présente thèse étudie la distribution des k-uplets de classes inversibles propose une preuve de la conjecture d'Erdős étendue au cas des k-uplets. / In 1940 Paul Erdos made a conjecture about the distribution of reduced residues. Here, in this thesis we studied the distribution of k-tuples of reduced residues, and proved extension of Erdos's conjecture for them.

Un problème d'ordonnancement cyclique consiste à ordonner dans le temps l'exécution répétitive d'un ensemble d'opérations liées par des contraintes de précédence, en utilisant un nombre limité de ressources. Ces problèmes ont des applications immédiates dans les systèmes de production ou en informatique parallèle. Particulièrement, ils permettent de modéliser l'ensemble des contraintes de précédence et de ressource à prendre en compte pour l'ordonnancement d'instructions dans les processeurs de type VLIW (Very Long Instruction Word). Dans ce cas, une opération représente une instance d'une instruction dans un programme. L'ordonnancement d'instructions de boucles internes est connu sous le nom de pipeline logiciel. Le pipeline logiciel désigne une méthode efficace pour l'optimisation de boucles qui permet la réalisation en parallèle des opérations des différentes itérations de la boucle. Dans cette thèse, nous nous intéressons principalement au problème d'ordonnancement périodique qui est un cas particulier de l'ordonnancement cyclique et qui est également la base du pipeline logiciel. Le terme ordonnancement modulo désigne un ordonnancement périodique tel que l'allocation de ressources pour une opération donnée n'est pas modifiée d'une itération sur l'autre. Pour résoudre le problème, nous nous intéressons aux formulations de programmation linéaire en nombres entiers, et notamment à la résolution du problème par des techniques de séparation, évaluation, génération de colonnes, relaxation lagrangienne et des méthodes hybrides. En particulier, nous proposons des nouvelles formulations basées sur des variables binaires représentant l'exécution d'ensembles d'instructions en parallèle. Enfin, les méthodes développées ont été validées sur des jeux d'instances industrielles pour des processeurs de type VLIW. Un problème d'ordonnancement cyclique consiste à ordonner dans le temps l'exécution répétitive d'un ensemble d'opérations liées par des contraintes de précédence, en utilisant un nombre limité de ressources. Ces problèmes ont des applications immédiates dans les systèmes de production ou en informatique parallèle. Particulièrement, ils permettent de modéliser l'ensemble des contraintes de précédence et de ressource à prendre en compte pour l'ordonnancement d'instructions dans les processeurs de type VLIW (Very Long Instruction Word). Dans ce cas, une opération représente une instance d'une instruction dans un programme. L'ordonnancement d'instructions de boucles internes est connu sous le nom de pipeline logiciel. Le pipeline logiciel désigne une méthode efficace pour l'optimisation de boucles qui permet la réalisation en parallèle des opérations des différentes itérations de la boucle. Dans cette thèse, nous nous intéressons principalement au problème d'ordonnancement périodique qui est un cas particulier de l'ordonnancement cyclique et qui est également la base du pipeline logiciel. Le terme ordonnancement modulo désigne un ordonnancement périodique tel que l'allocation de ressources pour une opération donnée n'est pas modifiée d'une itération sur l'autre. Pour résoudre le problème, nous nous intéressons aux formulations de programmation linéaire en nombres entiers, et notamment à la résolution du problème par des techniques de séparation, évaluation, génération de colonnes, relaxation lagrangienne et des méthodes hybrides. En particulier, nous proposons des nouvelles formulations basées sur des variables binaires représentant l'exécution d'ensembles d'instructions en parallèle. Enfin, les méthodes développées ont été validées sur des jeux d'instances industrielles pour des processeurs de type VLIW.

Το Σύστημα Αριθμητικής Υπολοίπου (Residue Number System - RNS), είναι ένα σύστημα αριθμητικής το οποίο παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα στην ταχύτητα με την οποία μπορούν να γίνουν οι αριθμητικές πράξεις. Στα RNS οι αριθμοί αναπαρίστανται σαν ένα σύνολο από υπόλοιπα. Οι εφαρμογές του RNS εκτείνονται σε ένα ευρύ φάσμα της επιστήμης και της τεχνολογίας οπότε έχει δοθεί μεγάλο βάρος στην ανάπτυξη αριθμητικών συστημάτων υψηλής απόδοσης. Τέτοιες αριθμητικές μονάδες είναι αθροιστές, πολλαπλασιαστές, κυκλώματα υπολογισμού ρίζας και γεννήτριες υπολοίπου (Residue Generator – RG). Τα RNS συστήματα πολύ συχνά χρησιμοποιούν βάσεις με τρία διαφορετικά moduli της μορφής {2^n-1,2^n,2^n+1}. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι έχουν κατασκευαστεί πολύ αποδοτικά συνδυαστικά κυκλώματα κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης από και προς το δυαδικό σύστημα. Επομένως, ο σχεδιασμός πολύ αποδοτικών αριθμητικών συστημάτων modulo 2^n-1, modulo 2^n, modulo 2^n+1 είναι ζωτικής σημασίας για τις εφαρμογές που χρησιμοποιούν το RNS. Από αυτές τις βάσεις αυτή που απαιτεί τα πιο απαιτητικά κυκλώματα είναι αυτή που έχει σαν moduli το 2^n+1 μια που μόνο αυτή δίνει αριθμούς με n+1 bits. Στη modulo 2^n+1 αριθμητική οι αριθμοί εμφανίζονται συνήθως σε δύο αναπαραστάσεις. Στην αναπαράσταση με βάρη και στη diminished-1 αναπαράσταση. Οι δύο αυτές αναπαραστάσεις έχουν κάποια χαρακτηριστικά που τις διαφοροποιούν και που τις κάνουν κατάλληλες για διαφορετικές εφαρμογές. Στην διπλωματική αυτή θα παρουσιάσουμε μια τεχνική η οποία συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των δύο αναπαραστάσεων προσφέροντας έτσι κυκλώματα με μικρότερη επιφάνεια που συνήθως όμως έχουν καλύτερη απόδοση. Αυτή η τεχνική θα εφαρμοστεί σε modulo 2^n+1 αθροιστές πολλαπλών εντέλων (Multi-Operand Modulo Adder – MOMA), σε modulo 2^n+1 αθροιστές και σε RG ενώ θα γίνει μελέτη της απόδοσης τους σε σχέση με τις πιο διαδεδομένες μέχρι τώρα αντίστοιχες αρχιτεκτονικές. / The Residue Number Systen (RNS) is an arithmetic system with many advantages in the speed of arithmetic components. In RNS the numbers are represented as a set of residues. The RNS applications are various so there is a great effort in developing arithmetic components with very high performance. Those arithmetic components are adders, multipliers, residue generators etc. In RNS there are commonly used bases of the form {2^n-1, 2^n, 2^n+1} that is because there has been developed very efficient encoding and decoding from and to the binary system. So the design of very efficient arithmetic components in modulo 2^n-1, modulo 2^n, modulo 2^n+1 is very crucial for RNS applications. From these three modulis the 2^n+1 is the most critical to implement because it is the only one that needs n+1-bits. In modulo 2^n+1 arithmetic the numbers are represented in two forms. In the weighted representation and in the diminished-1 representation. These two representations have some differences that make them suitable for different applications. On this thesis work we introduce a technique that combines the advantages of the two representations. This technique when applied in arithmetic components produces circuits that are smaller and very often faster. We use this techniques to design multi operand modulo 2^n+1 adders (MOMA), fast modulo 2^n+1 adders and residue generators (RG).

L'analyse statique correcte d'un programme consiste à obtenir des propriétés vraies de toute exécution de ce programme. Celles-ci sont utiles pour démontrer des caractéristiques appréciables du logiciel, telles que l'absence de dépassement de capacité ou autre erreur à l'exécution quelle que soient les entrées du programme. Elles sont presque toujours établies à l'aide d'invariants inductifs : des propriétés vraies de l'état initial et telles que si elles sont vraies à une étape de calcul, alors elles restent vraies à l'étape suivante de la transition de calcul, donc sont toujours vraies par récurrence. L'interprétation abstraite est une approche traditionnelle de la recherche d'invariants numériques, que l'on peut exprimer comme une interprétation non-standard du programme dans un domaine abstrait choisi et ne tenant compte que de certaines propriétés intéressantes. Même dans un domaine aussi simple que les intervalles (un minorant et un majorant pour chaque variable), ce calcul ne converge pas nécessairement, et l'analyse doit recourir à des opérateurs d'élargissement pour forcer la convergence au détriment de la précision. Une autre approche, appelée itération de politique et inspirée par la théorie des jeux, garantit de trouver le plus fort invariant inductif dans le domaine abstrait choisi après un nombre fini d'itérations. Cependant, la description originale de cet algorithme souffrait de quelques faiblesses : elle se basait sur une conversion totale du programme en un système d'équations, sans intégration ni synergie avec les autres méthodes d'analyse. Notre nouvel algorithme est une forme locale de l'itération de politique, qui la replace dans l'itération de Kleene mais avec un opérateur d'élargissement spécial qui garantit d'obtenir le plus petit invariant inductif dans le domaine abstrait après un nombre fini de ses applications. L'itération de politique locale opère dans les domaines de contraintes linéaires données par patron, qui demandent de fixer d'avance la «forme» de l'invariant (p.ex. "x + 2y" pour obtenir "x + 2y <= 10" ). Notre seconde contribution théorique est le développement et la comparaison de plusieurs stratégies de synthèse de patrons, utilisées en conjonction avec l'itération locale de politiques. De plus, nous présentons une méthode pour générer des arbres d'accessibilité abstraite par interprétation abstraite, permettant la génération de traces de contre-exemples, et ensuite la génération de nouveaux patrons à partir d'interpolants de Craig. Notre troisième contribution concerne l'analyse interprocédurale de programmes, éventuellement récursifs. Nous proposons un algorithme qui génère pour chaque procédure un résumé, applicable à toute interprétation abstraite et notamment à l'itération de politique locale. Nous pouvons ainsi générer les invariants inductifs les plus forts dans le domaine pour un nombre fixé de résumés pour un programme récursif. Notre dernière contribution théorique est une méthode d'affaiblissement permettant de trouver des invariants inductifs, éventuellement disjonctifs, à partir de formules obtenues par exécution symbolique. Nous avons mis en œuvre toutes ces approches dans le système d'analyse statique CPAchecker, un logiciel libre, ce qui permet des communications et collaborations entre analyses. Nos techniques utilisent des résolveurs de satisfiabilité modulo théorie, capables, étant donné une formule de logique du premier ordre sur certaines théories, d'en donner un modèle ou de démontrer qu'aucun n'existe.Afin de simplifier les communications avec ces outils, nous présentons la bibliothèque JavaSMT, fournissant une interface générique. Cette bibliothèque a déjà démontré son utilité pour de nombreux chercheurs. / Static analysis concerns itself with deriving program properties which holduniversally for all program executions.Such properties are used for proving program properties (e.g. there neveroccurs an overflow or other runtime error regardless of a particular execution) and are almostinvariably established using inductive invariants: properties which holdfor the initial state and imply themselves under the program transition, and thushold universally due to induction.A traditional approach for finding numerical invariants is using abstractinterpretation, which can be seen as interpreting the program in the abstractdomain of choice, only tracking properties of interest.Yet even in the intervals abstract domain (upper and lower boundsfor each variable) such computation does not necessarily converge, and theanalysis has to resort to the use of widenings to enforceconvergence at the cost of precision.An alternative game-theoretic approach called policy iteration,guarantees to findthe least inductive invariant in the chosen abstract domain under the finitenumber of iterations.Yet the original description of the algorithm includes a number of drawbacks:it requires converting the entire program to an equation system,does not integrate with other approaches,and is unable to benefit from other analyses.Our new algorithm for running local policy iteration (LPI)instead formulates policy iteration as traditional Kleene iteration,with a widening operator that guarantees to return the least inductiveinvariant in the domain after finitely many applications.Local policy iteration runs in template linear constraint domains whichrequires setting in advance the ``shape'' of the derived invariant (e.g.$x + 2y$ for deriving $x + 2y leq 10$).Our second theoretical contribution involves development and comparison ofa number of different template synthesis strategies, when used in conjunctionwith LPI.Additionally, we present an approach for generating abstract reachabilitytrees using abstract interpretation,enabling the construction of counterexample traces,which in turns lets us generate new templates using Craig interpolants.In our third contribution we bring our attention to interprocedural andpotentially recursive programs.We develop an algorithm parameterizable with any abstract interpretation forsummary generation, and we study it's parameterization with LPI.The resulting approach is able to generate least inductive invariants in the domain for a fixed number of summaries for recursive programs.Our final theoretical contribution is a novel "formula slicing''method for finding potentially disjunctive inductive invariantsfrom program fragments obtained by symbolic execution.We implement all of these techniques in the open-source state-of-the-artCPAchecker program analysis framework, enabling communication and collaborationbetween different analyses.The techniques mentioned above rely onsatisfiability modulo theories solvers,which are capable ofgiving solutions tofirst-order formulas over certain theories or showingthat none exists.In order to simplify communication with such toolswe present the JavaSMT library, which provides a generic interface for suchcommunication.The library has shown itself to be a valuable tool, and is already used by manyresearchers.