Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Informática Industrial). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Estruturas de Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Serra Neves

Tese de doutoramento. Programa Doutoral em Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Marina Lavorato de Oliveira / Banca: Carlos Roberto Mendonca Rocha / Resumo: Por se tratar de uma tarefa complexa, as instituições passaram a recorrer a diversas metaheurísticas no intuito de resolver um problema árduo e complexo que é a elaboração de grade horária. No Brasil, com o advento do desenvolvimento da microinformática a partir da década de 90, do século XX, esse problema foi tratado com o uso de ferramentas de programação linear e métodos matemáticos baseados em otimização clássica. Posteriormente, passou a ser executado pelas universidades públicas e privadas a partir de propostas computacionais, desenvolvidas para a resolução desse tipo de problema, usando técnicas fundamentadas no uso de metaheurísticas. O presente trabalho visa projetar e implementar computacionalmente um algoritmo tipo VNS (do inglês Variable Neighborhood Search) para resolver o problema de programação de horários em ambientes universitários; realizar uma análise teórica e experimental do desempenho do algoritmo VNS e discutir a aplicação desse algoritmo na otimização de outros problemas da família de problemas do tipo timetabling. Para isso foi desenvolvido um algoritmo de busca em vizinhança variável para resolver um tipo de problema da família timetabling em ambientes universitários. / Abstract: Building of timetables is a hard work to accomplish due to its complexity, so that institutions started to make use of several Metaheuristics for solving timetabling problems. In Brazil, the development of Computer Science from the Nineties, within the late 20th century, allowed to handle this kind of problem with Linear Programming Tools and Mathematical Methods based upon Classical Optimization Techniques. Afterwards, the same task was carried out by private and public universities using computational proposals based upon Metaheuristics. The aim of this work is to project and implement VNS algorithm computationally to solve timetabling problems in university environments; to provide a theoretical and experimental analysis of the VNS algorithm performance and discuss its application in order to optimize any other type of timetabling family problems. Thus, an algorithm of variable neighborhood search was developed for solving problems of timetabling family in university environments. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005Bitstream added on 2014-06-13T19:50:21Z : No. of bitstreams: 1 silva_mao_me_prud_prot.pdf: 2133151 bytes, checksum: a54be88723cd614f467fb0f56a173b46 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho propõe uma solução para o problema de verificação automática da malha viária georreferenciada em imagens aéreas digitais. O método proposto baseia-se em duas etapas básicas, isto é: 1- Extração automática de rodovias georreferenciadas; e 2- Análise de consistência das rodovias extraidas. Na primeira etapa, a metodologia para a extração de rodovias baseada no algoritmo de programação dinâmica é utilizada para a extração automática das rodovias georreferenciadas. O método é inicializado a partir da projeção de pontos salientes extraidos automaticamente ao longo destas rodovias para o espaço Imagem. Estes pontos descrevem grosseiramente a forma, a posição, e a topologia das rodovias georreferenciadas. Além disso, a precisão dos pontos transformados para o espaço imagem é também estimada, o que possibilita a definição automática das janelas debusca utilizadas pelo algoritmo de programação dinâmica. A análise de consistência das rodovias extraidas baseia-se num modelo de erro que permite concluir estatisticamente se as rodovias extraidas não discrepam significativamente das correspondentes projetadas na imagem. Os resultados obtidos mostram...

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000389779-Texto+Completo-0.pdf: 1636801 bytes, checksum: 0e56f5b8c71fcb4f101660f1d0800b5b (MD5) Previous issue date: 2007 / This work investigates the hardware implementation of error correcting codes algorithms for space applications. The goal is the design, implementation and validation, of a basic telecommand and telemetry system, following the CCSDS (Consultative Committee for Space Date System) standard. The whole system is conceived targeting con gurable computing technology. Both telemetry and telecommand modules are written in VHDL language employing, respectively, Reed-Solomon (RS) and Bose, Chaudhuri and Hocquenghem (BCH) algorithms for error correcting. These algorithms present high error correcting capabilities, which is important when considering the noise channel link for data transference between a spacecraft and a ground station. / Esse trabalho apresenta uma pesquisa acadêmica no escopo de códigos corretores de erros empregados em sistemas espaciais. O principal objetivo desse trabalho contempla o projeto, implementação e validação de circuitos corretores de erros para dados de telemetria e telecomando, seguindo o padrão CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems). Ambos os módulos de telemetria e telecomando são descritos em linguagem VHDL e implementam, respectivamente, os algoritmos de correção de erros Reed-Solomon e BCH (Bose, Chaudhuri and Hocquenghem), os quais possuem alta capacidade de correção de erros ocorridos durante o processo de transferência de dados entre o veículo espacial e a base terrestre.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000392134-Texto+Completo-0.pdf: 2697824 bytes, checksum: b47a0044cf99f8b121575ecdcc645a3a (MD5) Previous issue date: 2006 / This work discusses the performance of memory migration algorithms on NUMA machines. lt presents a brief description of the Linux memory management algorithm and also the memory migration algorithms proposed (Jull migration and on demand migration). In order to compare the memory migration strategies a simulation model was used. At the end of this dissertaiion a set of results acquired from the simulation model is presented. This results were obtained for two actual computers: SGl Altix and HP Superdome. / Este trabalho discute o desempenho de algoritmos de migração de memória em computadores do tipo NUMA. É apresentada uma breve descrição do algoritmo de gerenciamento de memória do Linux e, também, dos algoritmos de migração de memória propostos (migração total e migração sob demanda). Em seguida, é descrito o modelo de avaliação de desempenho. Neste trabalho, foi usado modelo de simulação com o desenvolvimento de um simulador que modela os algoritmos de gerência de memória do Linux e os algoritmos de migração de memória propostos. No final, são apresentados os resultados obtidos com o uso de migração de memória, que mostraram que há melhor desempenho quando comparado com o atual algoritmo de gerenciamento de memória do Linux.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000425483-Texto+Completo-0.pdf: 1217247 bytes, checksum: 2d1bad79b7e96a9d75748adf3146bedd (MD5) Previous issue date: 2010 / Molecular dynamics systems are defined by the position and energy of their component particles, as well as by the interactions among these. Such systems can be simulated through mathematical methods like the computation of electrostatic forces based on the Coulomb Law. Predicting the states through which such system evolves by computing the interaction of each particle with its neighbors is a computationally costly task, even for a small number of particles. Thus, it can only be beneficial to apply specific techniques for accelerating these computations. While some studies propose the use of new algorithms, others advocate the use of specific processors or custom designed hardware, the later being the technique employed in this Dissertation. This work describes the design and prototyping of a hardware architecture that has the potential to accelerate an application based on the computation of electrostatic forces among non-bonded particles. A special emphasis is given to the aspects of integration between the accelerating hardware and the modified target application, the PMEMD (Particle Mesh Ewald Molecular Dynamics) software, part of the AMBER (Assisted Model Building with Energy Refinement) platform. The costliest computations of PMEMD were identified and moved to an FPGA hardware implementation, creating a custom coprocessor – PMEMD-HW. The choice for reconfigurable hardware is due, among other reasons, to the ease with which it enables the evolution of the design towards the target acceleration. The main contribution of this work is the mastering of the technology to design and analyze hardware coprocessors that target the acceleration of applications in Biology and Biophysics. A working prototype is available, using a commercial hardware prototyping platform. The proof-of-concept implementation demonstrates the viability of successfully using the proposed techniques. / Sistemas de dinâmica molecular são definidos pela posição e energia das partículas que o compõe, assim como pelas interações entre estas. Tais sistemas podem ser simu-lados através de métodos matemáticos como o cálculo de forças eletrostáticas baseadas na Lei de Coulomb. Computar os estados através dos quais um sistema destes evolui, avaliando a interação de cada partícula, é tarefa computacionalmente dispendiosa, mes-mo para um número pequeno de partículas. Portanto, podem-se obter benefícios ao se aplicar técnicas específicas para acelerar tais computações. Enquanto alguns estudos propõem o uso de algoritmos diferenciados, existem os que empregam processadores especiais ou hardware personalizado, a técnica abordada nesta Dissertação. Descreve-se aqui o projeto e a prototipação de uma arquitetura de hardware com potencial para acelerar uma aplicação que computa forças eletrostáticas entre partículas não ligadas. Dá-se ênfase especificamente aos aspectos da integração entre o hardware e a aplicação-alvo empregada neste projeto, o programa PMEMD (Particle Mesh Ewald Molecular Dynamics), parte da plataforma AMBER (Assisted Model Building with Energy Refinement). Os cálculos mais onerosos deste programa foram identificados e movidos para uma implementação de hardware em FPGA, criando um co-processador específico – o PMEMD-HW. A escolha de um hardware reconfigurável se deve, entre outros motivos, à facilidade de fazer evoluir o processo de projeto e obter a aceleração almejada. A principal contribuição deste trabalho é o domínio da tecnologia de uso de co-processadores de hardware para acelerar aplicações nas áreas de Biologia e Biofísica. Um protótipo funcional está disponível, utilizando uma plataforma comercial de prototipa-ção de hardware. Esta prova de conceito demonstra a viabilidade de usar com sucesso as técnicas desenvolvidas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000390099-Texto+Completo-0.pdf: 2058232 bytes, checksum: 760b8dad5457c18a4a6bc57e9ed2e2e6 (MD5) Previous issue date: 2006 / Nowadays, object-oriented frameworks are being intensively used in software development as they are able to generate entire systems in a fast way by a reuse process. This process is also called instantiation and usually it is not trivial; it must be well documented to allow the correct creation of applications. Aspect-oriented programming has introduced new possibilities for the framework development by its composition mechanisms, but it also brought a more complex reuse process, including a new composition phase besides purely instantiation of object-oriented frameworks. Therefore, if an aspect-oriented framework does not have well documented structure, hotspots and reuse steps, it becomes very difficult for the application developer to correctly reuse it. With this in mind, this work presents an approach, called AFR (Aspect-oriented Framework Reuse) that systemizes the aspect-oriented frameworks reuse. It is composed of a set of technologies: the UML-AFR notation for hotspots documentation, the RDL+Aspects description language for reuse (instantiation and composition) activities and the Reuse Tool that offers a runtime environment for the reuse process. All these technologies are integrated to help the application developer go throw the framework’s reuse process. / Frameworks orientados a objetos são muito utilizados atualmente pela sua capacidade de gerar sistemas inteiros de forma muito rápida, por um processo de reúso também chamado de instanciação. Esse processo geralmente não é trivial, sendo necessária a sua documentação para a correta criação de aplicações. A programação orientada a aspectos introduziu novas possibilidades para o desenvolvimento de frameworks devidos a seus mecanismos de composição. Apesar disso, a introdução de aspectos nos frameworks também tornou o processo de reúso mais complexo, incluindo uma nova etapa de composição além da tradicional etapa de instanciação dos frameworks orientados a objetos. Portanto, se um framework orientado a aspectos não possuir sua estrutura, seus pontos de extensão e seu processo de reúso bem documentados, será muito difícil a sua correta reutilização por parte dos desenvolvedores de aplicação. Tendo isso em mente, este trabalho tem como objetivo apresentar uma abordagem, denominada AFR (Aspect-oriented Framework Reuse), que realiza a sistematização do processo de reúso dos frameworks orientados a aspectos. Para tanto, este trabalho irá propor um conjunto de tecnologias: a notação UML-AFR para a documentação de pontos de extensão, a linguagem RDL+Aspects para descrição das atividades envolvidas no processo de reúso (tanto instanciação quanto composição) e a ferramenta Reuse Tool para execução assistida deste processo. Essas tecnologias estão integradas de modo a auxiliar o desenvolvedor de aplicação durante o reúso do framework.