Software crítico quanto à segurança (SCS) é aquele pertencente à classe de software cujas falhas podem levar o sistema onde opera a acidentes de graves conseqüências. O desenvolvimento desse tipo de aplicação de software requer grandes investimentos materiais e de recursos humanos, dentro de um processo enfocado sob a perspectiva da garantia de qualidade. O conjunto de atividades desse processo, destinado a assegurar que o fator segurança estaja sendo incorporado no produto em desenvolvimento, para que sua operação aconteça em níveis aceitáveis de risco, chama-se Análise de Segurança de Software (ASS). Os recursos necessários para a realização de ASS (padrões, dados históricos, ferramentas, etc.) encontram-se dispersos, não sendo simples nem rápida a sua consolidação. Neste trabalho, elabora-se uma revisão conceitual do conhecimento básico para o entendimento da área de segurança de software, concentrando-se nos métodos, técnicas, ferramentas e padrões aplicáveis a ASS. Tomando-se como objeto de estudo o caso de software embarcado de uso aeroespacial, apresenta-se uma estratégia de ASS, caracterizada por um conjunto de atividades básicas, os principais recursos a empregar e uma forma de integração da estratégia proposta a um processo clássico de desenvolvimento de software. A conclusão do trabalho aponta para pesquisas sobre aspectos ainda não consolidados; sugere a criação de bases de dados com informações sobre segurança; e alerta para a necessidade de capacitação de pessoal para a área de segurança de software. Destacam-se, também, iniciativas nessa direção, já em andamento na Divisão de Ciência da Computação, do Instituto Tecnológico de Aeronáutica, através do Grupo de Pesquisa em Análise Quantitativa de Software.

A certificacao de softwares com requisitos de alta confiabilidade nao pode ser obtida apenas atraves do emprego de tecnicas convencionais de Engenharia de Software. A execucao de testes nesses tipos de softwares, com o intuito de se alcancar niveis aceitaveis de confiabilidade, constitui-se em uma tarefa impraticavel, principalmente por limitacoes de tempo. Este trabalho de pesquisa tem por objetivo avaliar, em nivel de prototipo, a Confiabilidade do Software Aplicativo de Bordo (SOAB), um software critico embarcado em um Lancador de Satelites Brasileiro (LANSAB). Para tanto, procedeu-se a uma aplicacao da tecnica de Analise de Software por Arvore de Falhas (Software Fault Tree Analysis - SFTA) ao desenvolvimento do SOAB, na fase de analise de requisitos, utilizando-se a ferramenta de software FTA, versao 2.1, do ambiente integrado de ferramentas de software SURTEC, da empresa Tecnitas, deorigem francesa, processando em um microcomputador padrao IBM - PC 386. A aplicacao da tecnica SFTA foi inserida no contexto de uma metodologia para a avaliacao da confiabilidade do SOAB, tendo sido tambem utilizadas duas outras tecnicas de Analise de Risco: a Analise Preliminar de Vulnerabilidades (Preliminary Hazard Analysis - PHA) e a Analise de Modos de Falha de Software, Efeitos e Criticalidade (Software Failure Mode, Effects and Criticality Analysis - Software FMECA). A metodologia em questao foi aplicada asfuncoes do SOAB ativas na fase de voo do Lancador de Satelites, a fim de apontar as partes mais criticas dos programas de execucao dessas funcoes, a serem, posteriormente, aperfeicoadas durante a fase de testes do SOAB.

As equações para determinar as Amplitudes Orbitais Generalizadas (GOAS) são apresentadas seguindo e desenvolvimento feito pelo orientador deste trabalho. Ele demostrou que os GOAS são orbitais que deixam a expansão da densidade eletrônica em forma diagonal, mesmo que eles não sejam ortogonais entre si. São também apresentadas as equações de outros métodos amplamente conhecidos (método Hartree-Fock e NSO - Natural Spin Orbital) cujos resultados podem ser comparados com os nossos. As equações dos GOAs foram desenvolvidas seguindo a linha de raciocínio utilizada no método EKT (Extended Koopmans'; Theorem) com o objetivo de eliminar a necessidade de independência linear entre os vários orbitais que existe no método EKT e que o restringe. De fato este objetivo é alcançado pelo método GOA, no qual pode haver dependencias lineares entre os orbitais. Foi demonstrado por Orville W. Day que não há o problema de N-representabilidade para este método, uma vez que o mesmo resolve a matriz densidade sem conhecimento prévio da função de onda para o estado de N elétrons. As equações GOAs são equações homogêneas acopladas devido às interações imter-eletrônicas presentes num átomo ou molécula, refletindo o fato de que a energia de um elétron num dado orbital depende da posição dos outros elétrons nos outros orbitais. As equações GOAs são resolvidas pela primeira vez neste trabalho e os programas computacionais necessários para as soluções destas equações fazem parte desta tese. Estudamos o comportamento ao longo alcance dos GOAs para o átomo de hélio no estado fundamental. Verificamos que, de fato , no método GOA duas energias orbitais variacionais tem uma importância especial: o Ei que representa a energia necessária para remover o elétron do sistema e o i que representa a contribuição para a energia total de um elétron naquele orbital (quando multiplicado pelo respectivo número de ocupação). A respeito do comportamento ao longo alcance, os resultados dos cálculos efetuados nesta tese demostram que o primeiro E1 (de menor magnitude) determina o comportamento do primeiro GOA, f1s, (o mais afastado do núcleo) e da densidade eletrônica. No entando, o comportamento ao longo alcance dos outros GOAs são determinados pelos seus respectivos i (isto é verdade pelo menos em termos práticos, para valores de r situados entre 5 e 10 u.a.). Os resultados são comparados aos obtidos por Carroll, Silverstone e Metzger, que estudaram o comportamento ao longo alcance das funções NSOs, que também deixam a densidade eletrônica em forma diagonal, mas que mantém a ortogonalidade entre si.

Este trabalho tem como objetivo principal, discutir a importância da utilização de Objetos de Aprendizagem (OA) dentro do ambiente da sala de aula, como ferramenta auxiliar ao professor, a fim de promover a melhoria do processo ensino-aprendizagem no Ensino de Física. A alternativa proposta é trazer para a sala de aula, com auxílio dos OA, alguns dos mais importantes avanços tecnológicos atuais: utilização de recursos computacionais para efetuar simulações por meio de softwares específicos, tais como, Interactive Physics, desenvolver simulações baseadas em linguagem de programação (Java, Flash, ...) ou mesmo utilizar a grande quantidade de material disponível na Internet, utilização de vídeos didáticos demonstrativos,etc. Entretanto, para iniciar o processo de desenvolvimento dos OA, faz-se necessário um estudo das ferramentas mais apropriadas, que possam atender às necessidades relacionadas ao processo ensino-aprendizagem. Nos vários capítulos desta dissertação, algumas ferramentas serão brevemente apresentadas, em seguida, algumas questões relacionadas ao Ensino de Física serão abordadas, e então será analisado como cada ferramenta pode contribuir no desenvolvimento de um OA capaz de demonstrar o fenômeno físico. Encerrando este trabalho, será apresentada uma forma de validação desta proposta bem como as conclusões pertinentes e sugestões de trabalhos futuros.

Este trabalho descreve um modelo para auditar a qualidade de um software. Os atributos da qualidade são agrupados em fatores relacionados com o grau de satisfação do usuário (Fatores de Qualidade de Serviço) e com o grau de qualidade do produto (Fatores de Qualidade de Engenharia). Os fatores são refinados até a obtenção de critérios diretamente quantificáveis, sendo proposto um método para a escolha destes critérios. Um método para agregar as medidas resultantes da avaliação destes critérios é também proposto. O processo de agregação considera a falta de qualidade de um atributo em relação aos valores previamente estipulados pelo usuário. O processo de avaliação descreve os procedimentos necessários para que o auditor quantifique o critério de qualidade. Um sistema, que implementa o modelo proposto, é desenvolvido para apoiar o auditor nas tarefas de controle de qualidade.

Este trabalho descreve a aplicação do Método das Desigualdades de Zakian ao problema da sintonização de parâmetros internos de um sistema de piloto automático utilizando um modelo matemático do avião não linear e com seis graus de liberdade. A metodologia desenvolvida procura recriar o processo de sintonização do sistema de piloto automático em computador, onde a heurística fundamentada na experiência do engenheiro de calibração de piloto automático é substituída pela busca dirigida do Método das Desigualdades de Zakian.

O crescimento do transporte aéreo e sua importância para a economia mundial levaram a Organização de Aviação Civil Internacional (OACI) a estabelecer um programa para a preparação e intercâmbio de material de treinamento para as diversas atividades de aviação civil, com abrangência mundial. A base desse programa está na utilização de uma metodologia para a preparação de pacotes de treinamento, denominada Metodologia TRAINAIR, pelos diversos Centros de Instrução de Aviação Civil (CIACs). A utilização dessa metodologia induz a uma padronização no planejamento e preparação dos programas de treinamento, de forma que os programas assim preparados formem uma base comum de material que pode ser intercambiado entre os CIACs. Um conjunto completo de material de um curso de treinamento preparado em conformidade com a metodologia TRAINAIR é chamado Conjunto de Material Didático Normalizado (CMDN). Durante a preparação de CMDNs, as informações compiladas durante as fases prescritas na Metodologia TRAINAIR são registradas geralmente em relatórios e formulários. Para esse registro utiliza-se normalmente um processador de textos ou um software para gerenciamento de formulários. Em função da disposição das informações nos relatórios e formulários e dos softwares empregados para manipular tais informações, observam-se diversos problemas quanto ao manuseio, armazenamento e recuperação das informações. Neste trabalho apresenta-se o projeto e implementação do protótipo de um ambiente de apoio à elaboração de CMDNs, chamado TrainTool, desenvolvido segundo a tecnologia de hipertextos. O objetivo do TrainTool é melhorar o processo de manuseio, armazenamento e recuperação de informações compiladas durante a preparação de CMDNs. O ambiente oferece ao grupo de preparação de programas de treinamento acesso a informações específicas por mais de uma ordem. Ou seja, o usuário terá possibilidades de navegar livremente através da base de informações hipertextual, sem a obrigatoriedade das formas usuais de acesso linear. Entre outras coisas, o ambiente incorpora os mecanismos necessários à eliminação dos problemas decorrentes do uso de processadores de texto e de gerenciadores de formulários. Para a modelagem do TrainTool foi utilizado o Hypermdeia Design Model - HDM. Devido a limitações observadas durante a modelagem do TrainTool, uma notação adicional foi desenvolvida e incorporada ao modelo.

Problemas em Scheduling estocástico do tipo flow-shop no-wait pertencentes à classe NP-completo são tratados neste trabalho em duas abordagens distintas. Na primeira, quando as realizações das variáveis aleatórias que descrevem os tempos de processamento das operações ocorrem "a priori", é apresentado um estudo do comportamento de heurísticas através de métodos estatísticos. Na segunda, quando as realizações das variáveis aleatórias ocorrem durante o processamento, é desenvolvido um estudo analítico da relação entre a probabilidade de um Schedule estocástico satisfazer a condição flow-shop no-wait e o intervalo de tempo decorrido entre duas tarefas adjacentes.

During a gas turbine development phase an important engineer task is to find the appropriate engine design point that meet all required specifications. This task can be very arduous because all possible operating points in the gas turbine operational envelope need to be analyzed, for the sake of verification of whether or not the established performance might be achieved. In order to support engineers to best define the engine design point that meet required performance a methodology was developed in this work. To accomplish that a computer program was written in Matlab@. In this program was incorporated the thermoeconomic and thermodynamic optimization using genetic algorithm with single and multi-objective. The thermodynamic calculation process was done based in enthalpy and entropy function and then validated using a commercial program. In this work the study was done for a recuperated micro-turbine. Cycle efficiency, total cost and specific work were chosen as objective functions, while pressure ratio, compressor and turbine polytropic efficiencies, turbine inlet temperature and heat exchange effectiveness were chosen as decision variables. Total cost considers the fixed cost (equipment, installation, etc.) and variable cost (fuel, environmental and O&M). For emissions calculations were taken into account the NOx, CO and UHC. An economic analysis was done showing the costs behavior for diffierent optimized design points. The optimization process was made for single-objective, two-objective and three-objective. After, the results were compared each other showing the possible design points.

Ingeniero Civil Eléctrico / En la última década se ha observado un aumento importante en las aplicaciones relacio- nadas a la robótica a nivel mundial. Adicionalmente, estas aplicaciones ya no se encuentran únicamente en laboratorios o en fábricas, donde se pueden mantener condiciones controladas, sino que también se presentan en distintas situaciones cotidianas. Entre las distintas catego- rías de robots, destaca fuertemente la robótica móvil, debido a su alto potencial de impacto social. Aquellos robots que forman parte de esta categoría, potencialmente pueden resolver una cantidad muy variada de problemas, debido a su capacidad de realizar interacciones complejas con un entorno dinámico, el cual puede incluir interacciones con seres humanos u otros agentes robóticos. Sin embargo, la capacidad de resolver problemas por parte de un agente robótico suele estar limitada por el conocimiento y las habilidades del diseñador. Se identifica entones la necesidad de incorporar metodologías generales que permitan a los agentes robóticos adquirir las habilidades necesarias para poder realizar las labores que les son asignadas. En el presente trabajo se estudia el uso del Aprendizaje Reforzado como herramienta de uso general para que los agentes robóticos adquieran las habilidades necesarias para reali- zar su labor. Son objetivo de especial interés, no solo la capacidad de resolver problemas particulares, sino que además estudiar la capacidad de generalización de las soluciones, y la escalabilidad de ésta herramienta. La metodología propuesta consiste en el uso del fútbol robótico como caso de estudio, debido a su complejidad como problema, al mismo tiempo de su facilidad de evaluación. Se identifican problemas de diversa complejidad y naturaleza en este contexto, identificando cuales son las características que son generales a distintos problemas, permitiendo extraer re- sultados de interés a otras aplicaciones. Para resolver los problemas identificados, se utilizan distintos algoritmos del Aprendizaje Reforzado, tanto tradicionales como modernos, haciendo hincapié en los beneficios de cada uno. Los resultados permiten perfilar al Aprendizaje Reforzado como una herramienta útil en el contexto de la robótica móvil. Algoritmos tradicionales son capaces de solucionar problemas sencillos de manera altamente eficiente y utilizando bajos recursos. Por otro lado, las técni- cas modernas permiten abordar problemas mucho más complejos, previamente considerados intratables de manera directa. Finalmente, el uso de esta metodología presenta un potencial todavía no explorado a profundidad, sin conocer todavía el límite en sus aplicaciones. Se identifica entonces un amplio campo de desarrollo para futuros trabajos e investigación.