Os processadores RISC (Reduced Instruction Set Computer) temsido estudados desde a decada passada. Eles demonstram desempenhos melhorados com relacao aos processadores da familia CISC (Complex Instruction Set Computer) sob certos aspectos. A motivacao para a procura de arquiteturas especializadas esta baseada na uniformidade das aplicacoes. Este e o caso do processamento digital de sinais (DSP). Tipicamente os processadores de sinais digitais possuem parametros de arquitetura que os tornam parte da familia CISC. Recentemente, pesquisadores descobriram que processadores RISC de uso geral tem desempenhos que satisfazem os requisitos da aplicacao de DSP, mesmo em sistemas de tempo real. ESte trabalho propoe um processador RISC dedicado ao processamento digital de sinais - um RISP (Risc for Signal Processing) chamado disxdsp - e mostra alguns aspectos do seu desempenho comparativamente com outros processadores. Para medidad de desempenho foi utilizada a abordagem dos kernels de DSP, que consistem em fragmentos de codigo frequentemente utilizados. Para comparacoes, o processador dedicado TMS320C25 foi estudado, incluindo o uso estatistico de suas instrucoes e seu desempenho. O DLX foi o modelo utilizado para medidas em RISC. Todos os kernels foram codificados a mao para evitar interferencia dos compiladores no desempenho dos processadores. Neste trabalho foi feito um estudo comparativo entre um processador de sinais digitais convencional (TMS320C25), um RISC tipico (DLX) e um RISP (dixdsp). Os parametros basicos utilizados nesta comparacao foram o tempo requerido para realizar uma determinada tarefa, o tamanho da memoria utilizada para armazenar os algoritmos, a media de ciclos de clock por instrucao - CPI - utilizada e a complexidade, em termos de numero de instrucoes, na codificacao. Resultados mostram que nao existe uma maquina ideal para todas as aplicacoes, porem existe um conjunto de processadores capaz de satisfazer os requisitos de velocidade, custo, potencia, etc. de uma determinada tarefa. As conclusoes enfatizam que os processadores RISC modernos satisfazem os requisitos de DSP e que a arquitetura RISP proposta apresenta desempenho melhorado, com relacao a arquitetura RISC estudada, quando utilizada em varias destas tarefas.

Esta tese descreve a concepcao e implementacao da arquitetura de hardware e software para o simulador de voo da aeronave Tucano. Trata-se de um sistema distribuido hibrido composto de uma unidade alvo VME em tempo real, conectada a estacoesde trabalho UNIX atraves de rede Ethernet. A arquitetura do hardware de controle em tempo real é modular, evolutiva e reconfiguravel, permitindo que eventuais alteracoes possam ser facilmente implementadas. Para o desenvolvimento do software e empregada a metodologia de decomposicao funcional dos subsitemas da aeronave e a posterior transformacao em tarefas informaticas, resultando numa estrutura programacional hierarquica. Todo o processo de desenvolvimento e detalhado e os resultados atingidos sao comentados.

O uso de técnicas de processamento paralelo tem se tornado bastante comum na implementação de sistemas computacionais de alto desempenho. Uma destas técnicas, o uso de múltiplos processadores independentes ligados a um sistema de memória compartilhado(normalmente denominada paralelismo MIMD fortemente acoplado), tem sido pesquisado de maneira especial, devido a sua flexibilidade e facilidade de programação. No entanto, a implementação de sistemas de memória compartilhada apresenta diversos desafios, porque um único sistema deve atender a acessos de diversos processadores rapidamente, e ainda assim apresentar um custo aceitável. Diversas propostas para estes sistemas são apresentadas neste trabalho, com atenção especial para cachês locais com mecanismos dinâmicos de garantia de consistência. Entre os mecanismos de consistência, são abordados os protocolos de posse de blocos(adequados a cachês copy-back), protocolos write-through e protocolos orientados por software (adequado a caches write-through)Este trabalho envolve simulações de algumas arquiteturas básicas, através de um simulador de multiprocessadores alimentado com programas de álgebra linear. Da-se especial atenção a comparação entre sistemas baseados em cachês copy-back e nos baseados em cachês write-through, considerando mecanismos de consistência baseados em hardware. Mostra-se que, apesar de exigirem uma largura de faixamaior para a memória principal, sistemas de cachês write-through são menos sensíveis a codificação dos programas do que os sistemas com cachês copy-back, apresentando desempenho melhor quando ha muito compartilhamento de dados.

Jogos educacionais tem atraído a atenção de professores interessados em motivar, de forma lúdica e descontraída, os aprendizes durante a realização de atividades de aprendizagem (AAs). Apesar dos benefícios que o uso planejado de jogos pode agregar ao processo de aprendizagem, via de regra, o professor não é um especialista em jogos e na maioria das vezes sequer possui conhecimento mínimo sobre tais artefatos. Além disso, o professor não possui mecanismos de auxílio para fazer a identificação, escolha e, posteriormente, o uso adequado de um ou mais jogos para inserção em AAs específicas. Nesse contexto, o objetivo da pesquisa é, portanto, o desenvolvimento de um modelo computacional estruturado para realizar a busca e recuperação de listas de jogos educacionais num repositório semântico de jogos, no contexto de ambientes virtuais de aprendizagem (AVAs), que permita que professores possam selecionar, a seu critério, mas tendo em vista o contexto instrucional do momento, jogos para serem utilizados em uma AA. Esse modelo é chamado neste trabalho de Modelo de Busca e Recuperação de Jogos ou, simplesmente, MBRJogos. O modelo faz uso inovador de folksonomia associada a ontologias de aprendiz, atividade de aprendizagem e jogo educacional, cujo mecanismo de inferência proposto permitirá que jogos sejam recuperados para atividades planejadas pelo professor, cujas consultas devem fornecer informações relacionadas com o perfil do aprendiz e às características da atividade a ser realizada. Estudos de casos, fazendo uso de prova de conceito desenvolvida para o MBRJogos, mostraram que o objetivo da pesquisa foi atendido satisfatoriamente. Além disso, a ontologia de jogos proposta se constitui na primeira ontologia desenvolvida especialmente para ajudar a modelar o uso de jogos em AAs, num contexto de AVAs, em especial, potencializada com sua integração com as ontologias de aprendiz e de AA.

Centrifugal is the main compressor type used in process industries and pipelines. This work presents the design of a centrifugal compressor in three steps. The first step is the preliminary design that has an unidimensional treatment and is heavily based on empirical data. Then, using the quasi-ortogonals method, the flow in the meridional plane of the impeller channel is analysed and the blade geometry improved. The last step consists of the compressor flow analysis through Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques using a commercial software in order to verify any deficiencies in the methodology applied in the preliminary design.

Este estudo tem como objetivo a análise do decaimento do cloro desinfetante na rede de distribuição de água potável do município de Campo Grande/MS. Para tanto, dividiu-se o trabalho em duas etapas. A primeira abrangeu a amostragem de três águas provenientes de diferentes origens (poço subterrâneo e duas estações de tratamento de água) e posterior teste de decaimento do cloro em laboratório. Os resultados dos testes foram ajustados a quatro diferentes modelos de decaimento do cloro na água encontrados na literatura especializada (1 ordem, 2 ordem, na ordem e 1 ordem limitada) a fim de se encontrar aquele que melhor os descrevessem. A segunda etapa abrangeu a escolha de subsistema de distribuição de água potável e sua simulação hidráulica e de qualidade de água no software EPANET. Como principais resultados obteve-se uma sensível diferença de demanda de cloro entre as águas amostradas; contudo, o modelo de enésima ordem apresentou melhores resultados entre os modelos testados quando ajustado aos dados (R2 = 0,96). Para a simulação hidráulica observou-se um bom resultado para parâmetros vazão e pressão (r = 0,899 e 0,57, respectivamente); ao passo que a simulação de qualidade de água, para o parâmetro residual de cloro, forneceu resultados mais distantes da realidade. Porém, pôde-se observar que o sistema simulado possui intervalos de operação onde o residual mínimo de cloro desinfetante exigido é colocado em risco, levando-se a sugerir aumento da dosagem de desinfetante para garantir a segurança do residual nas pontas de rede de distribuição estudada.

O tema central desta pesquisa foi a avaliação estrutural de pavimentos, com ênfase no estudo sobre a retroanálise de bacias de deflexões, de dados de ensaios não destrutivos, provenientes do Falling Weight Deflectometer (FWD). Com a evolução da demanda das indústrias aeroportuária e rodoviária, as empresas desses setores passam a lidar com um volume de tráfego cada vez maior. Em conjunto, percebe-se o aumento da adoção e desenvolvimento de sistemas de gerenciamento de pavimentos. Assim, a pesquisa de ferramentas que se apliquem na avaliação estrutural de pavimentos é um tema relevante e bastante pesquisado. O objetivo desta dissertação foi estudar e propor uma rotina rápida de retroanálise de bacias de deflexões de FWD, para obtenção dos módulos de elasticidade das camadas do pavimento. Buscou-se um processo na forma de um programa de computador, com características de ser de resposta rápida ao se analisar várias estruturas, de modo que possa ser adotada em rotinas de sistemas de gerencia de pavimentos. Trata-se de uma alternativa aos variados programas e soluções que vem sendo pesquisados, cujos enfoques são a precisão e análise de estruturas individualmente. Foram realizados testes com diversas estruturas de pavimentos flexíveis e semirrígidos para avaliar o desempenho da rotina proposta. Os resultados do trabalho indicam que a rotina depende do banco de dados utilizado, mas apresenta uma precisão de 15% no valor dos módulos, com grau de confiança de 95%.

Este trabalho apresenta uma formulação variacional consistente para a modelagem de placas laminadas com atuadores piezoelétricos. Um programa computacional de elementos finitos para análise de placas laminadas minidas de atuadores piezoelétricos incluindo efeitos de enrigecimento por tensão, foi adaptado para projetar os experimentos de validação da formulação proposta. Na parte experimental do trabalho, foram realizados ensaios para caracterizar o campo de deformação induzido pelos atuadores piezoelétricos, bem como o comportamento mecânico da placa em trmos de sua rigidez à flexão e freqüências naturais de vibração.

As experiências que os institutos de pesquisas do Brasil detém com motores-foguete a propelente líquido são limitadas aos trabalhos acadêmicos e ao desenvolvimento de motores monopropelente e bipropelente de até 115 N de empuxo. Em razão da necessidade de se desenvolverem motores bipropelente na faixa de 200 a 600 N para os projetos em curso no Brasil, espera-se que este trabalho se torne útil, permitindo a determinação dos parâmetros geométricos e funcionais destes motores, mediante um programa de simulação elaborado em Visual Basic (trade market), denominado WinMotor. Através deste programa podem ser realizadas simulações de operação de um motor, através da variação dos parâmetros iniciais. Como resultado destas simulações, o projetista obtém os parâmetros geométricos e funcionais finais do motor, dentro de uma faixa de eficiência máxima. Como existem motores bipropelente das mais variadas concepções, para a elaboração do programa foi necessário definir os componentes básicos do motor, o algoritmo de cálculo e o par oxidante - combustível. Para o combustível escolheu-se o UDMH e para o oxidante o N2O4. O algoritmo de cálculo como definido é específico para um motor com as seguintes características: câmara de combustão do tipo cilíndrica, injetor do tipo centrífugo ("swirl"), resfriamento interno da parede por meio de filme líquido ou gasoso, pressões de câmara entre 0,55 a 1,0 MPa e razões de mistura oxidante - combustível entre 1 e 2,9. A validação teórica do programa foi feita através de testes de coerência entre os valores dos parâmetros de entrada com os valores dos parâmetros de saída do programa.

Neste trabalho é apresentado um método para a reconstrução de fontes de bioluminescência em águas naturais a partir de dados de irradiâncias obtidos in situ. Este problema inverso da Óptica Hidrológica é formulado como um problema de otimização não linear, assumindo que o perfil de bioluminescência a ser determinado possa ser representado por um somatório de fontes gaussianas distribuídas, e resolvido iterativametne usando um algoritmo genético híbrido. O problema direto associado é resolvido com a utilização do programa de computador Hydrolight 3.0. Este modelo resolve numericamente a equação de transferência radiativa, no caso unidimensional, invariante no tempo, usando a teoria da inserção invariante. O método proposto foi testado com dados sintéticos, isto é, dados calculados pelo programa Hydrolight, e forneceu bons resultados numéricos. São analisadas as influências do ruído e dos valores de parâmetros funcionais do algoritmo genético na reconstrução de perfis de fontes de Bioluminescência.