O avanço na tecnologia de hardware está permitindo que máquinas SMP de 2 a 8 processadores estejam disponíveis a um custo cada vez menor, possibilitando que a incorporação de tais máquinas em aglomerados de PC's ou até mesmo a composição de um aglomerado de SMP's sejam alternativas cada vez mais viáveis para computação de alto desempenho. O grande desafio é extrair o potencial que tal conjunto de máquinas oferece. Uma alternativa é usar um paradigma híbrido de programação para aproveitar a arquitetura de memória compartilhada através de multihreadeing e utilizar o modelo de troca de mensagens para comunicação entre os nós. Contudo, essa estratégia impõe uma tarefa árdua e pouco produtiva para o programador da aplicação. Este trabalho apresenta o sistema CPAR- Cluster que oferece uma abstração de memória compartilhada no topo de um aglomerado formado por nós mono e multiprocessadores. O sistema é implementado no nível de biblioteca e não faz uso de recursos especiais tais como hardware especializado ou alteração na camada de sistema operacional. Serão apresentados os modelos, estratégias, questões de implementação e os resultados obtidos através de testes realizados com a ferramenta e que apresentaram comportamento esperado. / The advance in hardware technologies is making small configuration SMP machines (from 2 to 8 processors) available at a low cost. For this reason, the inclusion of an SMP node into a cluster of PCs or even clusters of SMPs are becoming viable alternatives for high performance computing. The challenge is the exploitation of the computational resources that these platforms provide. A Hybrid programming paradigm which uses shared memory architecture through multihreading and also message passing model for inter node communication is an alternative. However, programming in such paradigm is very hard. This thesis presents CPAR- Cluster, a runtime system, that provides shared memory abstraction on top of a cluster composed by mono and multiprocessor nodes. Its implementation is at the library level and doesn't require special resources such as particular hardware or operating system moditfications. Models, strategies, implementation aspects and results will be presented.

O planejamento da operação energética do sistema interligado nacional brasileiro é realizado por uma cadeia de modelos computacionais de otimização e simulação da operação. Entretanto, o risco de déficit, um importante indicador de segurança energética no setor elétrico, é tratado como uma variável de saída dos modelos computacionais. No planejamento de médio prazo é utilizado o software NEWAVE, que utiliza uma representação agregada em subsistemas equivalentes. Este trabalho propõe a implementação de um modelo de otimização linear para o planejamento da operação de médio prazo capaz de considerar o risco de déficit em sua formulação. Para o controle de risco de déficit, é proposta a utilização da métrica de risco conhecida por CVaR (Conditional Value at Risk), por se caracterizar como uma métrica de risco coerente, além de poder ser implementada por meio de um conjunto de restrições lineares. / The energetic operation planning of the Brazilian interconnected system is performed by a chain of computational models for the system optimization and simulation. However, the deficit risk, an important energy security indicator for the electric sector, is treated as an output variable on the computational models. In the medium-term of the energetic planning is used the software NEWAVE, which uses equivalent systems on aggregated representation. This work proposes the implementation of a linear optimization model for the medium-term of the energetic planning able to consider the deficit risk in its own formulation. To control the deficit risk is proposed the use of the risk metric known as CVaR (Conditional Value at Risk), because it is characterized as a coherent risk metric, and can be implemented through a set of linear constraints.

Esta pesquisa apresenta uma proposta de reconstrução de matriz OD a partir de dados de velocidade da corrente de tráfego disponíveis na web. Para tal, foram estabelecidos três objetivos específicos, os quais incluem: obtenção e avaliação dos dados de velocidade de tráfego; construção de um modelo computacional e aplicação desse em uma rede real. A avaliação dos dados foi realizada por meio da comparação dos valores de velocidade média da corrente de tráfego obtidos da web com os valores aferidos por sensores do tipo laço indutivo. Os resultados indicam que, apesar das velocidades extraídas da web apresentarem maior variância e valores mais baixos, a maior parcela dos dados obteve diferença similar ou inferior a 11%. Na construção da rotina computacional foi utilizado o Método das Médias Sucessivas (MEMS) e na sua avaliação foram realizados testes comparativos cujas referências foram os resultados alcançados pelo autor do método utilizado. A rotina desenvolvida apresentou melhor resultado com relação ao número total de viagens da matriz reconstruída, além de exigir menor número de iterações. Por outro lado, com relação às viagens atribuídas a cada par OD seu desempenho foi inferior. Para avaliar a aderência a realidade o método proposto foi aplicado a uma rede real composta por trechos específicos das rodovias Presidente Dutra, Pedro I, Ayrton Senna e Governador Carvalho Pinto. Devido ao fato da entrada principal do MEMS ser o volume de veículos, foi necessário estimar o mesmo a partir da velocidade fornecida pela API. A matriz reconstruída apresentou forte dependência da capacidade atribuída às vias, evidenciando a necessidade de definir de forma mais cuidadosa esse parâmetro. Embora, ainda seja necessário aprimorar o método proposto e a rotina computacional elaborada, bem como, aprofundar os estudos da fonte de dados utilizada, o experimento de caráter exploratório mostra a possibilidade de reconstruir uma matriz OD a partir de dados disponíveis na web. / This research presents a proposal for the reconstruction of OD matrix from traffic stream velocity data available on the web. To this end, three specific objectives have been established, which include: obtaining and evaluating traffic speed data; construction of a computational model and application of this in a real network. The data were evaluated by the comparison of the mean values of the traffic current, obtained from the web, with those measured by loop sensors. The results indicate that, although the velocities extracted from the web presented higher variance and lower values, the greater part of the data obtained a difference similar to or lower than 11%. In the construction of the computational routine was used the Method of Successive Averages (MEMS) and in its evaluation were performed comparative tests whose references were the results achieved by the author of the used method. The developed routine presented better results in relation to the total number of trips of the reconstructed OD matrix, besides requiring a smaller number of iterations. On the other hand, in relation to the trips attributed to each OD pair the performance was lower. To evaluate the adherence to reality, the proposed method was applied to a real network composed of specific sections of the Presidente Dutra, Pedro I, Ayrton Senna and Governador Carvalho Pinto highways. Due to the fact that the main input of the MEMS is the vehicles flow, was necessary to estimate it from the speed provided by the API. The reconstructed matrix presented a strong dependence on the capacity attributed to the roads, evidencing the need to define this parameter more carefully. Although it is still necessary to improve the proposed method and the elaborated computational routine, as well as to deepen the studies of the used data source, the exploratory experiment shows the possibility of reconstructing an OD matrix from data available on the web.

O planejamento da operação energética do sistema interligado nacional brasileiro é realizado por uma cadeia de modelos computacionais de otimização e simulação da operação. Entretanto, o risco de déficit, um importante indicador de segurança energética no setor elétrico, é tratado como uma variável de saída dos modelos computacionais. No planejamento de médio prazo é utilizado o software NEWAVE, que utiliza uma representação agregada em subsistemas equivalentes. Este trabalho propõe a implementação de um modelo de otimização linear para o planejamento da operação de médio prazo capaz de considerar o risco de déficit em sua formulação. Para o controle de risco de déficit, é proposta a utilização da métrica de risco conhecida por CVaR (Conditional Value at Risk), por se caracterizar como uma métrica de risco coerente, além de poder ser implementada por meio de um conjunto de restrições lineares. / The energetic operation planning of the Brazilian interconnected system is performed by a chain of computational models for the system optimization and simulation. However, the deficit risk, an important energy security indicator for the electric sector, is treated as an output variable on the computational models. In the medium-term of the energetic planning is used the software NEWAVE, which uses equivalent systems on aggregated representation. This work proposes the implementation of a linear optimization model for the medium-term of the energetic planning able to consider the deficit risk in its own formulation. To control the deficit risk is proposed the use of the risk metric known as CVaR (Conditional Value at Risk), because it is characterized as a coherent risk metric, and can be implemented through a set of linear constraints.

The present work aims to increase the diagnosis systems capabilities by choosing the location of sensors in the process. Therefore, appropriate sensor location will lead to better diagnosis performance and implementation easiness. The work is based on structural models ands some simplifications are considered in order to only focus on the sensor placement analysis. Several approaches are studied to solve the sensor placement problem. All of them find the optimal sensor configuration. The sensor placement techniques are applied to a fuel cell stack system. The model used to describe the behaviour of this system consists of non-linear equations. Furthermore, there are 30 candidate sensors to improve the diagnosis specifications. The results obtained from this case study are used to strength the applicability of the proposed approaches. / El present treball té per objectiu incrementar les prestacions dels diagnosticadors mitjançant la localització de sensors en el procés. D'aquesta manera, instal·lant els sensors apropiats s'obtenen millors diagnosticador i més facilitats d'implementació. El treball està basat en models estructurals i contempla una sèrie de simplificacions per tal de entrar-se només en la problemàtica de la localització de sensors. S'utilitzen diversos enfocs per tal de resoldre la localització de sensors, tot ells tenen com objectiu trobar la configuració òptima de sensors. Les tècniques de localització de sensors són aplicades a un sistema basat en una pila de combustible. El model d'aquest sistema està format per equacions no lineals. A més, hi ha la possibilitat d'instal·lar fins a 30 sensors per tal de millorar la diagnosis del sistema. Degut a aquestes característiques del sistema i del model, els resultats obtinguts mitjançant aquest cas d'estudi reafirmen l'aplicabilitat dels mètodes proposats.

A inferência gramatical lida com o problema de aprender um classificador capaz de reconhecer determinada construção ou característica em um conjunto qualquer de exemplos. Neste trabalho, um modelo de inferência gramatical baseado em uma variante de Programação Genética é proposto. A representação de cada indivíduo é baseada em uma lista ligada de árvores representando o conjunto de produções da gramática. A atuação dos operadores genéticos é feita de forma heurística. Além disto, dois novos operadores genéticos são apresentados. O primeiro, denominado Aprendizagem Incremental, é capaz de reconhecer, com base em exemplos, quais regras de produção estão faltando. O segundo, denominado Expansão, é capaz de prover a diversidade necessária. Em experimentos efetuados, o modelo proposto inferiu com sucesso seis gramáticas regulares e duas gramáticas livres de contexto: parênteses e palíndromos de quatro letras, tanto o comum quanto o disjunto, sendo superior a abordagens recentes. Atualmente, modelos de inferência gramatical têm sido aplicados a problemas de reconhecimento de sequências biológicas de DNA. Neste trabalho, dois problemas de identificação de padrão foram abordados: reconhecimento de promotores e splice-junction. Para o primeiro, o modelo proposto obteve resultado superior a outras abordagens. Para o segundo, o modelo proposto apresentou bons resultados. O modelo foi estendido para o uso de gramáticas fuzzy, mais especificamente, as gramáticas fuzzy fracionárias. Para tal, um método de estimação adequado dos valores da função de pertinência das produções da gramática é proposto. Os resultados obtidos na identificação de splice-junctions comprovam a utilidade do modelo de inferência gramatical fuzzy proposto. / Grammatical inference deals with the task of learning a classifier that can recognize a particular pattern in a set of examples. In this work, a new grammatical inference model based on a variant of Genetic Programming is proposed. In this approach, an individual is a list of structured trees representing their productions. Ordinary genetic operators are modified so as to bias the search and two new operators are proposed. The first one, called Incremental Learning, is able to recognize, based on examples, which productions are missing. The second, called Expansion is able to provide the diversity necessary to achieve convergence. In a suite of experiments performed, the proposed model successfully inferred six regular grammars and two context-free grammars: parentheses and palindromes with four letters, including the disjunct one. Results achieved were better than those obtained by recently published algorithms. Nowadays, grammatical inference has been applied to problems of recognition of biological sequences of DNA. In this work, two problems of this class were addressed: recognition of promoters and splice junction detection. In the former, the proposed model obtained results better than other published approaches. In the latter, the proposed model showed promising results. The model was extended to support fuzzy grammars, namely the fuzzy fractional grammars. Furthermore, an appropriate method of estimation of the values of the production's membership function is also proposed. Results obtained in the identification of splice junctions shows the utility of the fuzzy inference model proposed.

O avanço na tecnologia de hardware está permitindo que máquinas SMP de 2 a 8 processadores estejam disponíveis a um custo cada vez menor, possibilitando que a incorporação de tais máquinas em aglomerados de PC's ou até mesmo a composição de um aglomerado de SMP's sejam alternativas cada vez mais viáveis para computação de alto desempenho. O grande desafio é extrair o potencial que tal conjunto de máquinas oferece. Uma alternativa é usar um paradigma híbrido de programação para aproveitar a arquitetura de memória compartilhada através de multihreadeing e utilizar o modelo de troca de mensagens para comunicação entre os nós. Contudo, essa estratégia impõe uma tarefa árdua e pouco produtiva para o programador da aplicação. Este trabalho apresenta o sistema CPAR- Cluster que oferece uma abstração de memória compartilhada no topo de um aglomerado formado por nós mono e multiprocessadores. O sistema é implementado no nível de biblioteca e não faz uso de recursos especiais tais como hardware especializado ou alteração na camada de sistema operacional. Serão apresentados os modelos, estratégias, questões de implementação e os resultados obtidos através de testes realizados com a ferramenta e que apresentaram comportamento esperado. / The advance in hardware technologies is making small configuration SMP machines (from 2 to 8 processors) available at a low cost. For this reason, the inclusion of an SMP node into a cluster of PCs or even clusters of SMPs are becoming viable alternatives for high performance computing. The challenge is the exploitation of the computational resources that these platforms provide. A Hybrid programming paradigm which uses shared memory architecture through multihreading and also message passing model for inter node communication is an alternative. However, programming in such paradigm is very hard. This thesis presents CPAR- Cluster, a runtime system, that provides shared memory abstraction on top of a cluster composed by mono and multiprocessor nodes. Its implementation is at the library level and doesn't require special resources such as particular hardware or operating system moditfications. Models, strategies, implementation aspects and results will be presented.

O uso de técnicas de cópia-zero e desvio do sistema operacional permitem a diminuição da latência de comunicação e o aumento da largura de banda. Menores latências e maiores larguras de banda contribuem para que o desempenho das aplicações paralelas seja mais alto, bem como torna-as mais escaláveis. Protocolos de comunicação que utilizam-se destas técnicas são conhecidos como protocolos de comunicação em nível de usuário. Baseado nas experiências de outros grupos de pesquisa na implementação de bibliotecas de comunicação e bibliotecas de programação paralelas sobre VIA e na experiência do GPPD na implementação da biblioteca DECK, este texto apresenta a implementação das primitivas DECK sobre o padrão VIA, o qual é classificado como sendo um protocolo de nível de usuário. O objetivo desta dissertação é implementar o DECK sobre VIA evitando qualquer cópia intermediária na comunicação de uma mensagem, atingindo assim cópia-zero. Dentre as bibliotecas de comunicação sobre VIA, DECK/VIA foi a única biblioteca que teve o compromisso ser totalmente livre de cópias intermediárias, embora houvesse que forçar um sincronismo na comunicação para manter este compromisso. Para a implementação do DECK/VIA, utilizou-se a implementação VI-GM de VIA para redes Myrinet. A biblioteca DECK/VIA demonstrou uma latência de 86.85 μs e uma largura de banda máxima de 205 Mbytes/s, 82% da banda nominal da rede Myrinet. Para validar a biblioteca foi executada a aplicação FT do pacote NPB. Apresenta-se comparações destes resultados frente aos resultados obtidos pela execução da mesma aplicação no DECK/GM, para redesMyrinet e DECK/TCP, para redes Ethernet. Constatou-se que mesmo com uma camada a mais de software e realizando todas as comunicações em três vias em virtude do handshake, DECK/VIA conseguiu valores de speedup bastante próximos de DECK/GM e de DECK/TCP para Gigabit Ethernet, superando os valores de DECK/TCP para Fast Ethernet. Conclui-se que o ideal na implementação de bibliotecas de programação paralela é encontrar uma solução balanceada entre a busca pelo desempenho e a manutenção da semântica original da biblioteca. O trabalho contribuiu com um survey de diversas soluções encontradas por outros grupos no desenvolvimento de bibliotecas de comunicação, que pode servir de guia para outros pesquisadores no desempenho da mesma tarefa. Também contribui com a introdução de um algoritmo para prevenção de deadlocks causados por comunicações síncronas. / Techniques like zero-copy and operating system bypass can decrease communication latency and increase bandwidth. Smaller latencies and greater bandwidths contribute for better performance in parallel applications and became them more scalables as well. Communication protocols using these techiniques are known as user-level communication protocols. Based on experiences from another research groups implementing communication libraries and parallel programming libraries over VIA and experience from GPPD implementing DECK, the text presents the implementation of DECK primitives over VIA standard, which is classified as an user-level protocol. The goal of this master’s thesis is implement DECK over VIA avoiding any intermediate copy between the data source and destination, reaching zero-copy. DECK/VIA is the unique library among all libriaries over VIA here studied totally free of intermediate copies, although a synchronous behavior was forced to keep this compromise. VI-GM, an implementation of VIA for Myrinet networks was used to implement DECK/VIA library. The implementation of DECK/VIA has shown a one-way latency of 86.85 μs and a maximum bandwidth of 205 Mbytes/s, 82% of nominal bandwidth of Myrinet network. To validate the library, the FT application from NPB was executed. Their results were compared with the results obtained with DECK/GM, for Myrinet networks and DECK/TCP, for Ethernet networks. Even with one additional software layer and doing all communication using a handshake, DECK/VIA reaches speedup values very closer of DECK/GMand DECK/TCP on Gigabit Ethernet and was better than DECK/TCP on Fast Ethernet. When implementing parallel programming libraries, we concluded the ideal solution is that meets the good balance between the quest for performance and the keeping of original library’s semantics. This work contibutes with a survey of communication libraries development, their problems and their solutions, which can guide others researchers performing the same task. Also it contributes with an algorithm to prevent deadlocks caused by synchonism.

This thesis deals with design and production of teaching kits with Atmel AVR microcontroller. This kit includes a processor board and modules, which will connect to the board. It describes the equipment needed for software design and programming of microcontroller and technological processes to create a kit. Also, it will find the basic theoretical knowledge to work with the ATmega8535 microcontroller. Kit along with a disc on which are recorded all the diagrams, pictures and programs created by me, will be attached to the thesis.

En projekteringsprocess av en konstruktion kan ofta delas in i två delar, dimensionering ochprojektering. Dimensioneringen utförs enligt för konstruktionen gällande normkrav ochprojekteringen följer sina egna normer samt den dimensionering som är utförd.Även om 2D-projektering fortfarande är vanligt förekommande i projekteringen har BIMmodelleringblivit allt vanligare och värdet av att lagra information i en modell ses alltmersom en nytta i ett projekt.BIM-modelleringen bygger på parameterstyrning av objekt och egentligen finns inga gränserför vilka parametrar som ska ingå i ett objekt.En av de senaste utvecklingarna i projekteringsprocessen är den visuella programmeringensom ger användare möjlighet att styra parametrar till en BIM-modell med hjälp av ett visuelltskript kopplat till BIM-modelleringsverktyget.Det här arbetet syftar på att visa hur ett skript kan driva modelleringen med hjälp avprojektspecifika indata genom att dimensionering av objekt integreras i programmeringen.Med hjälp av programmeringen kan även dimensioneringen redovisas i en annanprogramvara.Resultatet visar att det är fullt möjligt att skapa en modell med hjälp av objektspecifika indataoch att parametrar kan styras med integrerad dimensionering i ett skript skapat med visuellprogrammering. / A design process of a construction can often be divided into two parts, structural design anddrawing. The structural design is made with current standard requirements for theconstruction while the drawing has its own standard requirements along with the results fromthe dimensioning to follow.Even if 2D- drawing still is common in design of a project, BIM-modelling has become morefrequently used and the value of storing information in a model is see more and more as abenefit in a project.The BIM-modelling is based on parametric design of objects and there are actually no limitsto which parameters that should be a part of an object.One of the most recent developments in the design process is the visual programming whichgives users the opportunity to guide parameters in a BIM-model through a visual scriptconnected to the BIM-modelling tool.This work is aiming to show how a script can push the modelling by using project specificinput and perform structural design of load bearing members integrated in the script. With theuse of the script, results can also be verified in another software.Result is showing that it is possible to create a structurally designed model by using only afew object specific inputs and that parameters can be controlled in a script made with visualprogramming.