Este trabalho define um modelo de execução para cláusulas Prolog, a partir do modelo abstrato de Máquinas de Cláusulas, e o Projeto de uma arquitetura paralela que suporte o modelo proposto. São também introduzidos alguns aspectos sobre as linguagens Lógicas e as máquinas Prolog visto que estes elementos estão relacionados intimamente tanto com o modelo quanto com a arquitetura propostos. Na proposta do modelo de execução são definidos uma representação para os elementos do modelo abstrato (predicados, arcos e clausulas) e um conjunto de algoritmos que permitem a operacionalização do modelo de forma a que tanto o paralelismo como a concorrência inerentes ao modelo abstrato sejam exploradas de forma integral. Na proposta da arquitetura são, primeiramente, discutidas algumas opções de arquitetura básica e, posteriormente, descrita a arquitetura escolhida tanto a nível de blocos bem como dos seus componentes principais, a saber: interface de mem6ria, processador e rede de interconexão. Para cada um destes componentes são descritas as principais instruções e são apresentados os algoritmos que as implementam. Junto com a descrição da arquitetura é definida uma estrutura de dados que permite a implementação da representação descrita no modelo de execuqao e é definido também o algoritmo de unificação que percorre a estrutura proposta. Na validação é feito o cálculo da largura de banda máxima alcançada pela arquitetura proposta, calculo este baseado no algoritmo de unificação descrito. E também feita uma avaliação do ganho de performance da arquitetura proposta em relação a um processador bem como é justificado o numero de processadores escolhidos comparando a performance alcançada na arquitetura proposta com a performance alcançada por conjuntos maiores e menores de processadores. Por fim na conclusa o são feitos comentários sobre os objetivos atingidos e sobre possíveis extensões a este trabalho. / The present work defines a execution model for Prolog clauses based on the clause machines abstract model and then proposes a parallel architecture for the execution model. Some topics about Logic languages and Prolog machines were therefore introduced because they are closely related with, both, the model and the architecture proposed. In the execution model the representation of the abstract model elements (predicates, arcs and clauses) and the set of algoritms that allow the operation of the model were defined so that the parallelism of the model can be integraly achieved. In the architecture proposal, first some options for the basic architecture were discussed and then the chosen architecture is describeb at block level as much as at its components level. The most importants components reported are the memory interface, the processor and the interconection net, for each one of them the possible instructions were describeb as well as their algoritms. Together with the especification of the architecture, the data estructure that allows the implementation of the execution model representation and the concerning unification algorit that scans the proposed representation were especified too. In the validation the thoughtput permited by the proposal architecture is calculated based on the unification algoritm earlier described. Besides that the performance gain compared with an architecture with only one processor was estimated, as much as the confrontation of the performance of lesser and greater sets of processors elements were made in order to validate the chossen number. At last, in the conclusion, some coments about the fulfilled goals and about eventual extends for the work.

On décrit l'application de deux méthodes analytiques à un même problème avec l'utilisation simultanée de ressources, l'évaluation des performances des interconnexions de processeurs du type multistage. On applique d'abord la méthode traditionnelle utilisant les réseaux de files d'attente et les chaînes de Markov. Aprés, on utilise une méthode avec modélisation basée sur les réseaux de Petri et l'extraction à travers des pondérations des résultats déterministes. Les modèles développés par chacun des méthodes sont comparés selon trois aspects distincts: facilité de modélisation, vitesse d'évaluation et précision des résultats. La première méthode employée, la méthode analytique traditionnelle, utilise les réseaux de files d'attente (théorie des réseaux) pour faire la modélisation et l'algorithme de convolution (constante de normalisation) pour faire l'extraction des résultats. La resolution est faire à travers l'approche stochastique traditionnelle avec les formules derivées des chaînes de Markov. La méthode d'évaluation apliquée après est basée sur les dévelopment des modèles en réseaux des Petri temporisées. Cette méthode est composée de deux parties: l'application d'une méthode analytique pure (modéle Q) et l'application des méthode approximatives. Ces méthodes approximatives font la décomposition d'un problème avec comportement variable en plusiers problèmes avec comportement déterministes et probabilitées associées. Les modèles des interconnexions multistage ont été développées avec plusiers degrés de rafinement dans tout les deux méthodes dejà citées. Les modèles de base avec des imprecisions ont été rafinés jusqu'à avoir une description la plus proche possible de la realité (les interconnexions multistage). La comparaison de tout les modèles développés est faite en trois parties pour établir les modèles les plus adequés à l'évaluation des performances des interconnexions multistage. L'adequation doit envisager la facilité de dévelopement du modèle, la vitesse et la précision des résultats. Ces informations sont prises selon la taille du problème (dimension de l'interconnexion), l'enfoque de modélisation (les paramètres à considerer) et les objectify qualitatifs de l'evaluation (ce qu'on veux savoir). / Descreve-se a aplicação de dois métodos analíticos para um mesmo problema com alocação simultânea de recursos: a avaliação de desempenho de interconexões de processadores do tipo multi-estágios. Aplica-se o método analítico tradicional com redes de filas de espera e cadeias de Markov. utiliza - se apos um método com modelagem através de redes de Petri temporizadas e extração através de ponderação de resultados determinísticos. Os modelos desenvolvidos por cada um dos métodos são comparados segundo três diferentes aspectos: facilidade de modelagem, velocidade de extração e acuracidade de resultados. O primeiro método de avaliação empregado, método analítico tradicional, consiste no use de redes de filas de espera (teoria de filas) para a modelagem e do algoritmo de convolução (cálculo da constante de normalização) para a extração de resultados. A abordagem de resolução é clássica (abordagem estocástica) resultando nas formulas derivadas do modelo de cadeias de Markov. O método de avaliação aplicado em seguida esta baseado no desenvolvimento de modelos em redes de Petri temporizadas. Este método se divide na aplicação de um método analítico puro (modelo Q) e na aplicação de métodos aproximativos. Estes métodos aproximativos consistem na decomposição de um problema com comportamento variável em diversos problemas com comportamento determinístico e probabilidades associadas. Os modelos para as interconexões multi-estágios em ambos os métodos já citados são desenvolvidos com diferentes graus de refinamento. Modelos básicos com imprecisões de descrição são refinados ate ser estabelecido um modelo tão próximo quanto possível da realidade descrita (interconexão multiestágios). A comparação de todos os modelos desenvolvidos é feita em três etapas visando estabelecer quais modelos são adequados a avaliação de desempenho de interconexões multi-estágios. A adequação deve considerar aspectos como facilidade de desenvolvimento do modelo, rapidez e precisão na obtenção de resultados. Estas informações são consideradas segundo o tamanho do problema (dimensão da interconexão), o enfoque de modelagem (parâmetros relevantes) e os objetivos qualitativos da avaliacão (o que se pretende descobrir). / This work describes the application of two analytic models to the multistage processor interconnections, a simultaneous resource allocation problem. First, the traditional method based on queueing networks and Markov chains is applied. After, a Petri nets based method with deterministic weigthed results is used. The models developed in each method are compared in three levels: modeling facility, evaluation speed and precision. The first evaluation method used is based on the queueing network classic method (queueing theory) to model and the convolution algorithm (normalization constant calculus) to obtain results. The classic stochastic approach is used through formules derived from Markov chains. The second method used is based on temporised Petri nets models. This method has two parts: the application of a pure analitical method (model Q) and the application of approximatives methods. This approximatives methods decompose a problem with non-fixed behaviour in several weighted problems with deterministic behaviour. The multistage interconnections models are developped with different degrees of accuracy for both methods cited. Basic models without description precision are refined until as accurate as possible model is obtained for the choosen reality (multistage interconnections). The comparison of all developped models is made in three steps aiming the qualitative judgment of the models for multistages performance evaluation. This judgment should consider the dificulty to develop the model, the speed and the precision of the results. These informations are considered taking into account the the problem size (number of elements in the interconnection), the modelling approach (relevant parameters) and the the qualitative evaluation goals (the evaluation purpose).

Este trabalho define um modelo de execução para cláusulas Prolog, a partir do modelo abstrato de Máquinas de Cláusulas, e o Projeto de uma arquitetura paralela que suporte o modelo proposto. São também introduzidos alguns aspectos sobre as linguagens Lógicas e as máquinas Prolog visto que estes elementos estão relacionados intimamente tanto com o modelo quanto com a arquitetura propostos. Na proposta do modelo de execução são definidos uma representação para os elementos do modelo abstrato (predicados, arcos e clausulas) e um conjunto de algoritmos que permitem a operacionalização do modelo de forma a que tanto o paralelismo como a concorrência inerentes ao modelo abstrato sejam exploradas de forma integral. Na proposta da arquitetura são, primeiramente, discutidas algumas opções de arquitetura básica e, posteriormente, descrita a arquitetura escolhida tanto a nível de blocos bem como dos seus componentes principais, a saber: interface de mem6ria, processador e rede de interconexão. Para cada um destes componentes são descritas as principais instruções e são apresentados os algoritmos que as implementam. Junto com a descrição da arquitetura é definida uma estrutura de dados que permite a implementação da representação descrita no modelo de execuqao e é definido também o algoritmo de unificação que percorre a estrutura proposta. Na validação é feito o cálculo da largura de banda máxima alcançada pela arquitetura proposta, calculo este baseado no algoritmo de unificação descrito. E também feita uma avaliação do ganho de performance da arquitetura proposta em relação a um processador bem como é justificado o numero de processadores escolhidos comparando a performance alcançada na arquitetura proposta com a performance alcançada por conjuntos maiores e menores de processadores. Por fim na conclusa o são feitos comentários sobre os objetivos atingidos e sobre possíveis extensões a este trabalho. / The present work defines a execution model for Prolog clauses based on the clause machines abstract model and then proposes a parallel architecture for the execution model. Some topics about Logic languages and Prolog machines were therefore introduced because they are closely related with, both, the model and the architecture proposed. In the execution model the representation of the abstract model elements (predicates, arcs and clauses) and the set of algoritms that allow the operation of the model were defined so that the parallelism of the model can be integraly achieved. In the architecture proposal, first some options for the basic architecture were discussed and then the chosen architecture is describeb at block level as much as at its components level. The most importants components reported are the memory interface, the processor and the interconection net, for each one of them the possible instructions were describeb as well as their algoritms. Together with the especification of the architecture, the data estructure that allows the implementation of the execution model representation and the concerning unification algorit that scans the proposed representation were especified too. In the validation the thoughtput permited by the proposal architecture is calculated based on the unification algoritm earlier described. Besides that the performance gain compared with an architecture with only one processor was estimated, as much as the confrontation of the performance of lesser and greater sets of processors elements were made in order to validate the chossen number. At last, in the conclusion, some coments about the fulfilled goals and about eventual extends for the work.

On décrit l'application de deux méthodes analytiques à un même problème avec l'utilisation simultanée de ressources, l'évaluation des performances des interconnexions de processeurs du type multistage. On applique d'abord la méthode traditionnelle utilisant les réseaux de files d'attente et les chaînes de Markov. Aprés, on utilise une méthode avec modélisation basée sur les réseaux de Petri et l'extraction à travers des pondérations des résultats déterministes. Les modèles développés par chacun des méthodes sont comparés selon trois aspects distincts: facilité de modélisation, vitesse d'évaluation et précision des résultats. La première méthode employée, la méthode analytique traditionnelle, utilise les réseaux de files d'attente (théorie des réseaux) pour faire la modélisation et l'algorithme de convolution (constante de normalisation) pour faire l'extraction des résultats. La resolution est faire à travers l'approche stochastique traditionnelle avec les formules derivées des chaînes de Markov. La méthode d'évaluation apliquée après est basée sur les dévelopment des modèles en réseaux des Petri temporisées. Cette méthode est composée de deux parties: l'application d'une méthode analytique pure (modéle Q) et l'application des méthode approximatives. Ces méthodes approximatives font la décomposition d'un problème avec comportement variable en plusiers problèmes avec comportement déterministes et probabilitées associées. Les modèles des interconnexions multistage ont été développées avec plusiers degrés de rafinement dans tout les deux méthodes dejà citées. Les modèles de base avec des imprecisions ont été rafinés jusqu'à avoir une description la plus proche possible de la realité (les interconnexions multistage). La comparaison de tout les modèles développés est faite en trois parties pour établir les modèles les plus adequés à l'évaluation des performances des interconnexions multistage. L'adequation doit envisager la facilité de dévelopement du modèle, la vitesse et la précision des résultats. Ces informations sont prises selon la taille du problème (dimension de l'interconnexion), l'enfoque de modélisation (les paramètres à considerer) et les objectify qualitatifs de l'evaluation (ce qu'on veux savoir). / Descreve-se a aplicação de dois métodos analíticos para um mesmo problema com alocação simultânea de recursos: a avaliação de desempenho de interconexões de processadores do tipo multi-estágios. Aplica-se o método analítico tradicional com redes de filas de espera e cadeias de Markov. utiliza - se apos um método com modelagem através de redes de Petri temporizadas e extração através de ponderação de resultados determinísticos. Os modelos desenvolvidos por cada um dos métodos são comparados segundo três diferentes aspectos: facilidade de modelagem, velocidade de extração e acuracidade de resultados. O primeiro método de avaliação empregado, método analítico tradicional, consiste no use de redes de filas de espera (teoria de filas) para a modelagem e do algoritmo de convolução (cálculo da constante de normalização) para a extração de resultados. A abordagem de resolução é clássica (abordagem estocástica) resultando nas formulas derivadas do modelo de cadeias de Markov. O método de avaliação aplicado em seguida esta baseado no desenvolvimento de modelos em redes de Petri temporizadas. Este método se divide na aplicação de um método analítico puro (modelo Q) e na aplicação de métodos aproximativos. Estes métodos aproximativos consistem na decomposição de um problema com comportamento variável em diversos problemas com comportamento determinístico e probabilidades associadas. Os modelos para as interconexões multi-estágios em ambos os métodos já citados são desenvolvidos com diferentes graus de refinamento. Modelos básicos com imprecisões de descrição são refinados ate ser estabelecido um modelo tão próximo quanto possível da realidade descrita (interconexão multiestágios). A comparação de todos os modelos desenvolvidos é feita em três etapas visando estabelecer quais modelos são adequados a avaliação de desempenho de interconexões multi-estágios. A adequação deve considerar aspectos como facilidade de desenvolvimento do modelo, rapidez e precisão na obtenção de resultados. Estas informações são consideradas segundo o tamanho do problema (dimensão da interconexão), o enfoque de modelagem (parâmetros relevantes) e os objetivos qualitativos da avaliacão (o que se pretende descobrir). / This work describes the application of two analytic models to the multistage processor interconnections, a simultaneous resource allocation problem. First, the traditional method based on queueing networks and Markov chains is applied. After, a Petri nets based method with deterministic weigthed results is used. The models developed in each method are compared in three levels: modeling facility, evaluation speed and precision. The first evaluation method used is based on the queueing network classic method (queueing theory) to model and the convolution algorithm (normalization constant calculus) to obtain results. The classic stochastic approach is used through formules derived from Markov chains. The second method used is based on temporised Petri nets models. This method has two parts: the application of a pure analitical method (model Q) and the application of approximatives methods. This approximatives methods decompose a problem with non-fixed behaviour in several weighted problems with deterministic behaviour. The multistage interconnections models are developped with different degrees of accuracy for both methods cited. Basic models without description precision are refined until as accurate as possible model is obtained for the choosen reality (multistage interconnections). The comparison of all developped models is made in three steps aiming the qualitative judgment of the models for multistages performance evaluation. This judgment should consider the dificulty to develop the model, the speed and the precision of the results. These informations are considered taking into account the the problem size (number of elements in the interconnection), the modelling approach (relevant parameters) and the the qualitative evaluation goals (the evaluation purpose).

No presente trabalho serão apresentadas questões usuais em jogos diferenciais, nos quais os jogadores envolvidos têm objetivos diferentes; ou seja, enquanto um dos jogadores tenta fugir, o outro tenta pegar. Além disso, será definido um modelo de especificação para o jogo diferencial lobos e cordeiro. As Redes de Petri foram escolhidas como forma de especificação para o jogo proposto. Assim, o objetivo será estabelecer estratégias eficientes para o jogo lobos e cordeiro para que se possa realizar um estudo da complexidade das questões apresentadas para este jogo, levando-se em consideração a especificação formal apresentada para tal jogo. / In this work usual questions in differential games will be presented, in which the involved players have different objectives; that is, while one of the players tries "to run away", the other tries "to catch". Moreover, a specification for the differential game "wolves and lamb" will be defined. The Petri Nets had been chosen as specification formalism for the considered game. Thus, the objective is to establish efficient strategies for the game wolves and lamb so that we can carry out a study of the complexity of the presented questions, taking into consideration the presented formal specification for the game.

Este trabalho define um modelo de execução para cláusulas Prolog, a partir do modelo abstrato de Máquinas de Cláusulas, e o Projeto de uma arquitetura paralela que suporte o modelo proposto. São também introduzidos alguns aspectos sobre as linguagens Lógicas e as máquinas Prolog visto que estes elementos estão relacionados intimamente tanto com o modelo quanto com a arquitetura propostos. Na proposta do modelo de execução são definidos uma representação para os elementos do modelo abstrato (predicados, arcos e clausulas) e um conjunto de algoritmos que permitem a operacionalização do modelo de forma a que tanto o paralelismo como a concorrência inerentes ao modelo abstrato sejam exploradas de forma integral. Na proposta da arquitetura são, primeiramente, discutidas algumas opções de arquitetura básica e, posteriormente, descrita a arquitetura escolhida tanto a nível de blocos bem como dos seus componentes principais, a saber: interface de mem6ria, processador e rede de interconexão. Para cada um destes componentes são descritas as principais instruções e são apresentados os algoritmos que as implementam. Junto com a descrição da arquitetura é definida uma estrutura de dados que permite a implementação da representação descrita no modelo de execuqao e é definido também o algoritmo de unificação que percorre a estrutura proposta. Na validação é feito o cálculo da largura de banda máxima alcançada pela arquitetura proposta, calculo este baseado no algoritmo de unificação descrito. E também feita uma avaliação do ganho de performance da arquitetura proposta em relação a um processador bem como é justificado o numero de processadores escolhidos comparando a performance alcançada na arquitetura proposta com a performance alcançada por conjuntos maiores e menores de processadores. Por fim na conclusa o são feitos comentários sobre os objetivos atingidos e sobre possíveis extensões a este trabalho. / The present work defines a execution model for Prolog clauses based on the clause machines abstract model and then proposes a parallel architecture for the execution model. Some topics about Logic languages and Prolog machines were therefore introduced because they are closely related with, both, the model and the architecture proposed. In the execution model the representation of the abstract model elements (predicates, arcs and clauses) and the set of algoritms that allow the operation of the model were defined so that the parallelism of the model can be integraly achieved. In the architecture proposal, first some options for the basic architecture were discussed and then the chosen architecture is describeb at block level as much as at its components level. The most importants components reported are the memory interface, the processor and the interconection net, for each one of them the possible instructions were describeb as well as their algoritms. Together with the especification of the architecture, the data estructure that allows the implementation of the execution model representation and the concerning unification algorit that scans the proposed representation were especified too. In the validation the thoughtput permited by the proposal architecture is calculated based on the unification algoritm earlier described. Besides that the performance gain compared with an architecture with only one processor was estimated, as much as the confrontation of the performance of lesser and greater sets of processors elements were made in order to validate the chossen number. At last, in the conclusion, some coments about the fulfilled goals and about eventual extends for the work.

On décrit l'application de deux méthodes analytiques à un même problème avec l'utilisation simultanée de ressources, l'évaluation des performances des interconnexions de processeurs du type multistage. On applique d'abord la méthode traditionnelle utilisant les réseaux de files d'attente et les chaînes de Markov. Aprés, on utilise une méthode avec modélisation basée sur les réseaux de Petri et l'extraction à travers des pondérations des résultats déterministes. Les modèles développés par chacun des méthodes sont comparés selon trois aspects distincts: facilité de modélisation, vitesse d'évaluation et précision des résultats. La première méthode employée, la méthode analytique traditionnelle, utilise les réseaux de files d'attente (théorie des réseaux) pour faire la modélisation et l'algorithme de convolution (constante de normalisation) pour faire l'extraction des résultats. La resolution est faire à travers l'approche stochastique traditionnelle avec les formules derivées des chaînes de Markov. La méthode d'évaluation apliquée après est basée sur les dévelopment des modèles en réseaux des Petri temporisées. Cette méthode est composée de deux parties: l'application d'une méthode analytique pure (modéle Q) et l'application des méthode approximatives. Ces méthodes approximatives font la décomposition d'un problème avec comportement variable en plusiers problèmes avec comportement déterministes et probabilitées associées. Les modèles des interconnexions multistage ont été développées avec plusiers degrés de rafinement dans tout les deux méthodes dejà citées. Les modèles de base avec des imprecisions ont été rafinés jusqu'à avoir une description la plus proche possible de la realité (les interconnexions multistage). La comparaison de tout les modèles développés est faite en trois parties pour établir les modèles les plus adequés à l'évaluation des performances des interconnexions multistage. L'adequation doit envisager la facilité de dévelopement du modèle, la vitesse et la précision des résultats. Ces informations sont prises selon la taille du problème (dimension de l'interconnexion), l'enfoque de modélisation (les paramètres à considerer) et les objectify qualitatifs de l'evaluation (ce qu'on veux savoir). / Descreve-se a aplicação de dois métodos analíticos para um mesmo problema com alocação simultânea de recursos: a avaliação de desempenho de interconexões de processadores do tipo multi-estágios. Aplica-se o método analítico tradicional com redes de filas de espera e cadeias de Markov. utiliza - se apos um método com modelagem através de redes de Petri temporizadas e extração através de ponderação de resultados determinísticos. Os modelos desenvolvidos por cada um dos métodos são comparados segundo três diferentes aspectos: facilidade de modelagem, velocidade de extração e acuracidade de resultados. O primeiro método de avaliação empregado, método analítico tradicional, consiste no use de redes de filas de espera (teoria de filas) para a modelagem e do algoritmo de convolução (cálculo da constante de normalização) para a extração de resultados. A abordagem de resolução é clássica (abordagem estocástica) resultando nas formulas derivadas do modelo de cadeias de Markov. O método de avaliação aplicado em seguida esta baseado no desenvolvimento de modelos em redes de Petri temporizadas. Este método se divide na aplicação de um método analítico puro (modelo Q) e na aplicação de métodos aproximativos. Estes métodos aproximativos consistem na decomposição de um problema com comportamento variável em diversos problemas com comportamento determinístico e probabilidades associadas. Os modelos para as interconexões multi-estágios em ambos os métodos já citados são desenvolvidos com diferentes graus de refinamento. Modelos básicos com imprecisões de descrição são refinados ate ser estabelecido um modelo tão próximo quanto possível da realidade descrita (interconexão multiestágios). A comparação de todos os modelos desenvolvidos é feita em três etapas visando estabelecer quais modelos são adequados a avaliação de desempenho de interconexões multi-estágios. A adequação deve considerar aspectos como facilidade de desenvolvimento do modelo, rapidez e precisão na obtenção de resultados. Estas informações são consideradas segundo o tamanho do problema (dimensão da interconexão), o enfoque de modelagem (parâmetros relevantes) e os objetivos qualitativos da avaliacão (o que se pretende descobrir). / This work describes the application of two analytic models to the multistage processor interconnections, a simultaneous resource allocation problem. First, the traditional method based on queueing networks and Markov chains is applied. After, a Petri nets based method with deterministic weigthed results is used. The models developed in each method are compared in three levels: modeling facility, evaluation speed and precision. The first evaluation method used is based on the queueing network classic method (queueing theory) to model and the convolution algorithm (normalization constant calculus) to obtain results. The classic stochastic approach is used through formules derived from Markov chains. The second method used is based on temporised Petri nets models. This method has two parts: the application of a pure analitical method (model Q) and the application of approximatives methods. This approximatives methods decompose a problem with non-fixed behaviour in several weighted problems with deterministic behaviour. The multistage interconnections models are developped with different degrees of accuracy for both methods cited. Basic models without description precision are refined until as accurate as possible model is obtained for the choosen reality (multistage interconnections). The comparison of all developped models is made in three steps aiming the qualitative judgment of the models for multistages performance evaluation. This judgment should consider the dificulty to develop the model, the speed and the precision of the results. These informations are considered taking into account the the problem size (number of elements in the interconnection), the modelling approach (relevant parameters) and the the qualitative evaluation goals (the evaluation purpose).

No presente trabalho serão apresentadas questões usuais em jogos diferenciais, nos quais os jogadores envolvidos têm objetivos diferentes; ou seja, enquanto um dos jogadores tenta fugir, o outro tenta pegar. Além disso, será definido um modelo de especificação para o jogo diferencial lobos e cordeiro. As Redes de Petri foram escolhidas como forma de especificação para o jogo proposto. Assim, o objetivo será estabelecer estratégias eficientes para o jogo lobos e cordeiro para que se possa realizar um estudo da complexidade das questões apresentadas para este jogo, levando-se em consideração a especificação formal apresentada para tal jogo. / In this work usual questions in differential games will be presented, in which the involved players have different objectives; that is, while one of the players tries "to run away", the other tries "to catch". Moreover, a specification for the differential game "wolves and lamb" will be defined. The Petri Nets had been chosen as specification formalism for the considered game. Thus, the objective is to establish efficient strategies for the game wolves and lamb so that we can carry out a study of the complexity of the presented questions, taking into consideration the presented formal specification for the game.

The presented work focuses on the theoretical and practical aspects concerning the design and development of a formal method to build a mission control system for autonomous underwater vehicles bringing systematic design principles for the formal description of missions using Petri nets. The proposed methodology compounds Petri net building blocks within it to de_ne a mission plan for which it is proved that formal properties, such as reachability and reusability, hold as long as these same properties are also guaranteed by each Petri net building block. To simplify the de_nition of these Petri net blocks as well as their composition, a high level language called Mission Control Language has been developed. Moreover, a methodology to ensure coordination constraints for teams of multiple robots as well as the de_nition of an interface between the proposed system and an on-board planner able to plan/replan sequences of prede_ned mission plans is included as well. Results of experiments with several real underwater vehicles and simulations involving an autonomous surface craft and an autonomous underwater vehicles are presented to show the system's capabilities. / El treball presentat en aquesta tesi està centrat en el disseny i desenvolupament d'un mètode formal per a construir un sistema de control de missió per a vehicles submarins autònoms, que aporta principis sistemàtics de disseny per a la descripció formal de missions. La metodologia proposada parteix d'uns blocs elementals de construcció, descrits mitjançant xarxes de Petri. La composició d'aquests blocs entre si genera un pla de missió per el qual diverses propietats, com ara accessibilitat o reutilització, són garantides sempre i quan aquestes mateixes propietats siguin també garantides per a cada un dels blocs elementals de construcció. Per simplificar la definició d'aquests blocs, així com per simplificar-ne la seva composició, s'ha desenvolupat un llenguatge d'alt nivell anomenat Mission Control Language. A més, s'ha inclòs una metodologia per assegurar la coordinació de restriccions entre equips de múltiples robots. També s'ha establert una interfície entre el sistema proposat i un planificador a bord del vehicle capaç de planificar/replanificar seqü_encies de plans de missió prèviament definits. Per tal de demostrar les capacitats del sistema, s'han presentat resultats d'experiments amb diversos vehicles submarins reals, així com simulacions amb vehicles autònoms submarins i en superfície.

Neste trabalho e proposta a abordagem TempER-Tr, uma técnica de modelagem conceitual, fundamentada em rede de Petri, que integra a especificação das propriedades dinâmicas de um sistema a um modelo de dados temporal do tipo entidade relacionamento. Um modelo ou esquema conceitual descreve as propriedades identificadas de um sistema a ser desenvolvido. Estas propriedades podem ser classificadas em propriedades estáticas e propriedades dinâmicas As propriedades estáticas descrevem os estados que o sistema pode alcançar, enquanto que as propriedades dinâmicas descrevem as transições entre estes estados. A modelagem conceitual das propriedades estáticas é normalmente conhecida como modelagem de dados. A modelagem das propriedades dinâmicas é denominada de modelagem funcional ou comportamental. Mais especificamente, o modelo TempER-Tr é uma extensão de um trabalho anterior, conhecido como ER-Tr. No modelo ER-Tr, para descrever as propriedades estáticas de um sistema utiliza-se o modelo entidade-relacionamento convencional. No modelo TempER-Tr passa-se a adotar um modelo entidade-relacionamento temporal. Aliado a isto, uma nova linguagem de anotação, baseada em SQL, com mais poder de expressão é proposta. O modelo entidade-relacionamento convencional não possui dispositivos de modelagem capazes de especificar restrições que envolvam a associação dos objetos com o tempo, exigindo que isto se faca ao nível da modelagem das propriedades dinâmicas. Em um modelo entidade-relacionamento convencional, os conjuntos de entidades e relacionamentos apresentam apenas duas dimensões: a primeira refere-se as instâncias (linhas) e a segunda aos atributos (colunas). Em uma abordagem entidade relacionamento temporal, uma nova dimensão e acrescentada: o eixo temporal, possibilitando que as restrições temporais decorrentes da associação entre os objetos possam ser especificadas ao nível do modelo estático. Um requisito importante a ser preenchido por um modelo de dados temporal é permitir que em um mesmo diagrama seja possível associar objetos (entidades, relacionamentos ou atributos) temporalizados com objetos não temporalizados. lsto porque em sistemas de informação alguns dados precisam ser explicitamente referenciados ao tempo e outros não, ou porque não mudam com o tempo, ou porque é irrelevante ao usuário saber quando os fatos ocorreram. O modelo de dados temporal proposto neste trabalho, denominado TempER, pressupõe que todas as entidades, sejam elas temporalizadas ou não temporalizadas, apresentam uma "existência", ou seja, uma validade temporal. No caso das entidades temporalizadas esta existência é um subconjunto de pontos do eixo temporal. Em virtude disto são chamadas de entidades transitórias. Em relação as entidades não temporalizadas, e assumido que "existem sempre", ou seja, a sua validade temporal é constante, implícita e igual a todo o eixo temporal. Por isto são denominadas entidades perenes. Tanto as entidades transitórias quanto as entidades perenes, são focalizadas pelo modelo TempER através de duas perspectivas: uma intemporal e outra temporal. Através da perspectiva intemporal as entidades apresentam duas dimensões, semelhança do que ocorre em um modelo entidade-relacionamento convencional. Através da perspectiva temporal as entidades apresentam três dimensões, as duas convencionais e mais o tempo. Enquanto que o modelo de dados temporal descreve as propriedades estáticas de um sistema, o modelo comportamental, a outra face da abordagem TempER-Tr, focaliza as transações executadas no interior do sistema, em resposta a eventos que ocorrem no ambiente externo. Estas transações, quando efetivadas, provocam mudanças de estados no sistema. Entretanto, para estarem habilitadas a ocorrer, é necessário que um determinado conjunto de restrições dinâmicas sejam atendidas, o que se configura em um comportamento análogo ao de uma rede de Petri. O modelo TempER-Tr é completamente mapeável, inclusive o modelo de dados temporal, para a rede CEM, um tipo de rede de Petri de alto nível. Isto permite que a sua semântica seja formalmente especificada e possibilita o aproveitamento das características das redes de Petri. / This dissertation presents TempER-Tr approach. TempER-Tr is a conceptual modeling technique based on Petri nets that integrates the specification of the dynamic properties of system to a temporal entity-relationship data model. A model or conceptual schema describes the identified properties of a system. These properties can be classified into static and dynamic properties. The static properties describe the states that the system can reach, while the dynamic properties describe the transitions between the states. The conceptual modeling of the static properties is usually known as data modeling, while behavioral or functional modeling deals with dynamic properties. The TempER-Tr model is an extension of a model known as ER-Tr. In the ER-Tr model, the conventional entity-relationship model is used to describe the static properties of a system. In the TempER-Tr model, it is adopted a kind of temporal entityrelationship model. In addition, a new notation language is proposed, based on SQL, with more expression power. The conventional entity-relationship model doesn't provide tools to specify constraints that involve the association of objects with the time dimension, requiring that this have to be done at the dynamic properties modeling level. At the conventional entityrelationship model the entities and relationships sets present just two dimensions: the first one is related to the instance (lines) and the second to the attributes (columns). At a temporal entity-relationship approach, a new dimension is added: the time line. This way, the temporal constraints can be specified at the level of the static diagrams. An important requirement to be supplied by any temporal data model is the possibility to relate, into the same diagram, time-varying objects with time-invarying objects. This is due to the fact that in information systems some data need to be explicitly related to time and others don't, either because they don't change with time, or because users don't need to know when the facts occurred. • The temporal data model proposed in this work, nominated TempER, presupposes that all entities, being them time-varying or time-invarying, have an "existence", or a temporal validity. At the time-varying entities, named transitory entities, this existence is a subset of points from the time line. In time-invarying entities, named perennial entities, it is assumed that they "always exist", i.e., their temporal validity is constant, implicit, and equal to all points of the time line. Transitory entities, as much as perennial entities, are focused by the TempER model through two perspectives: a temporal perspective and a non-temporal perspective. Through the non-temporal perspective the entities present two dimensions - lines and columns - similar to a conventional entity-relationship model. Through the temporal perspective the entities present three dimensions: the two conventional dimensions and, in addition, the time dimension. While the temporal data model describes the static properties of a system, the behavioral model in the TempER-Tr approach focus the transactions that are executed by the system, in response to the events that occur at the external environment. A certain set of dynamic constraints must be attended so that transactions are enable to occur. This configures a behavior similar to a Petri net. The TempER-Tr model is completely mappeable, inclusive the temporal data model, to the CEM net, a kind of high level Petri net. This way, the semantic of TempER-Tr model is formally specified. In addition, the utilization of the characteristics of Petri nets is possible.