Sistemas computadorizados para o processamento de multimídia em tempo real demandam alta capacidade de processamento. Problemas que exigem grandes capacidades de processamento são comumente abordados através do uso de sistemas paralelos ou distribuídos; no entanto, a conjunção das dificuldades inerentes tanto aos sistemas de tempo real quanto aos sistemas paralelos e distribuídos tem levado o desenvolvimento com vistas ao processamento de multimídia em tempo real por sistemas computacionais de uso geral a ser baseado em equipamentos centralizados e monoprocessados. Em diversos sistemas para multimídia há a necessidade de baixa latência durante a interação com o usuário, o que reforça ainda mais essa tendência para o processamento em um único nó. Neste trabalho, implementamos um mecanismo para o processamento síncrono e distribuído de áudio com características de baixa latência em uma rede local, permitindo o uso de um sistema distribuído de baixo custo para esse processamento. O objetivo primário é viabilizar o uso de sistemas computacionais distribuídos para a gravação e edição de material musical em estúdios domésticos ou de pequeno porte, contornando a necessidade de hardware dedicado de alto custo. O sistema implementado consiste em duas partes: uma, genérica, implementada sob a forma de um middleware para o processamento síncrono e distribuído de mídias contínuas com baixa latência; outra, específica, baseada na primeira, voltada para o processamento de áudio e compatível com aplicações legadas através da interface padronizada LADSPA. É de se esperar que pesquisas e aplicações futuras em que necessidades semelhantes se apresentem possam utilizar o middleware aqui descrito para outros tipos de processamento de áudio bem como para o processamento de outras mídias, como vídeo. / Computer systems for real-time multimedia processing require high processing power. Problems that depend on high processing power are usually solved by using parallel or distributed computing techniques; however, the combination of the difficulties of both real-time and parallel programming has led the development of applications for real-time multimedia processing for general purpose computer systems to be based on centralized and single-processor systems. In several systems for multimedia processing, there is a need for low latency during the interaction with the user, which reinforces the tendency towards single-processor development. In this work, we implemented a mechanism for synchronous and distributed audio processing with low latency on a local area network which makes the use of a low cost distributed system for this kind of processing possible. The main goal is to allow the use of distributed systems for recording and editing of musical material in home and small studios, bypassing the need for high-cost equipment. The system we implemented is made of two parts: the first, generic, implemented as a middleware for synchronous and distributed processing of continuous media with low latency; and the second, based on the first, geared towards audio processing and compatible with legacy applications based on the standard LADSPA interface. We expect that future research and applications that share the needs of the system developed here make use of the middleware we developed, both for other kinds of audio processing as well as for the processing of other media forms, such as video.

Desde sua criação, o Linux trouxe muita atenção ao movimento open-source, e à concreta possibilidade de se usar soluções de baixo custo em missões críticas. Nos últimos anos, esta possibilidade tornou-se real com a criação de vários clusters de alta disponibilidade. Atualmente, existem pelo menos 10 soluções de clusters open-source e mais de 25 comerciais. Cada um destes projetos teve uma abordagem diferente para o problema, embora todos tenham enfrentado dificuldades semelhantes. Se houvesse alguma padronização nesta área, esforços poderiam ter sido reaproveitados, e não duplicados. Neste contexto, o Open Clustering Framework (OCF) é um projeto open-source que visa definir um padrão para clusters em Linux. Um dos serviços mais importantes em um cluster é o serviço de pertinência. Ele é responsável por criar e manter o grupo, sendo assim importante para inúmeras aplicações. Sistemas de alta disponibilidade baseiam-se no serviço de pertinência para garantir o funcionamento dos recursos oferecidos por um cluster. Esta dissertação visa apresentar vários conceitos relativos a clusters, alta disponibilidade e serviços de pertinência. Com estes conceitos definidos, iremos implementar um serviço de pertinência, que será baseado no framework proposto pelo OCF, de maneira que esta implementação possa ser posteriormente incorporada a qualquer cluster que siga a especificação OCF. / Since its creation, Linux has brought attention to the open-source movement, and to the concrete possibility of using low cost solutions in critical mission systems. In the last years, this possibility has become real due to the creation of several high availability clusters. Today there are at least 10 open-source solutions and more than 25 commercial ones. Each one of these projects had a different approach to the problem, altought all of them had faced similar difficulties. If there was a standard in this area, efforts could be shared, and not duplicated. In this context, the Open Clustering Framework (OCF) is an open-source project that aims to define a cluster standard for Linux. One of the more important services in a cluster is the membership service. It is responsible for creating and maintaing the group. For this reason, it is important for many applications: high availability systems rely on this service to garantee the execution of the resources provided by a cluster. This thesis aims to present several concepts related to clusters, high availability and membership services. Having the concepts been defined, we will implement a membership service based on the OCF framework, in order to be able to incorporate this implementation in any OCF compliant cluster.

Este trabalho de pesquisa aprofunda o conhecimento associado aos sistemas de automação modernos baseados em redes de controle LonWorks®, visando torná-los mais facilmente utilizáveis como meios de implementar ambientes pervasivos. Para tanto, foi proposto um modelo de relacionamento dinamicamente reconfigurável entre dispositivos de uma rede de controle, que permite conferir a um sistema de automação distribuído algumas características previstas na computação pervasiva. É proposta uma extensão do modelo de objetos na tecnologia LonWorks®, utilizando conceitos de middleware, de forma a conferir aos módulos da rede a capacidade de auto-gerenciamento dinâmico, de modo a modificar os seus comportamentos à medida que novas situações sejam identificadas. A extensão proposta foi aplicada experimentalmente, visando a sua validação e refinamento, como o sistema de comunicação interno de uma empresa, substituindo os PABXs convencionais, considerado em maiores detalhes. Constatou-se a impossibilidade de sua implementação com a tecnologia LonWorks® atual, que utiliza conexões estáticas, necessitando de um operador ou integrador para configurá-las, caso não seja adotada a extensão proposta. Como estudo de caso o projeto de um PABX baseado na tecnologia LonWorks® foi avaliado e discutido, contribuindo para a geração de uma nova metodologia de concepção de sistemas de automação que possam atender algumas propostas previstas na computação pervasiva. É proposto integrar a Tecnologia da Informação e Comunicação, com as ações e os comportamentos convencionais que as pessoas apresentam. Essa metodologia proposta supera os desafios de projetistas de sistemas de automação de ambientes, em especial os prediais, e obtém integração entre processos de forma que as pessoas não percebam que estão interagindo com um computador, cuja presença deverá cada vez mais se tornar onipresente. Além de facultar interfaces fáceis e naturais, tem-se também a incorporação dos conceitos da computação sensível a contexto nos sistemas de automação. / Pervasive or ubiquitous computing, proposes the integration between the information and communication technology with the actions and common behaviors presented by people. One of the challenges that it imposes to the environmental automation systems developers, specially building automation developers, is that this integration is processed in such a way that people do not realize they are interacting with a computer, thus its presence becomes omnipresent. Besides the need of an easy and natural interface, there is also the need to incorporate the sensitive computing context to the automation systems. The current control networks utilized in automation systems, building, home and industrial control do not show resources that support the requirements of pervasive computing. This research intend to improve the knowledge associated to modern automation systems, based on LonWorks® control networks, viewing to make them more easily usable as ways to implement pervasive environments. For that, a dynamically settable relationship model was proposed between the intelligent devices of a control network, which allows providing some foreseen characteristics on pervasive computing in a distributed automation system. A LonWorks® technology object model extension is proposed, using middleware concepts, in a dynamic way, to modify behaviors when new situations are identified. The proposed extension was experimentally applied to a few use cases, aiming at its validation and refinement, such as the internal communication of a company, which replaces the usual PABX, which was considered in greater detail. The impossibility of its implementation was found with the current technology, without the use of the proposed extension. Those cases were evaluated and discussed, contributing to a new automation system concept technology that can support provided proposals on pervasive computing.

A evolução tecnológica das redes de telecomunicações sem fio permite que organizações de redes mais inteligentes sejam vislumbradas. É possível imaginar um sistema de telefonia formado por dispositivos móveis autônomos que não necessite de nenhuma infraestrutura pré-estabelecida para trocar informações com seus vizinhos, de acordo com o alcance do raio de transmissão. Assim, as informações poderiam ser repassadas de nó em nó, formando uma rede de múltiplos saltos. A ausência de uma entidade central também poderia melhorar a tolerância a falhas do sistema, principalmente por gerar uma redundância de caminhos possíveis entre os nós. Analisamos o desempenho desse sistema em diferentes cenários e a sensibilidade à variação de parâmetros como o raio de transmissão, interferências, a quantidade de nós e número de saltos máximo permitido (TTL), e testamos estratégias de comunicação com raio fixo, raio variável, número de vizinhos mínimo e etc., através de modelagem e simulação baseada em agentes. De maneira geral, a estratégia de transmissão com raio variável apresentou a melhor taxa de mensagens recebidas e a menor média de saltos até o destino, porém com maior nível de energia do sistema. A estratégia de raio fixo apresentou a menor energia total gasta pelo sistema para enviar as mensagens, porém, com uma taxa menor de mensagens recebidas. Além disso, avaliamos que as principais causas de perdas de pacotes estão associadas com o aumento da mobilidade, a redução do TTL e as interferências, sendo que cada uma contribui mais ou menos de acordo com o cenário estudado. / The technological development of Wireless Networks leads to more intelligent networks structures. One can imagine a mobile data system consisting of autonomous mobile devices that do not require any pre-established infrastructure to exchange information one with another, limited mainly by the transmission radius. Thus, data could be forwarded from node to node, forming a multihop network. The absence of a central entity could also improve fault tolerance by allowing redundant paths for nodes to communicate. We analyzed the performance of the system in different scenarios and system behavior regarding parameters variations such as transmission radius, interferences, the number of nodes and maximum allowed number of hops (TTL), and tested communication strategies with fixed radius, variable radius, minimum number of neighbors to transmit, etc., through modeling and simulation-based agents. In general, variable radius strategy had the best rate of incoming messages and the lowest average number of hops to the destination. However it presented the higher level of system energy. In one hand, fixed radius strategy presented the lowest total energy expended by the system to send messages, but, in the other hand, the rate of incoming messages was lower. Furthermore, we discovered the main causes of packet losses are associated with increased mobility, reducing the TTL and interference, each of which contributes more or less in accordance with the scenario.

Com o aumento da concorrência sofrido pelas operadoras de telecomunicações frente à entrada de diversas empresas de outros ramos no mercado de comunicação, como, por exemplo, os Provedores de Serviço de Internet (ISPs - Internet Service Providers) através da oferta de serviços de voz sobre IP, tais operadoras viram-se obrigadas a diversificar sua oferta de serviços para gerar novas fontes de receita. Por possuírem ampla infra-estrutura instalada, as operadoras de telecomunicações passaram a oferecer, também, serviço de TV aos usuários, através de suas redes (convergentes) de telefonia e dados já existentes, o chamado IPTV. O objetivo deste trabalho foi possibilitar, neste cenário, que estas empresas consigam oferecer, além dos serviços convencionais de TV (e.g., transmissões lineares dos conteúdos nos canais de TV), serviços diferenciados empregando-se a mesma infra-estrutura. O foco deste trabalho é a oferta do serviço de apresentação deslocada no tempo dos conteúdos transmitidos linearmente nos canais de TV, sem a necessidade de configuração prévia por parte do usuário. Desta maneira, dá-se maior flexibilidade ao usuário, possibilitando-o assistir aos conteúdos que lhe interessam, no horário mais conveniente, sem ter que se preocupar com isso antecipadamente (i.e., sem a necessidade de configurar algum equipamento para gravar o conteúdo ou saber antecipadamente quais programas lhe interessam). Para isso foram pesquisadas e analisadas tanto tecnologias de transmissão e distribuição de conteúdos, como também o paradigma peer-to-peer, muito utilizado atualmente no compartilhamento de arquivos na Internet. A partir daí, foi concebida uma arquitetura capaz de oferecer tanto o serviço tradicional de transmissão linear de TV, quanto de apresentar vídeos deslocados no tempo (i.e., vídeos cuja transmissão linear já foi iniciada ou até concluída, a partir de qualquer posição já transmitida), combinando-se técnicas de multidifusão de dados, armazenamento distribuído e protocolos peer-to-peer. Desta maneira, obteve-se uma solução eficiente, utilizando-se os recursos disponíveis em todo o sistema, incluindo recursos ociosos dos usuários finais, para auxiliar no armazenamento e distribuição dos conteúdos deslocados no tempo. Finalmente, um protótipo foi desenvolvido como prova de conceito da arquitetura proposta neste trabalho, e, juntamente com os testes realizados, comprovam a viabilidade de se utilizar redes P2P para a distribuição dos conteúdos para a apresentação deslocada no tempo. / Telecommunication companies are suffering from the increasing offer of cheap and reliable voice over IP services, being forced to diversify their services looking for new revenue possibilities. Since these companies have a vast infrastructure, they are now providing TV services through the same telephony and data infrastructure, using their IP networks to offer IPTV. The goal of the present work is to allow, in this scenario, that such companies offer, additionally to the traditional TV services (e.g., the linear transmissions of the TV channels), differentiated services through the same infrastructure. The focus of the present work is, therefore, the offering of the time-shift service, allowing users to watch linear transmitted contents, time-shifted, without the need for any in-advance configuration. This approach gives more flexibility to the users, allowing them to choose the most appropriate time to watch some content without having to specify their interests in advance (i.e., without configuring some equipment to record the content or knowing in advance which programs will interest themselves). To achieve this goal, technologies for content transmission and distribution, as well as the peer-to-peer paradigm for file sharing were studied, resulting in the development of an architecture capable of offering the traditional linear transmissions service as well as the possibility of time-shift, combining multicast, distributed caching and peer-to-peer technologies. Accordingly, an efficient solution was envisioned, making use of all available resources in the system, including idle resources in the user equipments, to help in the caching and distribution of the time-shifted contents. Finally, a prototype was developed as a proof-of-concept for the designed architecture, which together with the performed tests, shows the viability of utilizing P2P networks in the distribution of time-shifted contents.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesis.pdf: 2079516 bytes, checksum: 3232c130f07c34bec216c5c6008d6256 (MD5) Previous issue date: 2009-07-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / In this dissertation, a hypothetical aquifer that has been contaminated by the dumping of toxic substances is modeled. The remediation strategy considered is based on withdrawal, which requires the removal of contaminated groundwater from the aquifer by pumping. The design of such a system involves the choice of the number of extracting wells to be installed, their locations and pumping rates,with the goal of maximizing the amount of contaminant extracted, while minimizing the cost of the system. To find the optimal solution, a numerical simulation optimization parallel system is used, which is composed by three subsystems: (a) numerical simulator - numerically solves the mathematical model ofthe contaminated aquifer; (b) optimizer - implements the genetic algorithm method to search for optimal locations and pumping rates for the extracting wells; (c)distributed computing system - manages the distribuition and parallel execution of the numerical simulations. Experiments were done in many different computational environments: homogeneous, heterogeneous, in large scale, using non dedicated computers, connected via local network, and computational grids, and their results demonstrate the methodology s applicability. / Neste trabalho, modela-se a ocorrência de contaminação de um aquífero hipotético por derramamento de substância tóxica e analisa-se a solução de descontaminação baseada na retirada do contaminante através de bombeamento feito por poços de extração. O projeto do sistema de remediação envolve a escolha do número de poços a serem instalados, suas localizações e vazões de modo a maximizar a quantidade de poluente extraída e ao mesmo tempo minimizar o custo total do sistema. A busca da solução ótima é feita de forma automática, através de um sistema paralelo de otimização por simulação numérica, composto por três subsistemas: (a) simulador numérico - resolve numericamente o modelo matemático do aquífero contaminado; (b) otimizador automático - implementa o método dos algoritmos genéticos para busca das localizações e vazões ótimas dos poços de extração; (c)sistema computacional distribuído - gerencia a distribuição e a execução paralela das simulações numéricas. Foram feitos experimentos em vários ambientes computacionais: homogêneo, heterogêneo, em grande escala, usando máquinas não dedicadas, interligadas por rede local e ambiente de grade, e seus resultados demonstram a aplicabilidade da metodologia.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-04-07T17:08:19Z No. of bitstreams: 1 Tese Valenzano.pdf: 6171673 bytes, checksum: a6e9df33d246d4212e78a76bcac3eaf2 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-04-07T17:08:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Valenzano.pdf: 6171673 bytes, checksum: a6e9df33d246d4212e78a76bcac3eaf2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-07T17:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Valenzano.pdf: 6171673 bytes, checksum: a6e9df33d246d4212e78a76bcac3eaf2 (MD5) Previous issue date: 2014-06-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The efficient deployment of HPC (High Performance Computing) applications on Clouds offers many challenges, in particular, for communication-intensive applications. One strategy to mitigate performance overheads caused by high communication latency is to schedule requested Virtual Machines (VMs) effectively onto physical resources by optimizing VM placement. In this work, we study the case of scientific applications in virtual clusters by analyzing how different VM profiles and placements can affect observed performance of a parallel application that uses distributed memory. The main contribution of this thesis is a methodology with the following features: a) the representation of VM placement and virtual clusters through the placement of virtual cores; b) a software for systematic execution and obtainment of metrics under different configurations; c) performance analysis aware of core placement, resource contention and resource usage patterns; d) modeling and prediction of performance by feature extraction using Canonical Correlation Analysis on kernel metrics, according to the Dwarf classification. / A disponibilização eficiente de aplicações de Computação de Alto Desempenho em Clouds apresenta muitos desafios, em particular, para aplicações intensivas de comunicação. Uma estratégia para mitigar a queda de desempenho, causada por alta latência, consiste em escalonar as Máquinas Virtuais (VMs) de forma eficiente nos recursos físicos através da otimização da localização de VMs. Neste trabalho, é estudado o caso de aplicações científicas em clusters virtuais, por meio da análise da forma como diferentes perfis e localizações de VM podem afetar o desempenho observado de uma aplicação paralela que utiliza memória distribuída. A contribuição principal consiste em uma metodologia com as seguintes característicias: a) a representação da localização de VMs e de clusters virtuais através da localização de núcleos virtuais; b) um novo software para a execução sistemática de clusters virtuais e a obtenção de métricas sob diferentes configurações; c) análise de desempenho ciente da localização dos núcleos virtuais, a contenção de recursos e os padrões de utilização de recursos; d) modelagem e predição do desempenho por meio de extração de características utilizando a Análise de Correlação Canônica, segundo a classificação de Dwarfs.

Um dos maiores desafios envolvidos no projeto de grades computacionais é o escalonamento de processos, o qual consiste no mapeamento de processos sobre os computadores disponíveis, a fim de reduzir o tempo de execução de aplicações ou maximizar a utilização de recursos. A literatura na área de Sistemas Distribuídos trata, geralmente, esses dois objetivos separadamente, dando origem às abordagens de escalonamento orientado a aplicações e orientado a recursos, respectivamente. Mais recentemente, uma nova abordagem, denominada escalonamento orientado a sistemas, tem recebido destaque, buscando otimizar ambos objetivos simultaneamente. Seguindo essas abordagens, algoritmos heurísticos e de aproximação têm sido propostos. Os heurísticos buscam por soluções de maneira eficiente sem, contudo, apresentar garantias quanto à qualidade das soluções obtidas. Em contrapartida, os algoritmos de aproximação provêm tais garantias, contudo são mais difíceis de serem projetados, o que justifica o fato de haver apenas versões simplificadas desses algoritmos para cenários de escalonamento de processos. A falta de algoritmos de aproximação adequados para abordar o problema de escalonamento de processos e a necessidade de soluções que atendam o escalonamento orientado a sistemas motivaram esta tese de doutorado que apresenta a proposta do Min Heap-based Scheduling Algorithm (MHSA), um algoritmo de aproximação para o problema de escalonamento de processos orientado a sistemas. Esse algoritmo foi baseado em um modelo de otimização matemática proposto no contexto desta tese. Esse modelo considera os comportamentos de processos e recursos a fim de quantificar a qualidade de soluções de escalonamento. O funcionamento do MHSA envolve a construção de uma árvore min-heap, em que os nós representam computadores e as chaves de ordenação correspondem aos tempos de fila, i.e., ocupação dos computadores. Apesar de esse algoritmo primordialmente reduzir o tempo de execução (ou makespan) de aplicações, essa estrutura em árvore permite que qualquer computador que ocupe o nó raiz receba cargas, o que favorece a ocupação de recursos e, portanto, sua orientação a sistemas. Esse algoritmo tem complexidade assintótica de pior caso igual a O(\'log IND. 2 m\'), em que m corresponde ao número de computadores do sistema. Sua razão de aproximação foi estudada para ambientes distribuídos heterogêneos com e sem a presença de comunicação entre processos, o que permite conhecer, a priori, o nível mínimo de qualidade alcançado por suas soluções. Experimentos foram conduzidos para avaliar o algoritmo proposto e compará-lo a outras propostas. Os resultados confirmam que o MHSA reduz o tempo dispendido na obtenção de boas soluções de escalonamento / One of the most important challenges involved in the design of grid computing systems is process scheduling, which maps applications into the available computers in attempt to reduce the application execution time, or maximize resource utilization. The literature of Distributed Systems usually deals with these two objectives separately, supporting the application-centric and the resourcecentric scheduling, respectively. More recently, a third approach referred to as system-centric scheduling has emerged which attempts to optimize both objectives in conjunction. Heuristic-based and approximation-based algorithms have been proposed to address this third type of scheduling. Heuristics aim to find good solutions at acceptable time constraints, without guaranteeing solution quality. On the other hand, approximation-based algorithms provide optimal solution bounds, however they are more difficult to design what makes them available only to simple scenarios. The need for approximation-based algorithms to support system-centric scheduling has motivated this thesis which presents Min Heap-based Scheduling Algorithm (MHSA). This approximation algorithm is based on a mathematical optimization model, also proposed in this work, which considers process and resource behaviors to measure the quality of scheduling solutions. MHSA builds a min-heap data structure in which tree nodes represent computers and sorting keys correspond to queuing times, i.e., computer workloads. Besides this algorithm primarily reduces application execution times (also referred to as makespan), its data structure allows any computer assume the root node and, consequently, receive workloads, what favors resource utilization. This algorithm has the worst-case time complexity equals to O(\'log IND. 2 m\'), in which m represents the number of system computers. Its approximation ratio was analyzed to heterogeneous distributed systems considering bag-of-tasks and communication-intensive applications. Having this ratio, we know the minimum quality level provided by every scheduling solution. Experiments were performed to compare MHSA to others. Results confirm MHSA reduces the time spent to obtain good quality scheduling solutions

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-14T18:39:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MetodologiaPredicaoPerda.pdf: 3699343 bytes, checksum: 3b43522af593666187f8aef07927421f (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-14T18:39:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MetodologiaPredicaoPerda.pdf: 3699343 bytes, checksum: 3b43522af593666187f8aef07927421f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T18:39:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MetodologiaPredicaoPerda.pdf: 3699343 bytes, checksum: 3b43522af593666187f8aef07927421f (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Esta dissertação apresenta uma metodologia que visa auxiliar o planejamento de sistemas de redes sem fio indoor, que requerem o conhecimento prévio dos ambientes nos quais serão implantados. Assim, é necessário precisão na análise do sinal por meio de uma abordagem empírica estatística, que leva em consideração alguns fatores que influenciam na propagação do sinal indoor: arquitetura dos prédios; disposição de móveis no interior dos compartimentos; números de paredes e pisos de diversos materiais, além do espalhamento das ondas de rádio. A metodologia adotada é baseada em medições com uma abordagem cross-layer, que demonstra o impacto da camada física em relação à camada de aplicação, com o objetivo de prever o comportamento da métrica de Qualidade de Experiência (QoE), chamada de Peak signal-to-noise ratio (PSNR), em transmissões de vídeo em 4k em redes sem fio 802.11ac, no ambiente indoor. Para tanto, foram realizadas medições, que demonstram como o sinal/vídeo se degrada no ambiente estudado, sendo possível modelar esta degradação por meio de uma técnica de inteligência computacional, chamada Redes Neurais Artificiais (RNA), na qual são inseridos parâmetros de entrada como, por exemplo, a distância do transmissor ao receptor e o número de paredes atravessadas a fim de predizer perda de propagação e perda de PSNR. Para avaliar a capacidade de predição dos métodos propostos, foram obtidos os valores dos erros Root Mean Sqare (RMS) entre os dados medidos e os preditos, pelo os métodos de predição perda de propagação e perda de PSNR, sendo os valores respectivos 2,17 dB e 2,81 dB. / This dissertation presents a methodology that aims to assist the planning of indoor wireless network systems, which require prior knowledge of the environments in which they will be deployed. Thus, accurate signal analysis is necessary by means of a statistical empirical approach, which takes into account some factors that influence the propagation of the indoor signal: architecture of the buildings; arrangement of furniture inside the compartments; numbers of walls and floors of various materials, and the spread of radio waves. The methodology adopted is based on measurements with a cross-layer approach, which demonstrates the impact of the physical layer in relation to the application layer, in order to predict the behavior of the Quality of Experience (QoE) metric, called Peak signal- to-noise ratio (PSNR), in 4K video streams on 802.11ac wireless networks in the indoor environment. In order to do so, measurements were performed, which demonstrate how the signal / video degrades in the studied environment. It is possible to model this degradation by means of a computational intelligence technique, called Artificial Neural Networks (RNA), in which input parameters are inserted as, for example, the distance from the transmitter to the receiver and the number of walls crossed in order to predict loss of propagation and loss of PSNR. In order to evaluate the predictive capacity of the proposed methods, the values of the Root Mean Sqare (RMS) errors between the measured and predicted data were obtained by the prediction methods loss of propagation and loss of PSNR, with respective values of 2.17 dB and 2.81 dB.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2019-03-22T15:48:30Z No. of bitstreams: 1 Gabriel Souto Fischer_.pdf: 6896303 bytes, checksum: 94fdcc73f442a52096c513cfec8e03f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-03-22T15:48:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabriel Souto Fischer_.pdf: 6896303 bytes, checksum: 94fdcc73f442a52096c513cfec8e03f1 (MD5) Previous issue date: 2019-02-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os hospitais são pontos de atendimento extremamente importantes para garantir o tratamento adequado da saúde humana. Um dos principais problemas a serem enfrentados são as filas de atendimento aos pacientes cada vez mais superlotadas, que fazem com que os pacientes fiquem cada vez mais tempo com problemas de saúde sem tratamento adequado. A alocação de profissionais de saúde em ambientes hospitalares não é capaz de se adaptar à demanda de pacientes, e há momentos em que salas com pouco uso têm profissionais ociosos, e salas com muito uso acabam tendo menos profissionais do que o necessário. Os trabalhos anteriores acabam não resolvendo o problema, uma vez que se concentram em maneiras de automatizar o tratamento da saúde, mas não em técnicas para melhorar a alocação de recursos humanos disponíveis. Neste contexto, o presente trabalho propõe o ElHealth, um modelo focado na IoT capaz de identificar o uso das salas pelos pacientes e, através de técnicas de predição computacional, identificar quando uma sala terá uma demanda que excede a capacidade de atendimento, propondo ações para movimentar os recursos humanos para se adaptar à demanda futura de pacientes. As principais contribuições do ElHealth são a definição da Elasticidade Preditiva Multinível de Recursos Humanos, uma extensão do conceito de elasticidade de recursos em Cloud Computing para gerenciar o uso de recursos humanos em diferente níveis de um ambiente hospitalar, e a definição do Speedup Elástico Proativo de Recursos Humanos, uma extensão do conceito de Speedup da computação paralela para identificar o ganho de tempo de atendimento com o uso paralelo dinâmico de recursos humanos para atendimento em um ambiente hospitalar. O ElHealth foi simulado em ambiente hospitalar utilizando dados de uma policlínica brasileira e obteve resultados promissores, sendo capaz de diminuir a quantidade média de pacientes aguardando e reduzir o tempo de espera por atendimento no ambiente proposto. / Hospitals are extremely important care points for ensuring the proper treatment of human health. One of the main problems to be faced is the increasingly overcrowded patient care queues, who end up getting more and more time with health problems without proper treatment. The allocation of health professionals in hospital environments is not able to adapt to the demands of patients, and there are times when rooms with little use have idle professionals, and rooms with a lot of use having fewer professionals than necessary. Previous works end up not solving the problem since they focus on ways to automate the treatment of health, but not on techniques for better allocating available human resources. Against this background, the present work proposes ElHealth, an IoT-focused model able to identify patients’ use of the rooms and, through data prediction techniques, to identify when a room will have a demand that exceeds the capacity of care, proposing actions to move human resources to adapt to future patients demand. The main contribution of ElHealth is the definition of Multi-level Predictive Elasticity of Human Resources, an extension of the concept of resource elasticity in Cloud Computing to manage the use of human resources at different levels of a healthcare environment, and the definition of Proactive Human Resource Elastic Speedup, an extension of the Speedup concept of parallel computing to identify the gain of medical care time with the dynamic parallel use of human resources for care in a hospital environment. ElHealth was simulated a hospital environment using data from a Brazilian polyclinic, and obtained promising results, being able to decrease the average number of patients waiting, and reduce waiting time for care in the proposed environment.