Uma ocorrência ferroviária tem danos imprevisíveis, desde um simples atraso do horário do trem enquanto o socorro ferroviário encarrilha o vagão, até prejuízos milionários com grande perda de ativos (material rodante e via permanente) e, em casos extremos, até vidas humanas. Portanto, as ferrovias nacionais sempre buscam maneiras de programar ações que minimizam este risco. Uma das principais ações é estabelecer critérios de manutenção sempre justos. Entretanto, estes critérios geralmente não contemplam de maneira conjunta a dinâmica veicular e a geometria da via permanente. Neste sentido, este trabalho elabora um modelo matemático de um vagão ferroviário de alta capacidade em conjunto com a flexibilidade do suporte da via permanente. O modelo matemático foi validado e considerado satisfatório, a partir da comparação das frequências naturais obtidas no vagão real e na comparação de seu resultado produzido a partir de uma entrada medida com equipamentos de controle de geometria de linha e de medições dinâmicas realizadas por vagão instrumentado. Um método estratégico para análise da segurança do veículo foi sugerida e utilizada mostrando-se capaz de determinar os comprimentos de onda da via permanente que devem ser priorizados na manutenção, bem como na análise da segurança do vagão quando na adoção de restrições de velocidades. / A railway derailment is usually an unpredictable, damage from a simple train delay of to a big goods loss of assets (rolling stock and permanent way) and, in extremely cases, even human lives. Therefore, the Brazilians railways are always implementing actions that minimize this risk of a derailment. One of the main actions is to establish tight maintenance criteria. However, these usually do not consider the vehicle dynamics and the geometry of the permanent way together. Thus, this paper develops a mathematical model of a high capacity railcar together with the flexibility of the support of the permanent way. The mathematical model was validated and considered satisfactory, by comparing the natural frequencies obtained between the model and a real vehicle tested in the field. In addition, the model results were compared against filed measurements of an instrumented wagon and a track geometric data. A strategic method to analysis the operational safety analysis was suggested and used proving to be able to determine the wavelength of the permanent way that should be prioritized in the maintenance action as well as when adopting speed restriction.

Este trabalho apresenta um método computacional que permite corrigir, nas imagens mamográficas, as variações das densidade causadas pelo efeito \"heel\". Essas variações prejudicam tanto a visualização quanto o processamento computacional de pequenas estruturas. O método leva em conta a intensidade da radiação em cada ponto da imagem, considerando o caminho que os fótons percorrem dentro do alvo e corrige todos os pontos da imagem radiográfica em função do excesso ou da falta de radiação a que eles foram submetidos. Os métodos tradicionais para correção de iluminação não uniforme utilizados em processamento de imagem, como por exemplo limiarização e ajuste de fundo, também foram implementados e testados em imagens mamográficas a fim de validar o algoritmo proposto. Tanto o algoritmo quanto os métodos tradicionais para correção de iluminação não uniforme foram implementados utilizando o ambiente de programação DELPHI. Os programas foram desenvolvidos para plataforma WINDOWS, o que possibilitou o desenvolvimento de uma interface amigável com o usuário. / This work presents a computational method that allows corrections to be made in the variations of density in mamographic images caused by the heel effect. These variations impair both visual detection and computational processing of small anatomical structures. This method takes into account the intensity of radiation at each point of the image, considering the path that photons travel inside the target and correcting all the points of a radiographic image which have been impaired either by excess or lack of radiation to which they were subjected. The traditional methods to correct nonunifonn illumination using image processing, for example threshold and background fitting, were also implemented and tested in mammographic images to validate the proposed algorithm. Both the algorithm and the traditional methods to correct nonuniform illumination were implemented using Delphi Programming Environment. The programs were developed for Windows platform, which allowed the development of a friendly interface with the user.

O processo de aquisição da leitura e escrita não é uma tarefa fácil quando se tratam de crianças que apresentam dificuldades de aprendizagem. Nestes casos, é comum a busca pelo auxílio quando elas já apresentam bloqueios relacionados às atividades escolares. Os softwares educativos que apresentam os mesmos métodos utilizados na escola, ou são cópias digitalizadas de cartilhas, são identificados facilmente gerando novas frustrações nas crianças. Neste trabalho foi concebido um ambiente que apresenta os conceitos pedagógicos baseados na teoria sócio-contrutivista, de forma lúdica. Foi desenvolvido um jogo com interface tridimensional e cenário ambientado em uma cidade com simulações de atividades do cotidiano da maioria das crianças. Para modelar os objetos e personagens do jogo foi utilizada a ferramenta Blender utilizando como referências fotos e imagens geradas com a ferramenta GIMP. As animações dos personagens foram desenvolvidas com as técnicas de cinemática que representam bem os ciclos de caminhada e de corrida, tornando a animação mais realística. Os programas para a game engine foram implementados com o interpretador Python que permite controlar os objetos e a lógica do jogo. Essas técnicas proporcionam uma interface gráfica tridimensional sofisticada e atraente. O jogo foi desenvolvido considerando características que o tornam lúdico para as crianças, como a implementação de fantasia controlada, desafios e propriedades que estimulam a curiosidade. Os conceitos pedagógicos utilizados no jogo foram avaliados por pedagogos e psicólogos que consideraram sua aplicação adequada e significativa. A ludicidade do jogo foi testada com 37 crianças analisando seus comportamentos frente as características implementadas para tornar o jogo atrativo. A vontade de todas elas de permanecerem jogando mais de que o tempo estipulado e não se deixarem distrair por outras brincadeiras, mostrou o acerto do meio escolhido para este trabalho. Em nenhum momento as crianças consideraram as atividades como tarefas escolares. O conteúdo educativo permaneceu transparente aos jogadores que enxergaram apenas uma atividade lúdica, podendo desse modo, facilitar a aprendizagem das crianças desmotivadas pelos métodos tradicionais. / The acquisition process of both reading and writing is not an easy task when it is undertaken by children with learning difficulties. In such cases, search for help is common when those children have already experienced some trauma associated with school activities. Educational softwares that are based on such activities tend to be digital copies of textbooks that are easily recognizable and which keeps bringing about the same frustrations for children with learning difficulties. This paper aims at showing a ludic environment that we developed and in which some pedagogical concepts were drawn on the social constructivist theory. We came up with a game with 3D interface and a scenery game adapted in a city containing simulations of daily activities that are familiar for the majority of children. In order to create the model of the objects and characters for the game we used Blender, and the photos and the images were created with Gimp tool. The characters\' animations were developed by using direct kinematics and inverse kinematics, which represent the walk cycles and run cycles as well as enable the generation of most of realistic animation. The algorithms for the game engine were implemented with Python, that allows for controlling both the objects and the game logic. These techniques provide 3D sophisticated graphics and an attractive interface. The game was developed by using characteristics that turns out to be playful for children, such as the implementation of controlled fantasy, challenges and properties that stimulate curiosity. The pedagogical concepts employed in the game were evaluated by pedagogues and psychologists who considered it adequate, significant and useful. The ludic characteristic in the game was experimented with 37 children in order to analyze their behavior towards the features that had been implemented to achieve an attractive game. All of them wished to keep playing the game more than the allotted time, and they did not get distracted from it, neither did they consider these activities as school tasks. The educational content remained transparent for the players: as soon as they could see a playful activity they started following the procedures, which has proved to be useful to facilitate learning for the children unmotivated by traditional learning methods.

Modelos de simulação usados para representar uma malha ferroviária com a circulação de trens percorrendo nela um ciclo fechado, estão sujeitos a diversas interferências. Essas interferências são representadas pela circulação de outros trens, bem como pelas filas que são formadas junto aos terminas de carga e descarga, que alteram a programação inicialmente idealizada. A validação desses modelos de simulação é prejudicada por essas interferências, e a busca por um correto procedimento de validação deve ter como base o adequado direcionamento e alocação dos trens. A carência de estudos sobre a validação de simulações aplicadas a sistemas ferroviários, que considerem a característica especifica de trens de ciclo e as interferências citadas, possibilitou a elaboração desta tese, a qual sinaliza que o desenvolvimento de algoritmos que representam o processo de movimentação dos trens em nível de detalhe suficiente, e a adoção de um método de direcionamento adequado, permitem a validação do modelo para esse tipo de sistema. Das três alternativas avaliadas para representar o direcionamento: escolha aleatória entre diversos pontos de carregamento para atender um destino final ou realizado por rotina com a mesma finalidade inserida no próprio simulador, e por modelo otimizador acessado externamente pelo simulador, foi selecionada a segunda opção por permitir uma validação do modelo mais próxima da realidade e realizar experimentos com menor tempo computacional. Uma vez programado o modelo de simulação com o direcionamento de trens escolhido, foi possível conduzir experimentos para medir a sensibilidade com relação as principais variáveis que permitem o dimensionamento de sistemas ferroviários brasileiros. / The rail network simulation models considering trains on closed loop may have many disturbances. These disturbances are caused by the railnet traffic, or queues at the load/unload stations, that changes the movement previously planned. The validation of these simulation models can be problematic because of these disturbances, and the search for the right validation procedure must count with a good train destination choosing process. The lack of studies about the validation of simulations applied to rail networks, considering the specific features of the closed loop trains and the disturbances, have leaded this thesis development, which proves that the development of algorithms that represent the movement process of the trains under sufficient detailing level, and the adoption of a correct destination choosing process, reaches the model validation. From the three options evaluated to represent this destination choosing procedure: random choosing between many loading points to one unloading point, or an internal model routine to do this same task, or an external optimization model called from the simulation model, was choosen the second option, because it validates the model and runs the simulation experiment faster. Once prepared the model with the destination choosing process selected, was possible to conduct experiments to measure the model sensitivity to the main parameters at the design of brazilian rail networks.

Devido ao alto custo dos estudos referentes à análise dos efeitos causados pelo aquecimento em elementos estruturais integrantes de uma estrutura completa, em função da complexidade de instalações e equipamentos necessários para ensaios experimentais desse gênero, esse tipo de pesquisa ainda é escasso no Brasil e no mundo. Uma alternativa consiste no uso de simulações computacionais, que permitem analisar o suposto comportamento do fogo durante um incêndio, testar hipóteses acerca das causas e estimar fluxos de temperatura e particulados. Porém, dada a incerteza acerca da precisão e acurácia dessas ferramentas de simulação para representar situações reais, sua validade é muitas vezes questionada. Cabe, portanto, analisar a eficiência das mesmas através do uso de estudos de caso, contexto no qual se enquadra o presente trabalho. No mesmo se buscou reproduzir, usando uma das ferramentas de simulação computacional mais modernas, o software “Fire Dynamics Simulator”, do NIST, um incêndio ocorrido em uma estrutura real. O caso escolhido foi o incêndio no Shopping Total, em Porto Alegre-RS, em função da disponibilidade de dados acerca de danos e estimativas de temperaturas atingidas em diferentes locais, derivados de uma inspeção detalhada efetuada após o sinistro, com o objetivo de reconstruir a dinâmica do mesmo e identificar os elementos deteriorados. O trabalho discute as dificuldades envolvidas no processo de geração de um modelo capaz de representar adequadamente o incêndio. Após a reprodução da arquitetura da estrutura, foi necessário testar vários cenários, usando formas distintas de ignição e representação da carga de incêndio e ajustando as propriedades dos materiais de forma a reproduzir as características reais do sinistro. Após o ajuste da dinâmica de incêndio, se efetuou um estudo comparativo das curvas de temperatura atuantes em alguns elementos de interesse, estimadas pela simulação, e indícios obtidos por ensaios de amostras coletadas após o incêndio. Os resultados obtidos indicam que as ferramentas de simulação são promissoras, mas que é necessário investir na formação de bancos de dados mais amplos e precisos sobre as características dos materiais encontrados nas edificações, para poder fornecer aos programas informações sobre comportamento de ignição e propriedades em temperatura ambiente e sob aquecimento. Ficou evidente que a introdução de estratégias para consideração do fenômeno de deterioração brusca dos materiais por spalling é fundamental para que se possa reproduzir a dinâmica de alguns incêndios reais. Com os ajustes e adaptações efetuados foi possível ter uma boa aproximação do comportamento registrado na estrutura real através da simulação numérica. Esta pesquisa foi desenvolvida junto ao Centro Nacional de Supercomputação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. / Due to the high cost of studies concerning the analysis of the effects caused by heating in structural members of a complete structure, arising from the complexity of facilities and equipment required for experimental tests of this kind, this kind of research is still scarce in Brazil and worldwide. As an alternative it is possible to use computational simulations that enable fire behavior analysis during a fire as well as testing different hypothesis for their causes and estimated temperature and particulate flows. However, there is still a lot of uncertainty about the performance of such simulation tools to represent real situations, and their validity is often questionable. Thus, it is necessary to analyze their efficiency through the use of case studies, context in which this study fits. This study attempted to represent, using one of the most modern tools of computer simulation, the software "Fire Dynamics Simulator, " NIST, a fire occurred in an real structure. The case chosen was the real fire that occurred at the Shopping Total, in Porto Alegre, RS, due to availability of data about damage and estimates of temperatures reached in different locations, obtained from a detailed inspection that was conducted in the building after the fire occurrence, in order to reconstruct the dynamics of the fire and identify the damaged elements. This dissertation discusses the difficulties involved in the generation of a model capable of adequately representing the fire. After reproducing the building structure, it was necessary to test several fire scenes using different forms of ignition and representation of the fire load and adjusting the material properties to reproduce the real fire characteristics. After adjusting the dynamics of the fire, was then conducted a comparative study of the temperature curves acting on the targeted structural elements, estimated by simulation, and evidence obtained by testing samples collected after the fire. The results indicated that the simulation tools are promising, but it is necessary to invest in the formation of larger databases and precise about the characteristics of the materials found in buildings in order to provide information to programs about ignition behavior and properties at room temperature and under heating. It was evident that the introduction of strategies for consideration by the sharp deterioration of materials by spalling is essential to reproduce the dynamics of some real fires. With the adjustments and adaptations made was possible to have a good approximation of the real structural behavior recorded by numerical simulation. This research was developed at the National Center of Supercomputing from the Federal University of Rio Grande do Sul.

Esta dissertação apresenta uma análise sobre a modelagem de travessias de pedestres. Os simuladores de tráfego recentemente incorporaram modelos de pedestres, porém, as habilidades e limitações para a representação dos comportamentos em travessias não foram analisadas e apresentadas na literatura. Esta dissertação é composta por três artigos, nos quais são apresentados: (i) caracterizações dos comportamentos de pedestres e motoristas em travessias, (ii) análises dos modelos que representam o comportamento em travessias, (iii) a metodologia desenvolvida para coleta de dados de travessias, (iv) a calibração dos modelos de movimentação de pedestres, aceitação de brechas e da decisão dos pedestres sobre desrespeitar semáforos em travessias semaforizadas de pedestres e (v) uma análise da habilidade e limitações dos modelos para representar os atrasos de pedestres em travessias semaforizadas. Observou-se que a representação dos comportamentos em travessias depende de diversos modelos, que representam a escolha de rotas dos pedestres, movimentação, aceitação de brechas, decisão dos motoristas sobre dar preferência em travessias e decisão dos pedestres sobre obedecer aos semáforos. Os modelos de aceitação de brechas de pedestres utilizados, por exemplo, são baseados nos modelos desenvolvidos para representar interseções não semaforizadas de veículos e simplificam consideravelmente os comportamentos de pedestres e motoristas. As dificuldades para coletar dados de pedestres em travessias é um dos fatores que limitam o desenvolvimento de novos modelos. Nesta dissertação foi desenvolvida uma metodologia semiautomática, na qual os pedestres e veículos são rastreados com softwares livres, que facilita a obtenção de dados. As coletas de dados desenvolvidas permitiram a calibração dos modelos do VISSIM para representar uma travessia semaforizada com múltiplas faixas de tráfego, onde a maioria dos pedestres não obedece ao semáforo. Apesar de que parâmetros como as velocidades desejadas e brechas mínimas aceitas pelos pedestres predefinidas nos modelos foram inadequadas para a simulação da travessia, a calibração da movimentação, aceitação de brechas e decisão sobre desrespeitar os semáforos permitiu que o atraso médio de pedestres fosse representado adequadamente. As principais limitações dos modelos estão associadas à representação do comportamento oportunista, como no caso dos pedestres que desrespeitam os semáforos, analisados nesta dissertação. / This dissertation presents an analisys about pedestrians’ crossings modeling. Traffic simulators recently incorporated pedestrians’ models, however, the hability and limitations to represent conflicts in pedestrians’ crossings have not been analysed and presented on the literature. This dissertation is composed by three articles that present: (i) characterizations of pedestrians as motorist behaviors on crossings, (ii) analisys of models that represent the behavior on crossings, (iii) a methodology developed for collecting data from crossings, (iv) a calibration of pedestrian movement, gap acceptance and the decision about disrespecting siganilzation on signalized pedestrian crossings and (v) an analysis of the hability and limitations of the models in representing pedestrian’s delays. It is observed that the representations of the behaviors on pedestrian crossings depend on several models that represent the route choice, movement, gap acceptance, motorist yielding and the decision os pedestrians about obeying the signalization. The models used on simulation correspond, generally, for deterministic models that simplify pedestrians and motorists’ behavior. Pedestrians’ gap acceptance models, for example, were based on models developed to represent vehicle’s unsignilized intersections. Difficulties in pedestrians’ data collection are one factor that limits the development of new models. On this dissertation, a semi-automatic methodology was developed, on which pedestrians and vehicles are tracked with free software that facilitates data obtainment. The collected data allowed the calibration of VISSIM models to represent a signalized pedestrian crossing with multiple traffic lanes where most pedestrians do not obey the siganization. Altough default parameters as desired speed and minimum rear gap accepted by pedestrians were inadequate for the crossing simulation, the calibration of movement, gap acceptance and the decision about disrespecting the signalization allowed the representation of adequate average delays. The main limitations of the models are associated to the representation of opportunistic behavior, as pedestrians disrespecting sigalizations, analyzed on this dissertation.

A Execução Condicional Dinâmica (DCE) é uma alternativa para redução dos custos relacionados a desvios previstos incorretamente. A idéia básica é buscar todos os fluxos produzidos por um desvio que obedecem algumas restrições relativas à complexidade e tamanho. Como conseqüência, um número menor de previsões é executado, e assim, um número mais baixo de desvios é incorretamente previsto. Contudo, tal como outras soluções multi-fluxo, o DCE requer uma estrutura de controle mais complexa. Na arquitetura DCE, é observado que várias réplicas da mesma instrução são despachadas para as unidades funcionais, bloqueando recursos que poderiam ser utilizados por outras instruções. Essas réplicas são geradas após o ponto de convergência dos diversos fluxos em execução e são necessárias para garantir a semântica correta entre instruções dependentes de dados. Além disso, o DCE continua produzindo réplicas até que o desvio que gerou os fluxos seja resolvido. Assim, uma seção completa do código pode ser replicado, reduzindo o desempenho. Uma alternativa natural para esse problema é reusar essas seções (ou traços) que são replicadas. O objetivo desse trabalho é analisar e avaliar a efetividade do reuso de valores na arquitetura DCE. Como será apresentado, o princípio do reuso, em diferentes granularidades, pode reduzir efetivamente o problema das réplicas e levar a aumentos de desempenho. / The Dynamic Conditional Execution (DCE) is an alternative to reduce the cost of mispredicted branches. The basic idea is to fetch all paths produced by a branch that obey certain restrictions regarding complexity and size. As a consequence, a smaller number of predictions is performed, and therefore, a lower number branches is mispredicted. Nevertheless, as other multipath solutions, DCE requires a more complex control engine. In a DCE architecture, one may observe that several replicas of the same instruction are dispatched to the functional units, blocking resources that might be used by other instructions. Those replicas are produced after the join point of the paths and are required to guarantee the correct semantic among data dependent instructions. Moreover, DCE continues producing replicas until the branch that generated the paths is resolved. Thus, a whole section of code may be replicated, harming performance. A natural alternative to this problem is the attempt to reuse those replicated sections, namely the replicated traces. The goal of this work is to analyze and evaluate the effectiveness of value reuse in DCE architecture. As it will be presented, the principIe of reuse, in different granularities, can reduce effectively the replica problem and lead to performance improvements.

Este trabalho propôe a melhoria Walker para o modelo de Schadschneider e colaboradores, esta é uma melhoria que transforma o modelo de Schadschneider em um modelo baseado em sistema multiagentes. Diferentemente dos autômatos celulares e modelos contínuos, Walker apresenta pedestres com diferentes características: sexo, velocidade, conhecimento do ambiente, comportamento de grupo. Além disto, é realizada também a implementação de um protótipo de Walker. Modelos de simulação da dinâmica de pedestres têm chamado a atenção por diversas razões. Primeiro, os pesquisadores descobriram que modelar fluxo de pedestres é desafiante e complexo. Por exemplo, os corredores de pedestres podem ter diversas entradas, não são regulados ordenadamente como rodovias e são normalmente bi-direcionais. Segundo, modelos de pedestres podem ser ferramentas importantes para o desenvolvimento e planejamento de áreas para pedestres, tais como metrôs, estações de trens, edifícios e shopping centers. Portanto, simulações computadorizadas de dinâmica de pedestres permitem a observação de uma ampla gama de características do fluxo de pessoas e um maior entendimento de seus princípios básicos. O conhecimento do comportamento de pedestres é valioso por prover informações de como formular melhores saídas, geometrias de salas e estádios. Com o objetivo de definir as características importantes para esta melhoria, um estudo do estado da arte da Dinâmica de Pedestres foi realizado e aspectos importantes dos modelos estudados foram utilizados na criação da melhoria. Com o fim de validar a melhoria Walker e demonstrar suas capacidades 18 experimentos foram realizados. Os cenários abrangem desde a validação da melhoria Walker com experimentos realizados por outros autores, verificação do impacto da variação dos parâmetros nas simulações, simulação de diversos experimentos com tamanhos de portas e salas diferentes, até a simulação com dois grupos diferentes de pedestres. Através dos experimentos realizados mostrou-se as qualidades da melhoria proposta, assim como sua capacidade de realizar diversas simulações. / This work presents a improvement (Walker improvement) over the model from Schadschneider and cooworkers. This improvement transforms the Schadschneider’s model in a multiagent system based model. Differently from the cellular automata and continuous models, Walker represents many pedestrian’s characteristics: gender, speed, environment knowledge, herding behavior. We also implement a prototype for the Walker improvement. Pedestrian dynamics models are important for many reasons. First, researches discovered that modelling and simulating pedestrian flux is complex. Second, pedestrian dynamic models are important tools for the development and planning of pedestrian areas, such as: subways stations, train stations, buildings and shopping centers. Therefore, computer simulation of pedestrian dynamics are capable of showing a high number of characteristics that exist in real traffic and contribute for a better understanding of basic pedestrian traffic principles. The knowledge of pedestrian behavior is important to provide information about better exit paths, room and stadium geometries. We made a study of the state of the art in pedestrian dynamics to define important features for this improvement. And many important aspects of the studied models were utilized in the Walker improvement. We also have made 18 experiments to validate and show the Walker’s capabilities. The experiments are: experiments created by others authors, verification of parameters influence in the simulation, simulation of many scenarios with different doors and room sizes, simulation of two different groups of pedestrians. The Walker’s qualities are shown in the experiments, as well its ability to simulate many situations.

Objetivando implementar um sistema embarcado baseado principalmente em software, duas abordagens ortogonais estão sendo propostas: Desenvolvimento Baseado em Plataformas, que maximiza o reuso; Desenvolvimento Baseado em Modelos, que aumenta o nível de abstração utilizando conceitos de orientação a objetos e UML para modelar uma aplicação. Porém, com o aumento do nível de abstração, engenheiros de software não possuem a idéia exata do impacto de suas decisões de modelagem em questões importantes, como desempenho, e consumo de energia e de memória para uma plataforma embarcada específica. Neste trabalho, propõe-se estimar a memória de dados e de programa, o desempenho e o consumo de energia, diretamente de especificações em UML, como intuito de realizar a exploração do espaço de projeto já nos estágios iniciais do processo de desenvolvimento. Resultados experimentais apresentam erros reduzidos, quando componentes da plataforma são reutilizados e seus custos já são conhecidos para uma plataforma alvo. Aplicações reais foram modeladas de diferentes formas e demonstram a eficiência da abordagem de estimativa para o estagio inicial de exploração do espaço de projeto, permitindo ao desenvolvedor avaliar e comparar diferentes soluções de modelagem. Os valores estimados utilizados na exploração do espaço de projeto podem alcançar taxas de erros inferiores a 5%. / In order to quickly implement an embedded system that is mainly based on software, two orthogonal approaches have been proposed: Platform-based Design, which maximizes the reuse of components; and Model Driven Development, which rises the abstraction level by using object-oriented concepts and UML for modeling an application. However, with this increasing of the abstraction level, software engineers do not have an exact idea of the impact of their modeling decisions on important issues such as performance, energy, and memory footprint for a given embedded platform. This work proposes to estimate data and program memory, performance, and energy directly from UML model specifications to explore the design space in the early steps of development process. Experimental results show a very small estimation error when platform components are reused and their costs on the target platform are already known. Real-life applications are modeled in different ways and demonstrate the effectiveness of the estimates in an early design space exploration, allowing the designer to evaluate and compare different modeling solutions. The estimated values used in the design space exploration can achieve errors as low as 5%.

Este trabalho situa-se nas áreas de Sistemas Multiagentes e Geoprocessamento. Em Sistemas Multiagentes, a especificação de um sistema pode ser realizada através da modelagem do ambiente, agentes, mecanismos de interação e organização dos agentes envolvidos. Um aspecto pouco explorado, porém extremamente importante, é a modelagem e representação do ambiente em que os agentes estão situados e através do qual irão interagir. Por outro lado, o Geoprocessamento sempre enfatizou a representação de fenômenos espaciais de forma estática. No entanto, alguns fenômenos espaciais são inerentemente dinâmicos e as representações estáticas não os capturam de forma adequada. Assim, o foco principal deste trabalho é fornecer uma arquitetura, baseada em Sistemas Multiagentes, para a criação e execução de simulações na área de Geoprocessamento. Uma característica importante é a utilização de dados vetoriais, provenientes de um Banco de Dados Geográficos, na geração da representação espacial do ambiente e das entidades existentes nas simulações. Com esta forma de representação contínua e precisa, é possível criar modelos mais próximos da realidade, representando adequadamente um maior número de características. Além disto, a arquitetura permite a representação de fenômenos espaço-temporais dinâmicos, uma necessidade da área de Geoprocessamento. Focando no desenvolvimento das funcionalidades da arquitetura proposta, foi realizada uma análise das características positivas, negativas e das necessidades de algumas das principais plataformas para criação e execução de simulações baseadas em agentes. Considerando os resultados desta análise, foram criadas a arquitetura proposta e suas funcionalidades. Além disto, neste trabalho é apresentado o protótipo implementado, no qual foram realizados estudos de caso de diferentes cenários, objetivando avaliar e demonstrar o uso das funcionalidades desenvolvidas. / This work is situated in the intersection of two areas: Multi-Agent Systems and Geocomputing. In Multi-Agent Systems, the specification of a system can be achieved by the modelling of environment, agents, mechanisms of interaction and organization of the agents. Although being a very important aspect, the modelling and representation of the environment has not been yet fully explored. On the other hand, Geocomputing has always focused in the static representation of spatial phenomena. However, some spatial phenomena are dynamic on time and space and usual representation adopted in Geocomputing do not capture them well. The aim of this work is to provide an architecture, based on Multi-Agent Systems, for the development and execution of Geocomputing simulations. A very important feature of the proposed architecture is the use of vectorial data, from a Geographic Database, for the representation of the environment and the spatial entities that exist in it. Using this continuous and accurate representation form, it is possible to develop more realistic models, representing appropriately geographic features. Moreover, this architecture allows the representation of dynamic phenomena in time and space, an old need of the Geocomputing area. Focusing on the development of the features of this architecture, an analysis of some related works was realized. The development of this architecture and its features was done based on the results of this analysis. Moreover, a prototype was presented in this work, in which some case studies of different scenes were performed, aiming at the evaluation and demonstration of the developed model and its features.