Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-28Bitstream added on 2014-06-13T18:47:39Z : No. of bitstreams: 1 santos_rat_me_sjrp.pdf: 534372 bytes, checksum: 606f90589f2050c94f8e33575948b67d (MD5) / A presente dissertação é um estudo de bifurcações de pontos de equilíbrio em sistemas dinâmicos suaves por partes com uma única fronteira de descontinuidade. O objetivo deste trabalho é investigar os cenários que podem surgir nos retratos de fase, de duas classes específicas de sistemas, quando um parâmetro real age como perturbação do sistema inicial. Particularmente estudamos bifurcações para pontos de equilíbrio de fronteira. Damos atenção especial aos sistemas planares, onde observa-se o aparecimento de ciclos limite. Além disso, dedicamos uma seção ao estudo de bifurcações “grazing-sliding”, quando ocorre a colisão de um ciclo limite com a fronteira de descontinuidade. Procuramos exemplificar o texto com aplicações / This work is a study of bifurcations of equilibrium points inpiecewise-smooth dynamical systems with a single boundary discontinuity set. The goal of this study is to investigate the scenarios that can arise in the phase portraits, for two special class of systems, when a real parameter acts a perturbation of the unperturbed system. Particularly, we study bifurcations of boundary equilibrium points. We give special attention to planar systems, where it can arise limit cycles. In addition, we dedicate a section studying ‘grazing-sliding’ bifurcations, when it occurs the collision of a limit cycle with the boundary discontinuity set. We try to illustrate the text with applications

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-05. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:48:37Z : No. of bitstreams: 1 000844572.pdf: 423268 bytes, checksum: d53d176f2b93b5b9451e674293299f2c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho estaremos interessados em compreender a dinâmica de transformações de intercâmbio de intervalos. Dentro desse contexto estudaremos o processo de renormalização de Rauzy-Veech e algumas consequências. Por fim analisaremos a relação entre as transformações de intercâmbio de intervalos e homeomorfismos do círculo onde provaremos a convergência do operador de renormalização para o caso de homeomorfismos do círculo suave por pedaços / In this work we are interested in the dynamics of intervals exchange transformations. In this context we study the Rauzy- Veech renormalization process and some consequences. Finally we analyze the relationship between the intervals exchange transformations and homeomorphisms on the circle where we prove the convergence of the renormalization operator in the case of piecewise smooth homeomorphisms on the circle

Orientador : Prof. Dr. Elias P. Duarte Jr. / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 11/05/2017 / Inclui referências : f. 93-103 / Área de concentração : Ciência da computação / Resumo: Os sistemas HPC (High-Performance Computing) são geralmente empregados para executar aplicações de longa duração, incluindo, por exemplo, simulações científicas e industriais complexas. Construir sistemas HPC tolerante a falhas permanece um desafio à medida que o tamanho desses sistemas aumenta. Esta tese de doutorado apresenta duas estratégias de tolerância a falhas para sistemas HPC baseados em MPI. A primeira contribuição apresenta uma solução para lidar com a variabilidade de desempenho que afeta negativamente ou inviabiliza a execução das aplicações HPC. Este é o caso dos clusters compartilhados onde um nodo computacional pode se tornar muito lento e comprometer a execução de toda a aplicação. Esta tese propõe um novo modelo de diagnóstico em nível de sistema onde os processos executam testes entre si a fim de determinar se são recomendados ou não-recomendados. Os processos classificados como recomendados formam um grupo dinâmico, chamado de DGRP (Dynamic Group of Recommended Processes), e são responsáveis por executar a aplicação. Os processos testados como não-recomendados são removidos do DGRP. Um processo pode reingressar ao DGRP após uma rodada de consenso executada pelos processos do DGRP. O modelo foi implementado e empregado para monitorar os processos em um cluster compartilhado multiusuário. No estudo de caso apresentado, os processos do DGRP executam o algoritmo de ordenação paralela Hyperquicksort. O Hyperquicksort é implementado e adaptado para se reconfigurar em tempo de execução a fim de suportar até n ?? 1 processos não-recomendados (em um sistema com n processos). Os resultados obtidos demonstram a sua eficiência. A segunda contribuição desta tese se insere na técnica de rollback-recovery na sua variante chamada de registro de mensagens. O registro de mensagens não requer a sincronização dos processos para salvar o estado da aplicação e evita que todos os processos reiniciem a partir do último estado salvo. No entanto, a maioria dos protocolos de registro de mensagens conta com um componente centralizado e que não tolera falhas, chamado de event logger, para armazenar as informações de recuperação, isto é, os determinantes. Esta tese de doutorado propõe o primeiro event logger distribuído e tolerante a falhas para os protocolos de registro de mensagens. Duas implementações baseadas no algoritmo de consenso Paxos, chamadas de Paxos Clássico e Paxos Paralelo, foram realizadas para o event logger. Um protocolo pessimista de registro de mensagens é construído e implementado para interagir com o event logger proposto e realizar a recuperação automática das aplicações MPI. O desempenho dos event loggers é avaliado perante a aplicação AMG (Algebraic MultiGrid) e as aplicações do NAS Parallel benchmark. A recuperação é avaliada através do algoritmo paralelo de Gusfield e a aplicação AMG. Resultados demonstram que o event logger baseado em Paxos Paralelo tem desempenho comparável ou superior ao da abordagem centralizada e que o protocolo proposto realiza a recuperação da aplicação eficientemente. Palavras-chave: Tolerância a Falhas em MPI, DGRP, Registro de Mensagens, Paxos Paralelo. / Abstract: HPC systems are employed to execute long-running applications including, for example, complex industrial and scientific simulations. Building robust, fault-tolerant HPC systems remains a challenge as the size of the system grows. This doctoral thesis presents two faulttolerant strategies for HPC systems based on MPI. Our first contribution presents a solution to deal with the performance variation of HPC system processes that negatively a_ect or even prevent the execution of HPC applications. This is the case in shared clusters in which a single node can become too slow and can thus compromise the entire application execution. This thesis proposes a new system-level diagnosis model in which processes execute tests among themselves in order to determine whether they are recommended or non-recommended. Processes classified as recommended form a Dynamic Group of Recommended Processes (DGRP), which is responsible for running the application. A process can rejoin the DGRP after a round of consensus executed by the DGRP processes. The model was implemented and used to monitor processes in a shared multi-user cluster. In the case study presented, the DGRP processes execute the parallel sorting algorithm Hyperquicksort. Hyperquicksort is implemented and adapted to reconfigure itself at runtime in order to proceed even if up to N ?? 1 processes become non-recommended (N is the total number of processes). Results are presented showing that the strategy is e_cient. The second contribution of this thesis is in the field of the rollbackrecovery technique in its variant based on message logging. Message logging does not require all processes to coordinate in order to save their states during normal execution. Neither does it require to restart all processes from the last saved states after a single process fails. However, most existing message logging protocols rely on a centralized entity which does not tolerate failures, called event logger, which stores recovery information called determinants. This thesis proposes, to the best of our knowledge, the first distributed and fault-tolerant event logger. Two implementations are presented based on the Paxos consensus algorithm, called Classic Paxos and Parallel Paxos. A pessimistic message logging protocol is built and implemented based on the proposed event logger to perform automatic recovery of MPI applications after failures. We evaluate the performance of the event logger using both the AMG (Algebraic MultiGrid) application and NAS Parallel benchmark applications. Application recovery is evaluated in two case studies based on Gusfield's parallel cut tree algorithm and the AMG application. Results show that the event logger based on Parallel Paxos performs as well as or better than a centralized event logger and that the proposed recovery protocol is also e_cient. Keywords: Fault Tolerance in MPI, DGRP, Message Logging, Parallel Paxos.

Orientador: Prof. Dr. Marcus Werner Beims / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Curso de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 13/03/2015 / Inclui referências : f. 113-116 / Resumo: Consideramos o fluxo de energia entre um oscilador harmônico clássico unidimensional e um conjunto de N osciladores quárticos bidimensionais e caóticos, os quais representam um banho finito. Usando a Teoria da Resposta Linear, obtemos uma expressão analítica para a equação de movimento do oscilador harmônico, a qual contém um termo de atrito dependente da frequência do sistema e das propriedades do banho. O coeficiente de dissipação é comparado com resultados numéricos, mostrando sua validade para casos do banho com dinâmica caótica e mista (coexistência de movimento caótico e regular). Por fim, a dissipação 'e expressa em termos do Expoente de Lyapunov médio do banho, mostrando assim que as ressonâncias entre as frequências do sistema e banho são mais eficientes na promoção de dissipação do que o valor do Expoente de Lyapunov médio e o numero de elementos do ambiente caótico. Palavras-Chave: Banhos Caóticos; Dissipação; Fluxo de Energia; Expoentes de Lyapunov. / Abstract: We consider the energy flow between a classical one-dimensional harmonic oscillator and a set of N two-dimensional chaotic oscillators, which represent the finite environment. Using linear response theory we obtain an analytical effective equation for the harmonic oscillator, which includes a frequency dependent dissipation and memory effects. The dissipation coefficient is compared to numerical results and we show its validity for environments with mixed (regular and chaotic) and chaotic motion. We also expressed the dissipation in terms of the environment mean Lyapunov exponent. In addition, resonances between system and environment frequencies are shown to be more efficient to generate dissipation than larger mean Lyapunov exponents, or a larger number of bath chaotic oscillators. Keywords: Chaotic Bath; Dissipation; Energy flow; Lyapunov exponents.

Resumo: Esta dissertação dedicou-se ao estudo de sistemas do tipo catraca, i.e. sistemas que apresentam transporte direcionado através de forças com média nula no espaço e no tempo. O foco desse estudo foi a investigação numérica do espaço vetorial formado pelos parâmetros do sistema. Mostrou-se então que o espaço de parâmetros de catracas possui uma série de regiões de dinâmica periódica (estruturas isoperiódicas) e caótica, e que uma conexão direta entre essas regiões e as propriedades do transporte (intensidade, dispersão, eficiência etc.) pode ser estabelecida. De fato, considerando as estruturas isoperiódicas e as regiões caóticas definidas neste trabalho, obtém-se uma visão global dos fenômenos relacionados ao transporte oriundos da variação de parâmetros. Os resultados aqui obtidos indicam que as estruturas isoperiódicas compõem as regiões de transporte mais eficazes no espaço de parâmetros. A resistência das regiões definidas frente ao ruído estocástico também foi avaliada, mostrando que mesmo as regiões mais sensíveis, as estruturas isoperiódicas, resistem a alguma intensidade de ruído. Os resultados obtidos nesta dissertação sugerem que a topologia do espaço de parâmetros de catracas clássicas pode fornecer ferramentas para o controle do transporte e desenvolvimento de catracas em aplicações tecnológicas, bem como informações importantes no que se refere ao estudo de catracas na natureza.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-07-29Bitstream added on 2014-06-13T20:50:09Z : No. of bitstreams: 1 cordeiro_omc_me_mar.pdf: 714508 bytes, checksum: bfd5573ab9caf718e93f47ff6e612b57 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação investiga os processos de inferência – dedução, indução e abdução – nos seres humanos, e os compara com as contribuições tradicionais dos procedimentos de inferência aplicados nas ciências cognitivas, até resultados originados recentemente. Para essa investigação, apresentam-se primeiro os processos de inferência; mostram-se, então, relatos de Varela sobre o percurso seguido por alguns estudiosos que pretenderam definir a noção de cognição; e destacam-se estudos sobre os sistemas dinâmicos realizados por alguns autores como Bertalanffy, Kelso, Prigogine e outros. Pode-se caracterizar a abdução como surpresa, a possibilidade ainda indefinida; mas para chegarse a explicações do fato surpreendente usam-se processos dedutivos para confrontação com o que já é conhecido e processos indutivos com os quais generaliza-se o fato. Existe um terceiro elemento que liga idéias possíveis a idéias factuais existentes e, então, interpreta-se essa nova idéia, ou como pertencente a alguma lei já conhecida, ou como alguma lei ou hábito novo. A ciência cognitiva clássica estuda a cognição conforme o cognitivismo, isto é, a partir de símbolos e regras pré-definidas. Os sistemas que seguem os modelos da ciência cognitiva clássica não fazem observações empíricas sobre o mundo em que estão inseridos. A abordagem teórica que estuda a cognição ou o comportamento inteligente como resultado da interação direta do indivíduo com o ambiente é a ciência cognitiva dinâmica ou cognição situada e incorporada. Segundo estudiosos dessa abordagem, o sistema cérebro-corpo-ambiente é que deve ser observado para o entendimento da cognição. Nessa abordagem, tenta-se explicar os comportamentos do senso comum, ou as reações que envolvem interação com o ambiente como, por exemplo, ir até uma livraria comprar um livro... . / This work investigates the processes of inference - deduction, induction and abduction - in human beings and it compares them with traditional contributions of the applied pro-cedures of inference in cognitives sciences, until the recently produced results. In order to achieve this inquiry, the inference processes are first presented; then, Varela's ac-counts on trajectory followed by some researchers whose purposes were to define cognition notion are presented; and studies on dynamical systems carried out by some authors like Bertalanffy, Kelso, Prigogine and others are pointed out. Abduction can be characterized as surprise, possibility that is still indefinite; but to reach the explanations of the surprising fact, deductive processes should be confronted with what is already known, in addition to inductive processes with which the fact is generalized. There is one third element that connects possible ideas to existing factual ideas and, then, this new idea is interpreted, either as pertaining to some already known law, or as new law or habit. Classical cognitive science considers cognition according to cognitivism, that is, from symbols and predefined rules. The systems that follow the classical cognitive science models do not make empirical comments about the world where they are in-serted. The theoretical approach that studies cognition or intelligent behavior as a re-sulted of the direct interaction of the individual with the environment is the dynamical cognitive science or embodied and embedded cognition. According to researchers on this approach, the brain-body-environment system is the one that must be observed to understand cognition. In this approach, it is tried to explain common sense behaviors, or reactions that involve interaction with the environment, for instance, going to a book-store to buy a book... (Complete abstract, click electronic address below).

Orientador : Ricardo Luiz Viana / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: Este trabalho é dividido em três partes: (i) memórias de curto período em redes de mapas e circuitos acoplados; (ii) espectro de Lyapunov em redes de mapas caóticos acoplados; (iii) sincronização de amplitude e fase em redes regulares e de pequeno mundo. Investigamos memórias de curta duração armazenadas em uma rede de mapas acoplados sujeita a uma perturbação externa periódica. Apresentamos evidências numéricas que mapas fracamente não lineares são capazes de armazenar múltiplas memórias de curta duração, e usamos o fato para codificar símbolos em uma matriz gráfica, usando uma lei de controle. Consideramos também uma rede de circuitos RL acoplados indutivamente. As memórias são definidas em termos da diferença da amplitude da corrente elétrica. Codificamos símbolos Braille em uma matriz usando perturbações externas. Também analisamos uma rede de mapas acoplados para este sistema. Estudamos a transição do acoplamento global para o acoplamento local usando uma rede de mapas logísticos acoplados. A intensidade do acoplamento entre os sítios diminui com a distância na rede com uma lei de potência. Analisamos a mudança nos padrões espaço-temporais, do regime de supressão de caos para caos espaço-temporal, e calculamos a média dos expoentes de Lyapunov positivos (entropia KS) e o máximo expoente de Lyapunov para a rede de mapas acoplar dos. Consideramos uma rede de mapas lineares por partes acoplados, e usamos uma forma de acoplamento que inclui os casos global (campo médio) e o local (próximos vizinhos) como casos limites. Analisamos a sincronização de amplitude e fase neste sistema dinâmico e investigamos seu comportamento sobre a variação dos parâmetros do sistema. Usamos a média dos expoentes de Lyapunov positivos como um indicador da dinâmica caótica na rede de mapas acoplados, e diagnósticos espaciais para caracterizar o comportamento de sincronização. Estudamos mapas do seno-círculo acoplados usando o modelo de Newman e Watts para interações de mundo pequeno. Investigamos a sincronização de frequência usando como diagnóstico a dispersão do número de rotação. / Abstract: This work has three parts: (i) short-time memories in coupled map lattices; (ii) Lyar punov spectrum of a coupled chaotic map lattice; (iii) amplitude and phase synchronization in regular lattices and of small world. We investigate short-time memories in coupled map lattices with a periodic external input. In the case of linear coupled maps, the transient length necessary to achieve permanent memory is studied. We present numerical evidence that weakly coupled nonlinear maps are able to store multiple short-time memories, and use this fact to encode symbols in a matrix of pixels, using suitable control laws. We consider a lattice of coupled circuits RL in which the coupling is inductive and we investigate memory storage with a external input. The memories are defined in terms of the differences of the amplitudes of the electrical currents. We encode Braille symbols in a matrix of pixels, using this external pertubation. We also analyze a coupled map lattice for the coupled circuits and obtained a control law for memory encoding. We study the transition frame the global to the local coupling using a coupled chaotic logistic map lattice. The coupling strength between sites decreases with the lattice distance in a power law fashin making possible to study this transition. We analyze the change in spa~ tio temporal patterns from supression of chaos to spatio-temporal chaos, computing the average of positive exponents (KS-entropy) and the maximal Lyapunov exponents for the coupled map lattice. We consider a lattice of coupled picewise linear maps, and we use a coupling scheme that includes the global (mean-field) and local (nearest-neighbor) prescriptions as limiting cases. We analyze amplitude and phase synchronization in this dynamical system, investigating its behavior under variation of the system parameters. We use the average positive exponents Lyapunov as an indicator of chaotic dynamics of the coupled maps, and use spatial diagnostics for characterizing the emergence of synchronized behavior. We study a sine-circle map lattice using the modified model by Newman and Watts for small-world interactions. We investigate the frequency synchronization and the amplitude synchronization, using as diagnostics the winding number dispersion.

Orientador: Claudio Aguinaldo Buzzi / Coorientador: Tiago de Carvalho / Banca: Durval José Tonon / Banca: Luci Any Francisco Roberto / Resumo: A presente dissertação é um estudo de bifurcações de pontos de equilíbrio em sistemas dinâmicos suaves por partes com uma única fronteira de descontinuidade. O objetivo deste trabalho é investigar os cenários que podem surgir nos retratos de fase, de duas classes específicas de sistemas, quando um parâmetro real age como perturbação do sistema inicial. Particularmente estudamos bifurcações para pontos de equilíbrio de fronteira. Damos atenção especial aos sistemas planares, onde observa-se o aparecimento de ciclos limite. Além disso, dedicamos uma seção ao estudo de bifurcações "grazing-sliding", quando ocorre a colisão de um ciclo limite com a fronteira de descontinuidade. Procuramos exemplificar o texto com aplicações / Abstract: This work is a study of bifurcations of equilibrium points inpiecewise-smooth dynamical systems with a single boundary discontinuity set. The goal of this study is to investigate the scenarios that can arise in the phase portraits, for two special class of systems, when a real parameter acts a perturbation of the unperturbed system. Particularly, we study bifurcations of boundary equilibrium points. We give special attention to planar systems, where it can arise limit cycles. In addition, we dedicate a section studying 'grazing-sliding' bifurcations, when it occurs the collision of a limit cycle with the boundary discontinuity set. We try to illustrate the text with applications / Mestre

Orientador: Luci Any Francisco Roberto / Banca: Pedro Toniol Cardin / Banca: Weber Fl'avio Pereira / Resumo: Neste trabalho temos como principal objetivo determinar quota inferior para o número máximo de ciclos limites de um sistema diferencial polinomial de Liénard descontínuo de grau n com m zonas, para m=2,4. A principal ferramenta é uma combinação da Teoria da Média de primeira ordem com o processo de regularização de sistemas descontínuos. Analisamos detalhadamente um caso particular de um sistema polinomial de Liénard de grau 3 com 4 zonas / Abstract: In this work our main aim is to determine the lower upper bound for the maximum number of limit cycles of a m-piecewise discontinuous Liénard polynomial differential system of degree n, for m=2,4. The main tool is a combination of the first order Averaging Method with the regularization process of discontinuous systems. We analyzed in details a particular case of a 4-piecewise discontinuous Liénard polynomial differential system of degree 3 / Mestre

Orientador: Weber Flávio Pereira / Banca: Pedro Toniol Cardin / Banca: Cláudio Gomes Pessoa / Resumo: O conceito de estabilidade estrutural foi introduzido aos estudos de sistemas dinâmicos contínuos por Andronov e Pontryagin (1937). Em 1988, após investigar osciladores com atrito de Coulomb e apresentar equações diferenciais com lado direito descontínuo, Filippov desenvolveu em sua obra uma nomenclatura para o estudo de sistemas dinâmicos descontínuos. Desde então, estudiosos da área vêm tentando analisar a estabilidade estrutural de sistemas dinâmicos descontínuos por diferentes métodos. Um dos métodos é transformar, sem alterar a estrutura dos campos de vetores, estes sistemas descontínuos em sistemas contínuos onde o estudo da estabilidade estrutural já é conhecido. Esta transformação, também conhecida como regularização, pode ser desenvolvida de diversas formas. Este trabalho tem por objetivo a apresentação de um método de regularização através do uso de uma função de transição de campos de vetores Z do plano com um conjunto de descontinuidade S baseando-se no método de regularização apresentado por Sotomayor e Teixeira (1996) em seu artigo, e realizar um breve estudo sobre estabilidade estrutural em campos de vetores regularizados utilizando tal método / Abstract: The concept of structural stability was introduced into the studies of continuous dynamical systems by Andronov and Pontryagin (1937). In 1988, after investigating oscillators with Coulomb friction and differential equations with discontinuous right-hand sides, Filippov developed a nomenclature to the study of discontinuous dynamical systems. Since then, researches have been trying to analyze the structural stability of discontinuous dynamical systems by different methods. One of these methods is to transform, without changing the structure of vector fields, these discontinuous systems in continuous systems where the study of structural stability is already known. This transformation, also known as regularization, can be developed in various ways. This work aims at presenting a regularization method using a transition function of vector fields Z in the plane with a discontinuous set S basing in regularization method presented by Sotomayor and Teixeira (1996) in their article, and, also to do a short study about structural stability in regularized vector fields using this method / Mestre