Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-03-09T18:05:09Z No. of bitstreams: 2 VAGNER SARGIANI.pdf: 6454336 bytes, checksum: eb90db7727173a58788e07a792f1a2e7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-04-28T17:31:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 VAGNER SARGIANI.pdf: 6454336 bytes, checksum: eb90db7727173a58788e07a792f1a2e7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-28T17:31:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 VAGNER SARGIANI.pdf: 6454336 bytes, checksum: eb90db7727173a58788e07a792f1a2e7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundo Mackenzie de Pesquisa / At present there is the generation of a large volume of textual data, and part of this volume is generated by so-called social media, where people connect, exchange information and experiences.These data contains valuable implicit knowledge, which can be extracted and analyzed according to the media selected and the type of knowledge wanted. The objective of this work is to demonstrate how to use data mining resources, analytical tools and neural networks of the type Self Organizing Maps (SOM) to perform analysis on textual data and knowledge generation. There will be two approaches: knowledge for the educational area (with data from Question and Answer sites, or simply (Q&A))) and trend identi_cation (with posts in microblog Twitter). Both sources are similar in that they have an unstructured text format. Based on an array of terms generated through Text Mining techniques, originated in a base composed by unstructured text, the posts were the basis for training a SOM network, and with this trained network it was possible to generate visualizations that allow to perform semantic analysis of the terms and questions grouped together and use them to identify the desired knowledge. The results obtained were: to demonstrate that questions about similar subjects can be grouped by their similarity of terms, and to visualize these groupings in the form of word clouds, allowing the semantic analysis on the grouped questions. / Na atualidade existe a geração de um grande volume de dados textuais, sendo que parte deste volume é gerado pelas chamadas mídias sociais, no qual pessoas se conectam, trocam informações e experiências. Estes dados contém conhecimento implícito valioso, que pode ser extraído e analisado de acordo com a mídia selecionada e o tipo de conhecimento procurado. O objetivo deste trabalho é demonstrar como utilizar recursos de mineração de dados, ferramentas analíticas e redes neurais do tipo Self Organized Maps (SOM) para efetuar análise sobre dados textuais e geração de conhecimento. Serão duas as abordagens: conhecimentos voltados para a área educacional (com dados de sites de Perguntas e Respostas (Question and Answers, ou simplesmente Q&A)) e identificação de tendências (com postagens no microblog Twitter). Ambas as fontes são similares em possuirem um formato de texto não estruturado. Com base em uma matriz de termos gerada através de técnicas de Mineração de Textos, originada em uma base composta por texto não estruturado, as postagens foram a base para treinamento de uma rede SOM, e com esta rede treinada foi possível gerar visualizações que permitem efetuar análises semânticas dos termos e questões agrupados e utilizá-las para identificação do conhecimento desejado. Os resultados obtidos foram: demonstrar que questões sobre assuntos similares podem ser agrupadas pela sua similaridade de termos, e visualizar estes agrupamentos em forma de nuvens de palavras, permitindo a análise semântica sobre as questões agrupadas.

Com o aumento da expectativa de vida em quase todos os países do mundo, inclusive no Brasil, o número de pessoas idosas vem crescendo de forma considerável. Consequentemente, as doenças degenerativas comuns às pessoas com idades avançadas também tendem a aumentar correspondentemente, tornando doenças, como o Alzheimer, cada vez mais comuns. O cuidado a esses idosos é de extrema importância. Infelizmente, um dos problemas enfrentados pela sociedade, é que o número de cuidadores nesse contexto não segue um aumento proporcional, resultando então em cuidadores altamente sobrecarregados. Acredita-se que o uso de tecnologia para algumas tarefas dos cuidadores (e.g. registro do dia a dia), possa amenizar essa sobrecarga, mas, o que se tem visto é a carência de ferramentas tecnológicas que possam auxiliar nas atividades de cuidado ao paciente idoso. Apesar da importância de estudos nessa direção, poucas iniciativas de pesquisas abordam questões relacionadas às ferramentas tecnológicas para apoiar cuidadores de idosos, sem que essa os traga uma sobrecarga ainda maior. Uma das tarefas que pode ser feita com o auxílio da tecnologia é o registro de informações diárias do idoso, como por exemplo, alimentação, medicação e higiene. A partir das informações coletadas, é possível gerar visualizações que podem potencializar as análises feitas pelos médicos, e consequentemente, prover colaboração entre os cuidadores e os diferentes profissionais de saúde (e.g. psicólogos, nutricionistas, terapeutas ocupacionais, enfermeiros). Com o objetivo de entender melhor as reais necessidades dos cuidadores na coleta das informações do dia a dia, foram conduzidos alguns estudos que consistiam, basicamente, na realização de entrevistas e aplicação de questionários avaliativos. Diante dos resultados obtidos nesses estudos, foi desenvolvida uma ferramenta nomeada Day2Day que utiliza técnicas de visualização de informação e conceitos colaborativos como solução. A fim de avaliar se o Day2Day atingia os objetivos propostos, foi possível implantar a ferramenta em dois ambientes reais distintos, um lar para idosos e duas residências particulares. No total, sete profissionais de saúde fizeram uso da ferramenta por aproximadamente 25 dias, gerando informações diárias de oito idosos. Os resultados dessa avaliação indicam que o Day2Day atende em conformidade com as expectativas propostas, como por exemplo, a redução do tempo gasto para registro das informação. / Nowadays, the number of elderly people has grown considerably is almost every country in the world, including Brazil. Thus, many degenerative diseases that affect elderly people, such as the Alzheimer, also tend to increase and becomme more common. Taking care of elderly is extremelly important, however one of the problems faced by society is the fact that the number of caregivers does not follow this proportional increase, overloading most of the professionals. A possible solution may be the adoption of technology to help elderly caregivers in their tasks, such as recording day to day activities, and addressing these needs in a context where there is a lack of technological tools. Despite the importance of studies in this area, few research initiatives deal issues related to technological tools in order to support elderly caregivers, and in general they bring an even greater overhead in their tasks. One activity that can be done using technological tools is the record daily information of the elderly, such as feeding, medication and hygiene times. From the information collected, it is possible to generate useful views that can enhance the analysis made by doctors, and consequently provide more collaboration among caregivers and different health professionals (phycologists, nursers and so on). In order to better understand the real needs of caregivers in their day to day tasks, interviews and the application of evaluation questionnaires were conducted. Based on these results a so called Day2Day tool has been developed. It uses information from visualization techniques and collaborative concepts. In purpose of assess Day2Day has reached its goals, the tool was deployed in two real different environments: a home for elderly people and two private homes. A total of seven health professionals used the tool for 25 days, producing daily information of eight elderly. The results of this study have shown that the Day2Day tool meets in accordance with expectation proposals, such as reducing the time spent for recording information.

Nesta tese apresentamos uma metodologia de mapeamento capaz de gerar representações em termos de grafos para sistemas biológicos de conectividade complexa. Tais sistemas são inicialmente armazenados na forma de imagens digitais e em seguida submetidos a um pré-processamento com objetivo de padronizar as imagens. As imagens pré-processadas são então utilizadas para gerar modelos tridimensionais dos sistemas de interesse. Um algoritmo de propagação de rótulos é utilizado para extrair os esqueletos dos modelos volumétricos e estes esqueletos são por fim, representados por um grafo, composto por vértices e arestas. Os vértices e arestas desse grafo armazenam propriedades do sistema original, como posição, comprimento e diâmetro, bem como as características topológicas de tais sistemas. Finalmente, os grafos resultantes são estudados através da teoria das redes complexas, dentro de um contexto específico para cada sistema. Nossos procedimentos foram aplicados com sucesso a diferentes sistemas biológicos, como artérias caríotidas, árvores arteriais, estruturas mitocondriais e poros em amostras de solo. / In the present work, we developed a mapping methodology able to build a graph representation for biological branched systems. Initially, such systems are stored as digital images and then they undergo a pre-processing in order to standardize the images. The pre-processed imagens are used to build tridimensional models of the interested systems. A label-propagation algorithm is used to extract the skeleton from the volumetric models and these skeletons are then represented by a graph, composed by nodes and edges. The nodes and edges of these graphs store properties of the original system, such as spatial position, lengths and diameter, as well as the topological features of such systems. Finally, the graphs are studied by using the complex networks theory within a specific context for each system. Our procedures were apllied sucefully to different biological systems, such as carotid artery, arterial trees, mitocondrial structure and pores in soil samples.

A importância dada aos parâmetros de qualidade da água, principalmente nas últimas décadas justifica a realização desse trabalho, que investiga a relação de alguns parâmetros turbulentos com o coeficiente de reaeração, 'K IND.2', através de duas técnicas distintas de medida: o método ótico e a técnica fotográfica. O método ótico relaciona a intensidade de luz recebida por um diodo imerso na água com a velocidade vertical no ponto onde é realizada a medida; os dados coletados pelo método ótico constituem um sinal elétrico que contém a informação da deformação da superfície. A partir desse sinal determinam-se os seguintes parâmetros: valor RMS da tensão, função de autocorrelação, macroescala e espectro. Os resultados obtidos por esse método são funções temporais. O método fotográfico consiste em obter fotografias de partículas iluminadas sobre a superfície livre da água, com tempo de exposição conhecido. O método foi melhorado pela adição de dois disparos de flash, para permitir a determinação da variação da velocidade. As fotos são digitalizadas em um software gráfico e os valores obtidos são interpolados através do método Kriging de interpolação. O método fotográfico é uma função espacial. A partir do método fotográfico são determinados os seguintes parâmetros: valor RMS, função de autocorrelação e espectro. Os resultados obtidos permitem a comparação quantitativa entre as funções de autocorrelação e espectros, e a relação entre o coeficiente de reaeração, 'K IND.2' e o valor RMS obtidos pela sonda e pela foto / The importance given to the parameters of quality of the water, mainly in the last decades, it justifies the accomplishment of this work, that it investigates the relation of some turbulent parameters with the re-aeration coefficient, 'K IND.2', through two different techniques of measure: the optic method and the photographic technique. The optic method relates the intensity of the light received by a immersed diode in the water with the vertical speed at the point where the measure is accomplished; the data collected by the optic method are electric signs that contains the information of the deformation of the surface. Thereafter this signs, the following parameters are determined: RMS value of tension, self-correlation function, macro-scale and spectrum. The results obtained for this method they are temporal functions. The photographic method consists of obtaining pictures of illuminated particles on the free surface of the water, with time of exhibition known. The method was improved by addition of two shots of flashes, to allow the determination of the variation of the speed. The pictures, then, are digitized in a graphic software and the values obtained are interpolated through the Kriging interpolation method. The photographic method is a spatial function. With the photographic method may be determined the following parameters: RMS value, self-correlation function and spectrum. The results obtained may provide the quantitative comparison between the self-correlation function and spectrum; and also the relation between the re-aeration coefficient, 'K IND.2', and the RMS value, that are obtained through the probe and the picture

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-07T15:13:04Z No. of bitstreams: 1 jacimarfernandestavares.pdf: 4117614 bytes, checksum: 6d7763e08f1653c32b20373c9e55ec2b (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-24T13:08:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jacimarfernandestavares.pdf: 4117614 bytes, checksum: 6d7763e08f1653c32b20373c9e55ec2b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-24T13:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jacimarfernandestavares.pdf: 4117614 bytes, checksum: 6d7763e08f1653c32b20373c9e55ec2b (MD5) Previous issue date: 2015-03-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Existem diversas tecnologias desenvolvidas nas áreas de manutenção e evolução colaborativa de software associadas à visualização de software, objetivando resolver problemas de empresas e grupos de usuários. Em muitos casos é necessário integrar soluções dessas áreas visando resolver um dado problema relacionado à evolução do software. Este problema se torna mais intenso quando se trata de equipes geograficamente distribuídas. Neste sentido, foi desenvolvida GiveMe Infra, uma infraestrutura para apoio a realização de atividades de manutenção e evolução de software, realizadas por equipes co-localizadas ou geograficamente distribuídas. Tais atividades são apoiadas por diferentes visualizações de software que permitem ao usuário obter diferentes perspectivas sobre as informações disponibilizadas. Um estudo experimental foi realizado objetivando verificar a viabilidade de uso da solução. Os resultados obtidos são apresentados, bem como os trabalhos futuros em relação à infraestrutura proposta. / There are several technologies developed to support collaborative software maintenance and evolution, as well as software visualization, in order to solve problems of companies and group of users. In many cases is necessary to integrate solutions already available in these areas to solve a given problem. These problems become intense when geographically dispersed groups are involved in software maintenance and evolution activities. In this sense, an infrastructure, named GiveMe Infra, was developed to support these activities when performed by co-located or geographically distributed teams. These activities are supported by different software visualizations that allow the user get different perspectives about the provided information. An experimental study were carried out aiming to verify the feasibility of the solution as well as the hypotheses. The obtained results related to the experiments and future works are presented.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-10-21T01:04:22Z No. of bitstreams: 1 claudioaugustosilveiralelis.pdf: 7232359 bytes, checksum: 731c10b688562fad8855da41890a7f97 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-10-21T13:13:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 claudioaugustosilveiralelis.pdf: 7232359 bytes, checksum: 731c10b688562fad8855da41890a7f97 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-21T13:13:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 claudioaugustosilveiralelis.pdf: 7232359 bytes, checksum: 731c10b688562fad8855da41890a7f97 (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A importância dos softwares nas organizações é crescente. No entanto, para manter seu valor, o software deve ser alterado e atualizado. A manutenção de software depende da alocação de recursos humanos para o cumprimento das atividades de alteração definidas. Entretanto, em um cenário distribuído no qual a colaboração é fundamental para o bom funcionamento das atividades, torna-se uma tarefa não trivial designar desenvolvedores para as atividades de manutenção. Neste contexto, a reputação se torna um elemento chave, afetando os elementos de colaboração, tais como: a coordenação, a cooperação, e a comunicação. Portanto, o acompanhamento da evolução da reputação é importante para promover a colaboração nas atividades de manutenção. A teoria de Dinâmica de Sistemas pode ser aplicada no acompanhamento da evolução da reputação. Através dos dados obtidos, é possível compreender o passado, estabelecer o que ocorre no presente e projetar o comportamento futuro da reputação. Diante disso, este trabalho apresenta um modelo para cálculo da reputação dos desenvolvedores de software, apoiado por técnicas de Dinâmica de Sistemas, o qual permite simular como a reputação se comporta ao longo do tempo. Este modelo serviu de base para a construção de uma infraestrutura para informações de reputação dinâmica, cujo objetivo é possibilitar o gerenciamento e acompanhamento de informações de reputação dos desenvolvedores geograficamente distribuídos de forma a apoiar a alocação desses desenvolvedores às tarefas de manutenção. Além disso, oferece elementos de visualização e colaboração, em um ambiente integrado às atividades de manutenção de software. Uma prova de conceito e um experimento realizados com dados reais de uma empresa são apresentados com o intuito de identificar a viabilidade e aderência do modelo proposto, bem como dos demais recursos oferecidos pela infraestrutura. / The importance of software in organizations is growing. However, to maintain its value, the software must be changed and updated. Software maintenance depends on the allocation of human resources to fulfill defined change activities. However, in a distributed scenario in which collaboration is critical to the well running of activities, designate developers for maintenance activities becomes a non-trivial task. In this context, reputation becomes a key element, affecting elements of collaboration, such as: coordination, cooperation, and communication. Therefore, tracking reputation evolution is important to promote collaboration in maintenance activities. The theory of System Dynamics can be applied in monitoring the evolution of reputation. Through the data obtained, it is possible to understand the past, establish what occurs in the present, and project future reputation behavior. Therefore, this work presents a model for calculating the reputation of software developers, supported by System Dynamics techniques, which allows simulating how reputation behaves over time. This model served as the basis for building an infrastructure for dynamic reputation information, which aims to enable the management and tracking reputation information of geographically distributed developers to support the allocation of these developers to maintenance tasks. In addition, it provides visualization and collaboration elements in an integrated environment for software maintenance activities. A proof of concept and an experiment made with real data of a company are presented with the intention of identifying the feasibility and adherence of the proposed model, as well as of the other resources offered by the infrastructure.

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Marli de Freitas Gomes Hernandez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T04:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AdrianodaSilva_M.pdf: 3529460 bytes, checksum: 6c56923b440eba1f061eb8ad9e0f144f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo desenvolver um ambiente computacional livre para o software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), um simulador eletromagnético de código aberto baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (Finite-Difference Time-Domain - FDTD). Este ambiente computacional foi implementado sob o paradigma de Programação Orientada à Objetos, através da linguagem de programação Java, e estruturado em Préprocessamento (configuração do cenário da simulação eletromagnética), Processamento (aplicação do FDTD no cenário configurado) e Pós-processamento (análise e visualização dos resultados da simulação), com o propósito de prover novas funcionalidades para o Préprocessamento e o Pós-processamento do MEEP. Através do VTK (Visualization Toolkit), um software de Visualização e Computação Gráfica Tridimensional, buscou-se implementar requisitos geométricos e gráficos ausentes no Pré-processamento do MEEP com o desenvolvimento de funcionalidades para leitura de arquivos gráficos e construção de modelos geométricos de cristais fotônicos pré-definidos, e com o desenvolvimento de mecanismos eficientes de geração, interação e visualização de objetos gráficos. Utilizou-se, do VTK, funcionalidades para leituras de arquivos STL (Standard Tessellation Language) e Wavefront OBJ, ambos fornecedores de geometrias, e implementou-se um importador de arquivos CAD (Computer-Aided Design), de formato DXF (Drawing Exchange Format), que fornece dados de geometrias e de materiais. O objetivo é prover uma interface gráfica de usuário para possibilitar e facilitar, através da inserção automática e visualização de objetos gráficos, a configuração de cenários mais elaborados nas simulações eletromagnéticas, em oposição ao mecanismo de scripting em linguagens de programação específicas disponíveis nas versões atuais do MEEP. Após executar o estágio de Processamento, o MEEP gera dois arquivos de saída, ambos em formato HDF5, que representam a geometria discretizada e o resultado dos cálculos da simulação. Softwares como MATLAB®, HDFView ou H5utils (ferramenta livre desenvolvida pelo próprio grupo do MEEP) podem manipular arquivos HDF5. Entretanto, essas ferramentas carecem de funcionalidades que permitem análises mais elaboradas e detalhadas em Pós-processamento, oferecendo mecanismos muito simples e limitados para a realização de cortes em geometrias e animação de simulações. Neste sentido, objetiva-se, com este ambiente computacional, contribuir com um Pós-processamento capaz de realizar cortes através de planos posicionados, arbitrariamente, em geometrias tridimensionais simuladas e gerar animações bidimensionais de propagação de ondas eletromagnéticas em simulações bidimensionais e tridimensionais, tomando, como base, os softwares H5utils e VTK / Abstract: This work aims the development of a free computational environment for the software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), an open-source electromagnetic simulator based on Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. This computational environment has been implemented under the Object Oriented Programming paradigm using Java programming language, and it is structured in Preprocessing (configuration of electromagnetic simulation scenario), Processing (execution of the FDTD on defined scenario) and Post-processing (analysis and visualization of simulation results), with the purpose of providing new functionalities of Pre-processing and Postprocessing for the MEEP. Through the VTK (Visualization Toolkit), a 3D Visualization and Computer Graphics software system, we have implemented geometrical and graphical requirements missing in MEEP's Pre-processing with the development of features for reading graphics files and for building of geometrical pre-defined photonic crystals models, and with the development of efficient mechanisms for generation, interaction and displaying of graphics objects. We used VTK features for reading STL (Standard Tessellation Language) and Wavefront OBJ files, both suppliers of geometries, and we implemented a CAD file importer (Computer-Aided Design), based on DXF format (Drawing Exchange Format), which provides geometrical and material data. The goal is to provide a graphical user interface to enable and facilitate, through automatic insertion and visualization of graphical objects, the configuration of more elaborate scenarios in electromagnetic simulations, as opposed to the scripting engine in specific programming languages available in the current versions of MEEP. After executing the Processing stage, MEEP generates two output files, both in HDF5 format, which represent the discretized geometry and the calculation result of the simulation. Softwares such as MATLAB®, HDFView or H5utils (free tool developed by the MEEP's group) can manipulate HDF5 files. However, these tools lack features that allow more elaborate and detailed analysis in Post-processing, offering very simple and x limited mechanisms for making cuts in geometries and animation simulations. In this sense, the objective is, with this computing environment, to contribute with a Post-processing system able to perform cuts through arbitrary plans in three-dimensional simulated geometries and to generate two-dimensional animations of propagation of electromagnetic waves in two and three-dimensional simulations, based on H5utils and VTK softwares / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: José Mario De Martino / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T22:55:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RodrigoMologniGoncalvesdos_M.pdf: 13617752 bytes, checksum: 7a0f3cc2f97bbc5f0bb170014d19861b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nas últimas décadas, o estudo dos fenômenos de propagação de ondas mecânicas e de suas conseqüências tem recebido crescente atenção de grupos de pesquisa de variados ramos da engenharia, sobretudo daqueles dedicados ao desenvolvimento de métodos computacionais para resolução de problemas complexos na área da Mecânica dos Meios Contínuos (MMC). Os métodos computacionais desenvolvidos por estes grupos geralmente são constituídos de modelagem matemática e simulação computacional de problemas físicos, que substituem a necessidade do uso de protótipos ou infraestrutura de laboratórios, mas que em contrapartida produzem uma volumosa quantidade de dados numéricos que pode dificultar ou inviabilizar uma análise mais eficiente dos resultados sem o suporte de técnicas específicas para o mapeamento destes dados em representações visuais. Esta dissertação apresenta um trabalho científico-tecnológico na área de Visualização Científica, cujas técnicas foram empregadas em MMC para a visualização dos fenômenos de propagação de ondas mecânicas, especificamente em meios materiais sólidos. Os objetivos principais do trabalho foram possibilitar que os especialistas pudessem validar mais rapidamente os seus métodos computacionais voltados ao estudo dos fenômenos de propagação de ondas mecânicas e, principalmente, que eles pudessem entender com mais facilidade os resultados gerados pela simulação computacional, ampliando assim a eficiência da análise de problemas complexos. Os estudos de casos realizados e apresentados no trabalho permitem afirmar que estes objetivos foram alcançados e os resultados foram satisfatórios. As principais contribuições deste trabalho são: identificação de um conjunto de informações derivadas dos dados brutos gerados pela simulação computacional que podem ser empregados para análise dos fenômenos de propagação de ondas mecânicas; metodologias e respectivas formulações matemáticas para cálculo destas informações; desenvolvimento de um protótipo de ambiente de visualização dos dados que descrevem o comportamento das ondas mecânicas; e estudo e definição de diretrizes de como as técnicas de visualização de dados escalares e vetoriais podem ser aplicadas para favorecer a análise das informações disponíveis. É importante observar que o trabalho é limitado à visualização de ondas mecânicas bi ou tridimensionais geradas sobre grades de dimensão bidimensional / Abstract: In recent decades, the study of the mechanical wave propagation phenomena and their consequences has been receiving increasing attention from research groups in engineering, principally those dedicated to the development of computational methods for solving complex problems in the area of Continuum Mechanics (CM). The computational methods developed by these groups usually consist of mathematical modeling and computer simulation of physical problems, which replace the need for prototypes or laboratory infrastructure. But in opposition, produces a large amount of numerical data that can hinder a more efficient analysis of the results without the support of specific techniques for mapping these data into visual representations. This master's dissertation presents a scientific-technological work in the area of Scientific Visualization, whose techniques were applied in the area of CM for visualization of the mechanical wave propagation phenomena, specifically in solid material media. The main objectives of the work were to allow MCM experts to validate more quickly their computational methods for the study of the mechanical wave propagation phenomena and, especially, that they could more easily understand the results generated by computer simulation, increasing the efficiency of analysis of complex problems. The case studies analyzed and presented in the dissertation allow to state that these objectives were attained and the results were satisfactory. The main contributions of the work are: identification of a set of implicit information, derived from raw data generated by computer simulation, that can be used to analyze the mechanical wave propagation phenomena; methodologies and their mathematical formulations to calculate these information; development of a visualization environment prototype of the data that describe the behavior of mechanical waves; and study and guideline definition of how to apply the visualization techniques of scalar and vector data for expand the analysis the available information. It is important to mention that the work is limited to visualization of two or three-dimensional mechanical waves generated on two-dimensional grids / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Celmar Guimarães da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T09:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medina_BrunoFigueiredo_M.pdf: 3649814 bytes, checksum: ab007f9e22f1dab1394a99e9b4d80b4f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Matrizes são estruturas subjacentes a diferentes tipos de visualização de dados, como por exemplo, heatmaps. Diferentes algoritmos possibilitam uma permutação automática de suas linhas e colunas para prover um melhor entendimento visual, procurando agrupar linhas e colunas similares e evidenciar padrões. Trabalhos anteriores testaram e compararam alguns desses algoritmos em matrizes de dados binários, obtendo bons resultados o algoritmo PQR-Sort with Sorted Restrictions, em termos de tempo de execução e qualidade da reordenação em alguns tipos de matrizes. Contudo, este algoritmo não foi estendido para trabalhar com matrizes de dados quantitativos. Dessa forma, como continuidade desses trabalhos, este projeto testa a hipótese de que é possível elaborar variações do algoritmo PQR-Sort with Sorted Restrictions capazes de reordenar matrizes de dados quantitativos, e cuja eficiência de tempo e de qualidade da reordenação supere algoritmos de mesmo propósito. Neste projeto, foram elaborados os algoritmos Smoothed Multiple Binarization (SMB) e Multiple Binarization (MB). Ambos utilizam criação de vetores característicos (para descoberta de padrões canônicos de dados), árvores PQR e binarização de matrizes para sua reordenação. O SMB possui um potencial para prover boas reordernações de matrizes que contenham ruídos, pois faz o tratamento destes ruídos no conjunto de dados. Esses algoritmos foram testados e comparados com o Multidimensional Scaling (MDS) e algoritmo de Sugiyama adaptado (heurística baricêntrica), em termos de qualidade de reordenação e tempo de execução sobre matrizes sintéticas com os padrões canônicos Simplex, Band, Circumplex e Equi. Os resultados obtidos indicaram que os algoritmos SMB e MB destacaram-se dentre os demais pela capacidade de evidenciação do padrão Circumplex, e trouxeram resultados similares aos dos algoritmos testados para os padrões Equi e Band. Os resultados também indicam que SMB e MB são, em média, 3 e 6 vezes mais rápidos que o MDS, respectivamente. Deste modo, o uso de SMB e MB torna-se atrativo para a reordenação de matrizes que evidenciem padrões Circumplex, Equi e Band / Abstract: Matrices are structures underlying different types of data visualization, as heatmap. Different algorithms enable automatic permutation of their rows and columns to provide a better visual understanding, aiming to group similar rows and columns and show patterns. Earlier work tested and compared some of these algorithms on binary data matrices, and revealed that PQR-Sort with Sorted Restrictions algorithm returned good results in terms of runtime and quality of reordered matrix. However, this algorithm was not extended for quantitative data matrices. Thus, as a continuation of these studies, this project aims to test the hypothesis that it is possible to develop variations of the PQR-Sort with Sorted Restrictions algorithm able to reorder quantitative data matrices, and whose quality of results and time efficiency surpasses algorithms that have the same purpose. In this work, it was elaborated the Smoothed Multiple Binarization (SMB) and Multiple Binarization (MB). Both use feature selection (to discovering canonical pattern of data), PQR Tree and binary matrices for their reordering. SMB algorithm has a potential to provide good matrices reordering with noise, because it does the noise treatment in data sets. These algorithms were tested and compared with Multidimensional Scaling (MDS) and Adapted Sugiyama (or Barycentric Heuristic) algorithms, in terms of quality of reordering and runtime on synthetics matrices with the canonical patterns Simplex, Band, Circumplex and Equi. The results indicated that SMB and MB algorithms stood out from the others by capacity of highlight Circumplex pattern, besides showing that may to obtain similar results to MDS and Adapted Sugiyama for Equi and Band patterns. Furthermore, SMB and MB were, on average, 3 and 6 times faster than MDS, respectively. Thus, the use of the SMB and MB algorithms can be attractive for matrices reordering that evidence Circumplex, Equi and Band patterns / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

As técnicas de projeção ou posicionamento de pontos no plano, que servem para mapear dados multi-dimensionais em espaços visuais, sempre despertaram grande interesse da comunidade de visualização e análise de dados por representarem uma forma útil de exploração baseada em relações de similaridade e correlação. Apesar disso, muitos problemas ainda são encontrados em tais técnicas, limitando suas aplicações. Em especial, as técnicas de projeção multi-dimensional de maior qualidade têm custo computacional proibitivo para grandes conjuntos de dados. Adicionalmente, problemas referentes à escalabilidade visual, isto é, à capacidade da metáfora visual empregada de representar dados de forma compacta e amigável, são recorrentes. Esta tese trata o problema da projeção multi-dimensional de vários pontos de vista, propondo técnicas que resolvem, até certo ponto, cada um dos problemas verificados. Também é fato que a complexidade e o tamanho dos conjuntos de dados indicam que a visualização deve trabalhar em conjunto com técnicas de mineração, tanto embutidas no processo de mapeamento, como por meio de ferramentas auxiliares de interpretação. Nesta tese incorporamos alguns aspectos de mineração integrados ao processo de visualização multi-dimensional, principalmente na aplicação de projeções para visualização de coleções de documentos, propondo uma estratégia de extração de tópicos. Como suporte ao desenvolvimento e teste dessas técnicas, foram criados diferentes sistemas de software. O principal inclui as técnicas desenvolvidas e muitas das técnicas clássicas de projeção, podendo ser usado para exploração de conjuntos de dados multi-dimensionais em geral, com funcionalidade adicional para mapeamento de coleções de documentos. Como principal contribuição desta tese propomos um entendimento mais profundo dos problemas encontrados nas técnicas de projeção vigentes e o desenvolvimento de técnicas de projeção (ou mapeamento) que são rápidas, tratam adequadamente a formação visual de grupos de dados altamente similares, separam satisfatoriamente esses grupos no layout, e permitem a exploração dos dados em vários níveis de detalhe / Projection or point placement techniques, useful for mapping multidimensional data into visual spaces, have always risen interest in the visualization and data analysis communities because they can support data exploration based on similarity or correlation relations. Regardless of that interest, various problems arise when dealing with such techniques, impairing their widespread application. In particularly the projections that yield highest quality layouts have prohibitive computational cost for large data sets. Additionally, there are issues regarding visual scalability, i.e., the capability of visually fit the individual points in the exploration space as the data set grows large. This thesis treats the problems of projections from various perspectives, presenting novel techniques that solve, to certain extent, several of the verified problems. It is also a fact that size and complexity of data sets suggest the integration of data mining capabilities into the visualization pipeline, both during the mapping process and as a tools to extract additional information after the data have been layed out. This thesis also add some aspects of mining to the multidimensional visualization process, mainly for the particular application of analysis of document collections, proposing and implementing an approach for topic extraction. As supporting tools for testing these techniques and comparing them to existing ones different software systems were written. The main one includes the techniques developed here as well as several of the classical projection and dimensional reduction techniques, and can be used for exploring various kinds of data sets, with addition functionality to support the mapping of document collections. This thesis contributes to the understanding of the projection or mapping problem and develops new techniques that are fast, treat adequately the visual formation of groups of highly related data items, separate those groups properly and allow exploration of data in various levels of detail