FONTANA, A. L. F. Estimativas de mudanças espaço temporais adjacentes à rodovias na Amazônia: estudo de caso na BR 422. 2011. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T12:56:47Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_alffontana.pdf: 3881789 bytes, checksum: b2380d58ac12b5501675f7386dbd77fe (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T17:58:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_alffontana.pdf: 3881789 bytes, checksum: b2380d58ac12b5501675f7386dbd77fe (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T17:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_alffontana.pdf: 3881789 bytes, checksum: b2380d58ac12b5501675f7386dbd77fe (MD5) Previous issue date: 2011-11-21 / This paper presents a method for generating estimates of temporal changes in the surrounding area of a highway located in the Amazon, using the technique Cellular Automata and explanatory variables, only attributes of the land. The proposed model uses vector images (obtained from the National Institute for Space Research in Brazil), which are converted to grid type files – raster image, representing a series of spatial changes in the region of study. With this proposition, it is expected to assist decision makers in order to meet the requests of CONAMA Resolution 01, relating to environmental impacts, more specifically, as regards the construction of models which consider scenarios with and without the project, and that the process of construction / rehabilitation of roads can be made in view of the legal norms in order to minimize potential environmental and social impacts. The model generated from the CAs showed promise in generating future estimates of deforestation and a good quantitative and qualitative indicators to support the decision making process to consider future deforestation being caused by construction and / or paving of road in the Amazon / Este trabalho apresenta um método para a estimativa de mudanças espaço temporais no entorno de uma rodovia localizada na Amazônia, utilizando para tanto a técnica Autômatos Celulares adaptada em ambiente SIG, onde as variáveis explicativas do modelo serão somente os atributos do terreno. O modelo proposto usa imagens vetoriais (obtidas junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) que posteriormente são convertidas para arquivos tipo grid – em formato raster, com a série histórica das mudanças espaciais na região objeto de estudo. Espera-se auxiliar os tomadores de decisão no atendimento das solicitações da resolução CONAMA 01/86 relativas à concepção de modelos que considerem cenários com e sem o empreendimento, e que os processos de construção/recuperação de rodovias possam ser realizados atendendo às normas legais, visando minimizar os potenciais impactos sócio ambientais. O modelo gerado a partir dos ACs mostrou-se promissor na geração de estimativas futuras de desmatamento e um bom indicador quantitativo e qualitativo para suporte no processo de tomada de decisão que pondere o desmatamento futuro a ser causado pela construção e/ou pavimentação de uma rodovia na Amazônia

Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-04-24T17:35:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoModelosConservação.pdf: 1757239 bytes, checksum: c17144bfb0e5835c429c1560de8c8658 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-04-24T18:20:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoModelosConservação.pdf: 1757239 bytes, checksum: c17144bfb0e5835c429c1560de8c8658 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-24T18:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoModelosConservação.pdf: 1757239 bytes, checksum: c17144bfb0e5835c429c1560de8c8658 (MD5) Previous issue date: 2015 / Nesse trabalho, investigamos o fenômeno de crescimento da superfície gerada pela deposição do tipo solido sobre sólido (SOS) segundo as regras que definem os autômatos celulares estocásticos propostos por Grassberger (modelos A e B), e pela propagação de danos no modelo de Ising unidimensional submetido a uma dinâmica proposta por Hinrichsen e Domany (HD). Esses modelos não pertencem à classe de universalidade da percolação direcionada (DP) e apresentam novos valores para expoentes críticos, cuja origem se deve à conservação de paridade (PC). Determinamos o expoente de persistência local _, expoente de crescimento _w, válido em tempos curtos, assim como os outros expoentes críticos associados ao crescimento de superfície (_ e z). Nossas estimativas para os expoentes _w, _ e z, se comparam bem com os resultados obtidos a partir de razões de inteiros propostas por Jensen para os expoentes _, || _ e __ . Além disso, através da introdução de um campo externo no modelo A de Grassberger mapeamos a transição da classe de universalidade da PC para a DP através do expoente _w. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this work, we investigated the phenomena of surface growth by the solid-onsolid (SOS) deposition according to the rules that define the stochastic cellular automata proposed by Grassberger (A and B models), and the damage spreandig in an one-dimensional Ising model submitted to a dynamic proposed by Hinrichsen and Domany (HD). These models are known do not belong to the directed percolation universality class. They are characterized by different exponents, which are related to the parity conserving (PC). We estimated the local persistence exponent , growth exponent w, in short-time regimen, such as, other critical exponents associated to the surface growth ( and z). Our results for w, and z are in good agreement with those expected for parity conserving universality class. In the sequence, by introduction of an external symmetry breaking field on Grassbergers´s A model we studied the crossover from PC to DP universality class by surface growth.

Orientador: Vera Maura Fernandes de Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T04:07:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peixoto_NathaliaLopesVieira_M.pdf: 6223894 bytes, checksum: 506f9bdf96ea612940ee80c59112b873 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Apresentamos neste trabalho um estudo sobre o fenômeno da depressão alastrante na retina in vitro de pintainho. O enfoque experimental investiga a relação espaço-temporal entre dois dos concomitantes das ondas de depressão alastrante: a alteração lenta de potencial e o sinal intrínseco óptico. Além disso, avalia-se o efeito de manipulações fármaco-químicas sobre estes dois concomitantes. Do ponto de vista teórico, propomos duas formas matemáticas diversas de interpretar a depressão alastrante, urna delas baseada na teoria de autômatos celulares e a outra em equações de reação-difusão. Implementamos dois modelos computacionais a partir destas interpretações, e discutimos sua aplicabilidade e seu poder de simulação do fenômeno biológico / Abstract: This work presents an investigation of the phenomenon of the spreading depression in the in vitro chicken retina. The experimental approach deals with the space-time relationship between two of the spreading depression wave concomitants: the slow shift potential and the intrinsic optical signal. Chemical manipulations on the perfusing solution are performed and their effect on the two concomitants analyzed. Under the theoretical point ofview, we propose two different mathematical interpretations to describe the spreading depression. One of them is based on the theory of cellular automata, and the other on the reaction-diffusion equations. We implement two computational models and discuss their applicability and their capacity to simulatethe biological phenomenon / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo848_1.pdf: 4379418 bytes, checksum: 21bd93be4a77a2eafed2ddc4e924f3de (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Por muitos anos, o estudo da sincronização se restringiu aos osciladores autônomos, com ênfase (devido aos trabalhos de Winfree e Kuramoto) nos osciladores uniformes acoplados. Recentemente, houve um interesse crescente nas oscilações globais de elementos excitáveis acoplados. Esses trabalhos em geral se dedicam a células cuja dinâmica interna é determinística e apenas o acoplamento entre elementos é ruidoso. Estudamos aqui os efeitos de um período refratário probabilístico no comportamento coletivo de elementos excitáveis de tempo discreto (autômato celular tipo SIRS). Usando análise de campo médio e simulações, mostramos que uma fase sincronizada com oscilações coletivas estáveis existe mesmo com períodos refratários nãodeterminísticos. Além disso, aumentando a intensidade de acoplamento obtemos uma transição reentrante, onde a fase sincronizada perde estabilidade. Em um regime intermediário, também observamos biestabilidade (e consequentemente histerese) entre uma fase sincronizada e uma fase ativa porém incoerente (sem oscilações). O surgimento das oscilações aparece nas equações de campo médio como uma bifurcação de Neimark-Sacker, cuja natureza (isto é, super- ou subcrítica) é determinada pelo primeiro coeficiente de Lyapunov e é relacionada com a continuidade da transição. Com isto, determinamos as fronteiras das regiões oscilante e biestável. A previsão de campo médio reproduz quantitativamente os resultados obtidos nas simulações do grafo completo, e para o grafo aleatório prevê qualitativamente a estrutura geral do diagrama de fases. Este último pode ser encontrado nas simulações através da definição de um parâmetro de ordem q, apropriado para capturar oscilações coletivas em elementos excitáveis. Revisamos brevemente outros parâmetros de ordem normalmente utilizados e mostramos (através de colapso de dados) que q satisfaz as relações de escala de tamanho finito esperadas. Por fim, expomos problemas em aberto que podem ser explorados em novos estudos

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-09-06T11:01:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 17454685 bytes, checksum: 0026537bd59ed06db369cc7f2536bb54 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-06T11:01:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 17454685 bytes, checksum: 0026537bd59ed06db369cc7f2536bb54 (MD5) Previous issue date: 2017-08-02 / QCA possui um grande potencial para a construção das novas gerações de circuitos integrados, oferecendo baixo consumo de energia, escalabilidade e alta frequência de processamento. Entretanto, faltam ferramentas de projeto para automatizar etapas como o posicionamento e roteamento de circuitos. Este trabalho apresenta a primeira heurística no esquema de Clock USE capaz de efetuar o posicionamento e roteamento de circuitos combinacionais em nível de porta lógica, por meio da alocação de células QCA. O esquema de clock USE é vantajoso por ser regular7 escalável e universal. O circuito é mapeado em um grafo direto acíclico e posicionado em uma matriz de células QCA. A heurística proposta busca otimizar a area e gerar resultados de forma automatizada em comparação com outros trabalhos7 onde os projetos são feitos manualmente. Os resultados foram validados com o uso da ferramenta QCADesigner. / QCA has great potential for building new generations of integrated circuits, offering low power consumption, scalability and high processing frequency. However, there is a lack of design tools to automate placement and routing of circuits. This work presents the first heuristic in the Clock USE scheme capable of performing the P&R of combinational circuits at the logic gate level, through the allocation of QCA cells. The USE clock scheme is advantageous because it is regular, scalable, and universal. The circuit is mapped to an acyclic direct graph and positioned in an array of QCA cells. The proposed heuristic seeks to optimize the area and generate results in an automated way compared to other works, where the PR are done manually. The results were validated with the use of the QCADesigner tool.

Submitted by Elaine Lucia (lucia.elaine@live.com) on 2015-07-10T17:55:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Andréa Baima do Lago Silva.pdf: 2973199 bytes, checksum: a1c2b17b673e37ad36edc41c7821d5a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T18:00:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Andréa Baima do Lago Silva.pdf: 2973199 bytes, checksum: a1c2b17b673e37ad36edc41c7821d5a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T17:59:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Andréa Baima do Lago Silva.pdf: 2973199 bytes, checksum: a1c2b17b673e37ad36edc41c7821d5a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T18:04:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Andréa Baima do Lago Silva.pdf: 2973199 bytes, checksum: a1c2b17b673e37ad36edc41c7821d5a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-10T18:04:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Andréa Baima do Lago Silva.pdf: 2973199 bytes, checksum: a1c2b17b673e37ad36edc41c7821d5a1 (MD5) Previous issue date: 2009-01-30 / CNPq - Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Amazon Region keeps 70% of all fresh water of Brazil, however, the man’s presence is responsable for pollution in our rivers and, nowadays, it is increasing the world interest in the nature preservation. Facts like these led scientists to creat computational modelling techniques capable to preview the man’s impacts in the nature. However, it is not so easy, per exemple, to model the flow of a river with Amazon´s rivers dimensions. It is of crucial importance in the Amazon Region, researchers involved in giving answers in case of environmental impacts that can come to destroy this world patrimony. To study a river flow, it is necessary to solve the equations that describe the movement of liquids and gases, the Equations of Navier-Stokes associated the Equation of the Continuity that are no-linear partial differential equations. Cellular automata models allow the simulation of complex systems, and their applications in fluids are known as "lattice gas automata", one computational technique that will be used in this work to observe the paths of a fluid through barriers. Lattice gas model of is an abstraction, at a microscopic scale, of a fluid. It is based on the idea that if we reproduce the fundamental conservation laws and symmetries associated with fluids, at a microscopic level, then we can model, correctly, the behavior of the fluid at a macroscopic level. In this model, the particles occupy a lattice, possess discrete velocities and following deterministic rules according to the physical laws; this work uses a two-dimensional hexagonal lattice, because its symmetry is more closely relatedtoacontinuumfluid. Inthisworkwesimulatedthetwo-dimensionalfluidmotion, in a "L" shape container , without or with barrier, imitating the form of the rivers of the North of Brazil(to see Fig.0.1), with the objective of obtaining a way to foresee the behavior of the rivers in situations of environmental impacts. Themodelproposedhereissimple,however,itledtogoodresultsofthefluidbehavior and,ifgottenbetter,canbeofalotofutilityforthestudyofrivermotion. Wedidn’tfind on the literature any work with a "L" shape container for comparing withour results. It was presented, just, a study of the fluids phenomena expected for this path. / A Amazônia guarda 70% de toda a água doce do Brasil [1], contudo, a presença do homem faz com que ocorra poluição em nossos rios e, atualmente, vem aumentando o interesse do mundo na preservação da natureza. Fatos como estes fizeram com que os cientistas criassem técnicas de modelagem computacional capazes de prever impactos do homem na natureza, porém não é facil modelar, por exemplo, o fluxo de rios com as dimensões de um rio da Amazônia. Faz-se necessário na Amazônia, pesquisadores envolvidos em dar respostas, em caso de impactos ambientais que possam vir a destruir este patrimonio mundial. Para descrever o escoamento de um rio, é necessário resolver as equações que descrevem o movimento de líquidos e gases, as Equações de Navier-Stokes associadas a Equação da Continuidade, que são equações diferenciais parciais não-lineares. Os modelos de autômatos celulares permitem a simulação de sistemas complexos, e sua aplicação em fluidos é conhecida como "modelo de gás de rede" (lattice gas automata), técnica computacionalqueseráutilizadanestetrabalhoparamodelaroescoamentodeumfluido através de barreiras. O modelo de gás de rede é uma abstração, em escala microscópica, de um fluido. Ele basea-senaidéiadeque,asleisfísicasfundamentaisdeconservaçãoesimetriasassociadas aos fluidos em nível microscópico forem reproduzidas, pode-se modelar, corretamente, o comportamentodosmesmosemnívelmacroscópico. Nestemodelo, aspartículasocupam uma rede, possuemvelocidadesdiscretas e evoluemsegundo regras pré-estabelecidas que devemobedecerasleisfísicas;nestetrabalhoaredeébidimensionaldecélulashexagonais, pois são elas que melhor descrevem o comportamento dos fluidos. Neste trabalho simulamos o escoamento bidimensional de um fluido, num trajeto em forma de"L", semoucombarreira, imitando a forma dos riosdaRegião Norte do Brasil (ver Fig.0.1), com o objetivo de termos uma maneira de prever o comportamento dos mesmos emsituações de impactos ambientais. Omodelo proposto aqui é simples, porém levou a bons resultados do comportamento do fluido e que se melhorados podem ser de muita utilidade para o estudo de escoamento de rios. Não encontramos na literatura nenhum trabalho com um duto tendo a forma de "L", para compararmos com nossos resultados. Foi apresentado, apenas, um estudo dos fenômenos de fluidos esperado para esta forma de duto.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7715_1.pdf: 5199545 bytes, checksum: d63d8a6cb868a556a9ae863dd55dd705 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, investigamos o escoamento de dois fluidos imiscíveis em meios porosos bidimensionais através de simulação computacional de autômatos celulares de gás na rede. Este tipo de autômata é capaz de reproduzir o comportamento da equação de Navier-Stokes junto com a equação de Laplace para o caso de dois fluidos imiscíveis e, sem aumentar o tempo computacional, consegue implementar condições de contorno complexas. Uma pequena modificação nos posibilita simular o escoamento numa célula de Hele-Shaw, ou seja, um escoamento bidimensional regido pela lei de Darcy. Neste último caso, é possível fazer com que os fluidos tenham viscosidades diferentes e observar alguns dos vários comportamentos possíveis como, por exemplo, a formação do dedo de Saffman-Taylor. O meio poroso foi modelado de duas maneiras. Numa primeira abordagem, blocos formados por quadrados e dispostos de maneira aleatória foi empregado. Neste meio, fizemos escoar um único fluido, regido pela equação de Navier-Stokes do ponto de vista mesoscópico, e obtivemos a lei de Forchheimer do ponto de vista macroscópico, ou seja, quando fazíamos uma média da velocidade hidrôdinâmica em uma região que englobava toda a rede considerada. Esta lei é uma generalização da lei de Darcy. Este resultado já foi obtido pela literatura porém empregando um tipo diferente de modelo para o meio poroso. Posteriormente, numa segunda abordagem, realizamos a simulação de uma célula de Hele-Shaw, com contas circulares fixas de raio variável, posicionados de maneira aleatória. Aqui fizemos escoar dois fluidos imiscíveis e nos concentramos na evolução da rugosidade da interface formada entre eles. Qualitativamente, observamos que quando um fluido menos viscoso invade um de maior viscodidade formam-se dedos, como o esperado. Na situação inversa, há uma pequena rugosidade, porém fortemente determinada pela desordem do meio. Quando os dois fluidos têm a mesma viscosidades, desenvolve-se uma rugosidade fracamente determinada pelos obstáculos o qual satura em torno de um valor médio. Quantitativamente, observamos a existência de leis de escalas e estimamos o expoente da rugosidade, a 0, 53, e o expoente de crescimento b, que se encontra no intervalo 0,6-0,8. O expoente da rugosidade é próximo aos previstos pelas equaçôes de Edwards-Wilkinson e de Kardar-Parisi-Zhang, porém o expoente de crescimento se distancia, mas as estimativas estão em concordância com diversos resultados experimentais

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-04-12T18:27:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Erasmo Nunes - Versão final.pdf: 1180102 bytes, checksum: de36c44a755e07c5fc39314c9ac6e4fa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T18:27:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Erasmo Nunes - Versão final.pdf: 1180102 bytes, checksum: de36c44a755e07c5fc39314c9ac6e4fa (MD5) Previous issue date: 2015-07-06 / CAPES / O constante crescimento populacional e as grandes concentrações de pessoas em diferentes cenários indicam a importância de se estudar o comportamento de multidões. Simulações e modelos matemáticos são destaques entre as formas pelas quais estes estudos vêm sendo desenvolvidos. Estes meios são os mais frequentes devido à falta de dados complementares para desenvolver e validar um modelo explicativo, além de questões morais, legais e éticas que impossibilitam o uso de pessoas em simulações com condições reais de pânico. Este trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de um modelo de simulação de evacuação de multidões em situações de emergência. Além disso, buscou-se desenvolver um modelo adaptável a diferentes cenários com o uso de autômatos celulares, que são modelos matemáticos discretos, delimitados por uma malha contendo células homogêneas e que são identificadas pelos seus pesos, que são atribuições para proporcionar o deslocamento dos indivíduos. Fazendo uso de campo de piso estático, que são modelos de autômatos celulares em que os pesos atribuídos permanecerão os mesmos durante toda a simulação, o modelo foi aplicado em um auditório que teve suas características comparadas e adaptadas com as da NBR 9077: 2001 – Saídas de Emergência de Edifícios, e por meio da permutação do posicionamento da porta, obteve-se o tempo médio de evacuação destes diferentes cenários. A análise da média do tempo total de saída, feita através das abordagens de intervalo de confiança e da análise de variância e efetuada com três diferentes percentuais da capacidade total do auditório, expressou a não-homogeneidade dos resultados, mostrando uma forte influencia tanto do percentual da população, quanto do posicionamento da porta com o tempo médio de evacuação do auditório. / The constant population growth and the large concentrations of people in different scenarios explain the importance to study the behavior of crowds. Simulations and mathematical models are featured among the ways in which these studies have been conducted. These means are the most frequent due to lack of additional data to develop and validate an explanatory model, as well as moral, legal and ethical issues that preclude the use of people in simulations with real conditions of panic. This study aims to develop a model of crowd evacuation simulation in emergency situations. In addition, we sought to develop a model adaptable to different scenarios using of cellular automata, which are discrete mathematical models, enclosed in a mesh containing homogeneous cells and that are identified by their weights, which are functions to provide the displacement. Making use of static floor field, which are cellular automata model in which the assigned weights remain the same throughout the simulation, the model was applied an auditorium that had its characteristics compared and adapted to the NBR 9077: 2001- Building Emergency Exits, and by swapping the position of the door , we obtained the average evacuation time these different scenarios. The analysis of the average total exit time made through confidence intervals and analysis of variance approaches for three different auditorium comparatives expressed non-homogeneous results. It also showed a strong influence both of population percentage and positioning of door on the mean evacuation time from the auditorium.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Kronemberger.pdf: 1225637 bytes, checksum: 6f698faf7a8661b382c4977e4b07f631 (MD5) Previous issue date: 2008-01-28 / Cellular automata have been studied as computer models in many different areas. They have many properties, one of them being reversibility. Reversible cellular automata can be used, among other applications, for data compressing and encryption. Apparently, the reversible rules featured in the literature seem to have been derived through exhaustive searches in their corresponding spaces. However, it would be important the availability of an algorithm that would allow their direct and easy construction, different from what occurs in literature. This is the aim of this work. Along this line, we tried to come up with an algorithm to allow the identification of one-dimensional, reversible cellular automaton rules. This was based on reversible rules with 2 states and 2, 3, 4 and 5 cells per neighborhood, and on those with 3 states and 2 and 3 cells per neighborhood, all of them drawn out of exhaustive analysis and from the literature. By studying these rules it was possible to verify in each space that: all reversible rules are balanced; they are symmetrically distributed; a subset of them herein denoted primitive reversible rules, RPs have a simple formation law, defined by homogeneous blocks of states; and, if a rule is reversible, so are all its dynamically equivalent rules. In the attempt to obtain the targetted algorithm, an approach was explored in which the non-primitive reversible rules (the so-called derived rules, RDs) were supposed to be obtained from the primitives. Along this line, two ways to construct the RDs were tried out, one based upon using all RPs jointly as a group, and another, using them individually; however, neither of them led to a positive result. Additionally, relations between the properties of reversibility and conservativity of a rule have also been studied in the rule spaces considered. / Autômatos celulares têm sido estudados como modelos computacionais em diversas áreas, sendo que muitas são as suas propriedades, entre elas a reversibilidade. Autômatos celulares reversíveis podem ser usados, entre outras aplicações, para compactação ou encriptação de dados. Aparentemente, as regras reversíveis apresentadas na literatura parecem ter sido derivadas apenas através de buscas exaustivas em seus espaços correspondentes. No entanto, seria importante a existência de um algoritmo que permitisse construí-las fácil e diretamente, diferente do que acontece na literatura. Este é o objetivo deste trabalho. Neste sentido, buscou-se um algoritmo que permitesse identificar regras de autômatos celulares unidimensionais reversíveis. Para tanto, foram obtidas em análises exaustivas e na literatura todas as regras reversíveis de 2 estados e vizinhanças de 2, 3, 4 e 5 células, e de 3 estados e vizinhanças de 2 e 3 células. Com o estudo destas regras constatou-se em cada espaço que: todas as regras reversíveis são balanceadas; elas se distribuem simetricamente; um subconjunto delas aqui denominadas regras reversíveis primitivas, RPs possui lei de formação simples, definida por blocos homogêneos de estados; e, se uma regra é reversível, todas as suas equivalentes dinâmicas também o são. Na tentativa de se obter o algoritmo desejado explorou-se uma abordagem em que as regras reversíveis não primitivas (denominadas regras derivadas, RDs), seriam obtidas a partir das primitivas. Nesse sentido foram testados dois esquemas de construção das RDs, um baseado na utilização conjunta de todas as RPs, e outro, utilizando-as individualmente; entretanto, ambos não levaram a resultado positivo. Adicionalmente, estudou-se a relação entre as propriedades de reversibilidade e conservatividade de regras nos espaços considerados.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Faria.pdf: 516281 bytes, checksum: fc784946b9c2438b3c18c34593a182cb (MD5) Previous issue date: 2008-03-11 / Wolfram Research, Inc. / Cellular automata are discrete dynamical systems composed of simple, locally connected structures (the cells), general in terms of their computational power, and that display complex patterns of behaviour. The purpose of this work was to expand previous studies by Zanon (2006), on non-uniform, one-dimensional cellular automata with nonlocal neighbourhood, in order to verify the existence of rules of these kinds of automata to solve the density classification task, that is, the determination of the predominant bit in a binary string. Our concern here was to look for solutions of the problem mainly by evolutionary computation means, to solve it in a non-trivial fashion, i.e., without including in the solution the majority rule over the entire lattice, and, at the same time, with the target of inferring common features for the solutions that would be found. The results achieved led to an expansion in the quantity of perfect solutions available in the literature, but it became clear that all of them have at least one of the rules involved able to account for the entire lattice at once, an evidence that solutions without rules with global action may not exist. Furthermore, the following observations have been made for the type of automata we considered: even distinct automata may have the same temporal evolution; a certain degree of flexibility is allowed in the total balancing of the rules present in a solution of the density classification task; and, in principle, no common patterns seem to exist between solutions for lattices with 3 and 5 cells, thereby suggesting the impossibility of constructing a solution to the problem from another of a smaller lattice. / Autômatos celulares são sistemas dinâmicos discretos, formados por estruturas simples (as células) conectadas localmente entre si, gerais em termos de seu poder computacional, e que apresentam padrões de comportamento bastante complexos. O intuito deste trabalho foi expandir estudos anteriores de Zanon (2006), sobre autômatos celulares unidimensionais não-uniformes, com vizinhança não-local, visando verificar a existência de autômatos desse tipo na resolução da tarefa da classificação de densidade, isto é, a determinação do bit predominante em uma cadeia binária. Interessou-nos aqui descobrir soluções do problema principalmente por meio de buscas evolutivas, resolvê-lo de forma não trivial, isto é, sem a necessidade da regra da maioria sobre todo o reticulado, e objetivando inferir características necessárias para as soluções que viessem a resolver o problema. Os resultados obtidos levaram a uma expansão da quantidade de soluções perfeitas reportadas na literatura, mas observou-se que todas elas contém pelo menos uma das regras envolvidas tomando todo o reticulado como base de ação, uma evidência da impossibilidade de existir soluções sem regras individuais de ação global. Adicionalmente, as seguintes constatações foram feitas para os autômatos celulares do tipo considerado: mesmo autômatos distintos entre si podem ter a mesma evolução temporal; uma flexibilização do balanceamento total das regras na solução do problema da classificação de densidade é conseguida; e, em princípio, não há padrões nas soluções perfeitas para reticulados de 3 e 5 células, sugerindo a impossibilidade de se construir uma solução a partir de outra de menor tamanho de reticulado.