Orientador: Vinicius Amaral Armentano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T01:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_SaraLuisadeAndrade_M.pdf: 1363535 bytes, checksum: aa7c01c779a21ea25aa3b603425c92fe (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Em 1958, Gomory propôs uma desigualdade válida ou corte a partir do tableau do método simplex para programação linear, que foi utilizado no primeiro método genérico para resolução de problemas de programação inteira. Em 1960, o corte foi estendido para problemas de programação inteira mista. Em 1973, Chvátal sugeriu um corte derivado da formulação original do problema de programação inteira, e devido à equivalência com o corte de Gomory, este passou a ser chamado de corte de Chvátal-Gomory. A importância do corte de Gomory só foi reconhecida em 1996 dentro do contexto do método branch-and-cut para resolução de problemas de programação inteira e programação inteira mista. Desde então, este corte é utilizado em resolvedores comerciais de otimização. Recentemente, diversos cortes novos derivados do corte de Chvátal-Gomory foram propostos na literatura para programação inteira. Este trabalho trata do desenvolvimento de algoritmos para alguns destes cortes, e implementação computacional em um contexto de branch-and-cut, no ambiente do resolvedor CPLEX. A eficácia dos cortes é testada em instâncias dos problemas da mochila multidimensional, designação generalizada e da biblioteca MIPLIB. / Abstract: In 1958, Gomory proposed a valid inequality or cut from the tableau of the simplex method for linear programming, which was used in the first generic method for solving integer programming problems. In 1960, the cut was extended to handle mixed integer programming problems. In 1973, Chvátal suggested a cut that is generated from the original formulation of an integer programming problem, and due to the equivalence with the Gomory cut, it was named Chvátal-Gomory cut. The importance of the Gomory cut was recognized only in 1996 in the context of the branch-and-cut method for solving (mixed) integer programming problems. Today, such a cut is utilized in optimization commercial solvers. Recently, several new cuts derived from the Chvátal-Gomory cut have been proposed in the literature for integer programming. This work deals with the development of algorithms and computational implementations for some of the new proposed cuts, in a context of the branch-and-cut method, by using the CPLEX solver. The efficiency of the cuts is tested on instances of the multi-dimensional knapsack, generalized assignment problems, and instances from the MIPLIB library. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Esta tese apresenta DCE, ou Execução Dinâmica Condicional, como uma alternativa para reduzir o custo da previsão incorreta de desvios. A idéia básica do modelo apresentado é buscar e executar todos os caminhos de desvios que obedecem à certas restrições no que diz respeito a complexidade e tamanho. Como resultado, tem-se um número menor de desvios sendo previstos e consequentemente um número menor de desvios previstos incorretamente. DCE busca todos os caminhos dos desvios selecionados evitando quebras no fluxo de busca quando estes desvios são buscados. Os caminhos buscados dos desvios selecionados são então executados mas somente o caminho correto é completado. Nesta tese nós propomos uma arquitetura para executar múltiplos caminhos dos desvios selecionados. A seleção dos desvios ocorre baseada no tamanho do desvio e em outras condições. A seleção de desvios simples e complexos permite a predicação dinâmica destes desvios sem a necessidade da existência de um conjunto específico de instruções nem otimizações especiais por parte do compilador. Além disso, é proposta também uma técnica para reduzir a sobrecarga gerada pela execução dos múltiplos caminhos dos desvios selecionados. O desempenho alcançado atinge níveis de até 12% quando um previsor de desvios Local é usado no DCE e um previsor Global é usado na máquina de referência. Quando ambas as máquinas empregam previsão Local, há um aumento de desempenho da ordem de 3-3.5%. / This thesis presents DCE, or Dynamic Conditional Execution, as an alternative to reduce the cost of mispredicted branches. The basic idea is to fetch all paths produced by a branch that obey certain restrictions regarding complexity and size. As a result, a smaller number of predictions is performed, and therefore, a lesser number of branches are mispredicted. DCE fetches through selected branches avoiding disruptions in the fetch flow when these branches are fetched. Both paths of selected branches are executed but only the correct path commits. In this thesis we propose an architecture to execute multiple paths of selected branches. Branches are selected based on the size and other conditions. Simple and complex branches can be dynamically predicated without requiring a special instruction set nor special compiler optimizations. Furthermore, a technique to reduce part of the overhead generated by the execution of multiple paths is proposed. The performance achieved reaches levels of up to 12% when comparing a Local predictor used in DCE against a Global predictor used in the reference machine. When both machines use a Local predictor, the speedup is increased by an average of 3-3.5%.

Virtualização permite o compartilhamento de uma rede física entre uma ou mais redes virtuais. O Problema de Mapeamento de Redes Virtuais é um dos principais desafios na virtualização de redes. Esse problema consiste em mapear uma rede virtual em uma rede física, respeitando restrições de capacidade. O presente trabalho mostra que encontrar uma solução factível para esse problema é NP-Difícil. Mesmo assim, muitas instâncias podem ser pode ser resolvidas na prática através da exploração de sua estrutura. Nós apresentamos um algoritmo de Branch & Price aplicado a instâncias de diferentes topologias e tamanhos. Os experimentos realizados sugerem que o algoritmo proposto é superior ao modelo de programação linear resolvido com CPLEX. / Virtualization allows one or more virtual networks to share physical infrastructures. The Virtual Network Embedding problem (VNEP) is one of the main challenges in the virtualization of physical networks. This problem consists in mapping a virtual network into a physical network while respecting capacity constraints. This work shows that finding a feasible solution for this problem is NP-Hard. However, many instances can be solved up to optimality in practice by exploiting the problem structure. We present a Branch & Price algorithm applied to instances of different topologies and sizes. The experimental results suggest that the proposed algorithm is superior to the Integer Linear Programming model solved by CPLEX.

Introdução: Avaliar a relação do custo e da efetividade da radiofrequência (RF) em relação ao bloqueio seqüencial na Síndrome Dolorosa Complexa Regional-tipo I (SDCR-I). Métodos: 15 pacientes com dor somática e autonômica cervical foram submetidos a bloqueio torácico simpático, combinado com bloqueio facetário cervical bilateral por 4 semanas. Esta seqüência foi repetida quando a dor atingiu VAS 4 cm, e este período foi definido como tempo de analgesia. Posteriormente, os mesmos pacientes foram submetidos a um bloqueio teste seguido de modulação de RF do gânglio simpático torácico e ablação de ramos facetários medianos cervicais. Os pacientes atuaram como seu próprio controle relacionado à analgesia, atividades rotineiras e padrão de sono. Resultados: 13 pacientes completaram o estudo. O tempo de analgesia após a sequência de 4 bloqueios foi de 4 ± 1 mês e o custo anual R$ 15.000,00. O tempo de analgesia após RF foi de 13 ± 2 meses (p <0,001) e os custos foram reduzidos em 26% no primeiro ano e 34% -38% nos anos seguintes, com extrapolação. A qualidade de vida melhorou para ambos os tratamentos (p> 0,05). Não houve efeitos adversos. Discussão: A RF resultou em analgesia de 13 meses comparada a 4 meses após os bloqueios clássicos e melhora na capacidade física e no padrão de sono. Além disso, a RF foi rentável e reduziu as taxas em 23% durante a avaliação do primeiro ano, seguida de uma redução de custos de 32% a 36% nos anos seguintes, com extrapolação. / Objectives: To evaluate cost-effectiveness of radiofrequency (RF) compared to sequential block in Complex Regional Pain Syndrome-I (CRPS). Methods: 15 patients with cervical somathic and autonomic pain were submitted to a 4- weekly sympathetic thoracic block, combined to bilateral cervical facetary block. This sequence was repeated when pain reached VAS 4-cm, and this period was defined as time of analgesia. Thereafter, same patients were submitted to a test block followed by RF modulation of thoracic sympathetic ganglion and ablation of facetary cervical median branches. Patients acted as their own control related to analgesia, routine activities, sleep pattern and costs. Results: 13 patients completed the study. The analgesia time after the 4-block sequence was 4±1 months and the annual costs USA$5000. Analgesia time after RF was 13±2 months (p<0.001) and costs were reduced by 26% in the first year and 34%-38% in the following years extrapolation. Quality of life improved for both treatments (p> 0.05). There were no adverse effects. Discussion: RF resulted in 13-month compared to 4-month analgesia after the classical 4- weekly blocks, and improved physical capacity and sleep pattern. Besides that, RF was costeffective, and reduced rates by 23% during the first-year evaluation, followed by 32%-36% cost reduction in following years, by extrapolation.

Esse trabalho pretende contribuir para a compreensão do papel desempenhado pela justiça comum no contexto das políticas de saúde do município de São Paulo. Para tanto, ele propõe-se a estudar o processo de utilização do Tribunal de Justiça de São Paulo para garantia do direito à saúde e identificar os mecanismos institucionais que permitem que este processo ocorra. Realizou-se um levantamento das decisões proferidas por tal Tribunal em ações que questionavam políticas municipais de saúde e, posteriormente, analisou-se tais decisões com o objetivo de mapear os padrões de resposta que o Poder Judiciário tem dado a tais demandas. Finalmente, também buscou-se investigar em que medida tais respostas exercem influência sobre políticas de saúde do Poder Executivo e identificar quais foram as formas de acionamento e os atores envolvidos. A pesquisa teve como resultado a delineação de certas especificidades do processo de questionamento de políticas de saúde no Tribunal de Justiça do Estado de São Paulo, tais como a predominância de ações individuais, o alto índice de condenações do Poder Executivo, a significativa utilização de assistência jurídica gratuita e os efeitos das condenações nas políticas de saúde, tanto na forma de alterações substantivas em seu conteúdo, como na de acordos institucionais firmados entre os atores demandantes e o Poder Executivo. / This research aims at understanding the role played by the common courts in the context of health policy in São Paulo. Therefore, it is proposed to study the process of using the São Paulo State Court of Justice to guarantee the right to health and identify institutional mechanisms that allow this process to occur. We accomplished a survey of this Court decisions in lawsuits that contestate municipal health policies, and then examined such decisions in order to map the patterns of response that the judiciary has given to such demands. Finally, we also sought to investigate to what extent such responses influence on executive branch health policies and to identify what were the ways of demanding and the actors involved. The research resulted in a delineation of certain specific characteristics of health policy contestation at the São Paulo State Court, such as the predominance of individual lawsuits, the high rate of the executive branch convictions, the significant use of free legal assistance and the effects of conviction in health policies, both as substantive changes in its content, as institutional arrangements between the actors applicants and the Executive.

Context: Most of the problem of generating timetable for a school belongs to the class of NP-hard problems. Complexity and practical value makes this kind of problem interesting for parallel computing. Objectives: This paper focuses on Class-Teacher problem with weighted time slots and proofs that it is NP-complete problem. Branch and bound scheme and two approaches to distribute the simulated annealing are proposed. Empirical evaluation of described methods is conducted in an elementary school computer laboratory. Methods: Simulated annealing implementation described in literature are adapted for the problem, and prepared for execution in distributed systems. Empirical evaluation is conducted with the real data from Polish elementary school. Results: Proposed branch and bound scheme scales nearly logarithmically with the number of nodes in computing cluster. Proposed parallel simulated annealing models tends to increase solution quality. Conclusions: Despite a significant increase in computing power, computer laboratories are still unprepared for heavy computation. Proposed branch and bound method is infeasible with the real instances. Parallel Moves approach tends to provide better solution at the beginning of execution, but the Multiple Independent Runs approach outruns it after some time. / Sammanhang: De flesta problem med att generera scheman för en skola tillhör klassen av NP-svårt problemen. Komplexitet och praktiskt värde gör att den här typen av problemen forskas med särskild uppmärksamhet på en parallell bearbetning.   Syfte: Detta dokument fokusarar på Klass-Lärare problem med vikter för enskilda tidsluckor och på att visa var ett NP-svårt problem är fullständigt. Branch and bound scheman och två metoder för att distribuera en simulerad glödgning algoritm presenterades. En empirisk analys av beskrivna metoder gjordes i datorlaboratorium i en grundskola. Metod: Implementering av en simulerad glödgning algoritm som beskrivs i litteraturen blev anpassad till ett utvalt problem och distribuerade system. Empirisk utvärdering genomförs med verkliga data från polska grundskolan Resultat: Föreslagit Branch and bound system graderar nästan logaritmiskt antal noder i ett datorkluster. Den simulerade glödgning algoritmen som föreslagits förbättrar lösningarnas kvalitet. Slutsatser: Trots att en betydande ökning med beräkningskraft är inte datasalar i skolor anpassad till avancerade beräkningar. Användning av den Branch and Bound föreslagna metoden till praktiska problem är omöjlig i praktiken. En annan föreslagen metod Parallel Moves ger bättre resultat i början av utförandet men Multiple Independent Runs hittar bättre lösningar efter en viss tid.

This dissertation studies in depth the structure of the Discrete Ordered Median Problem (DOMP), to define new formulations and resolution algorithms. Furthermore we analyze an interesting extension for DOMP, namely MDOMP (Monotone Discrete Ordered Median Problem). This thesis is structured in three main parts.First, a widely theoretical and computational study is reported. It presents several new formulations for the Discrete Ordered Median Problem (DOMP) based on its similarity with some scheduling problems. Some of the new formulations present a considerably smaller number of constraints to define the problem with respect to some previously known formulations. Furthermore, the lower bounds provided by their linear relaxations improve the ones obtained with previous formulations in the literature even when strengthening is not applied. We also present a polyhedral study of the assignment polytope of our tightest formulation showing its proximity to the convex hull of the integer solutions of the problem. Several resolution approaches, among which we mention a branch and cut algorithm, are compared. Extensive computational results on two families of instances, namely randomly generated and from Beasley's OR-library, show the power of our methods for solving DOMP. One of the achievements of the new formulation consists in its tighter LP-bound. Secondly, DOMP is addressed with a new set partitioning formulation using an exponential number of variables. This chapter develops a new formulation in which each variable corresponds to a set of demand points allocated to the same facility with the information of the sorting position of their corresponding distances. We use a column generation approach to solve the continuous relaxation of this model. Then, we apply a branch-cut-and-price algorithm to solve to optimality small to moderate size of DOMP in competitive computational time.To finish, the third contribution of this dissertation is to analyze and compare formulations for the monotone discrete ordered median problem. These formulations combine different ways to represent ordered weighted averages of elements by using linear programs together with the p-median polytope. This approach gives rise to two efficient formulations for DOMP under a hypothesis of monotonicity in the lambda vectors. These formulations are theoretically compared and also compared with some other formulations valid for the case of general lambda vector. In addition, it is also developed another new formulation, for the general case, that exploits the efficiency of the rationale of monotonicity. This representation allows to solve very efficiently some DOMP instances where the monotonicity is only slightly lost. Detailed computational tests on all these formulations is reported in the dissertation. They show that specialized formulations allow to solve to optimality instances with sizes that are far beyond the limits of those that can solve in the general case. / Cette dissertation étudie en profondeur la structure du "Discrete Ordered Median Problem" (DOMP), afin de proposer de nouvelles formulations et de nouveaux algorithmes de résolution. De plus, une extension intéressante du DOMP nommée MDOMP ("Monotone Discrete Ordered Median Problem") a été étudiée.Cette thèse a été structurée en trois grandes parties.La première partie présente une étude riche aux niveaux théorique et expérimentale. Elle développe plusieurs formulations pour le DOMP qui sont basées sur des problèmes d'ordonnancement largement étudiés dans la littérature. Plusieurs d'entres elles nécessitent un nombre réduit de contraintes pour définir le problème en ce qui concerne certaines formulations connues antérieurement. Les bornes inférieures, qui sont obtenues par la résolution de la relaxation linéaire, donnent de meilleurs résultats que les formulations précédentes et ceci même avec tout processus de renforcement désactivé. S'ensuit une étude du polyhèdre de notre formulation la plus forte qui montre sa proximité entre l'enveloppe convexe des solutions entières de notre problème. Un algorithme de branch and cut et d'autres méthodes de résolution sont ensuite comparés. Les expérimentations qui montrent la puissance de nos méthodes s'appuient sur deux grandes familles d'instances. Les premières sont générées aléatoirement et les secondes proviennent de Beasley's OR-library. Ces expérimentations mettent en valeur la qualité de la borne obtenue par notre formulation.La seconde partie propose une formulation "set partitioning" avec un nombre exponentiel de variables. Dans ce chapitre, la formulation comporte des variables associées à un ensemble de demandes affectées à la même facilité selon l'ordre établi sur leurs distances correspondantes. Nous avons alors développé un algorithme de génération de colonnes pour la résolution de la relaxation continue de notre modèle mathématique. Cet algorithme est ensuite déployé au sein d'un Branch-and-Cut-and-Price afin de résoudre des instances de petites et moyennes tailles avec des temps compétitifs.La troisième partie présente l'analyse et la comparaison des différentes formulations du problème DOMP Monotone. Ces formulations combinent plusieurs manières de formuler l'ordre des éléments selon les moyennes pondérées en utilisant plusieurs programmes linéaires du polytope du p-median. Cette approche donne lieu à deux formulations performantes du DOMP sous l'hypothèse de monotonie des vecteurs lambda. Ces formulations sont comparées de manière théorique puis comparées à d'autres formulations valides pour le cas général du vecteur lambda. Une autre formulation est également proposée, elle exploite l'efficacité du caractère rationnel de la monotonie. Cette dernière permet de résoudre efficacement quelques instances où la monotonie a légèrement disparue. Ces formulations ont fait l'objet de plusieurs expérimentations dècrites dans ce manuscrit de thèse. Elles montrent que les formulations spécifiques permettent de résoudre des instances plus importantes que pour le cas général. / Este trabajo estudia en profundidad la estructura del problema disctreto de la mediana ordenada (DOMP, por su acrónimo en inglés) con el objetivo de definir nuevas formulaciones y algoritmos de resolución. Además, analizamos una interesante extensión del DOMP conocida como el problema monótono discreto de la mediana ordenada (MDOMP, de su acrónimo en inglés).Esta tesis se compone de tres grandes bloques.En primer lugar, se desarrolla un detallado estudio teórico y computacional. Se presentan varias formulaciones nuevas para el problema discreto de la mediana ordenada (DOMP) basadas en su similaridad con algunos problemas de secuenciación. Algunas de estas formulaciones requieren de un cosiderable menor número de restricciones para definir el problema respecto a algunas de las formulaciones previamente conocidas. Además, las cotas inferiores proporcionadas por las relajaciones lineales mejoran a las obtenidas con formulaciones previas de la literatura incluso sin reforzar la nueva formulación. También presentamos un estudio poliédrico del politopo de asignación de nuestra formulación más compacta mostrando su proximidad con la envolvente convexa de las soluciones enteras del problema. Se comparan algunos procedimientos de resolución, entre los que destacamos un algoritmo de ramificación y corte. Amplios resultados computacionales sobre dos familias de instancias -aleatoriamente generadas y utilizando la Beasley's OR-library- muestran la potencia de nuestros métodos para resolver el DOMP.En el segundo bloque, el problema discreto de la mediana ordenada es abordado con una formulación de particiones de conjuntos empleando un número exponencial de variables. Este capítulo desarrolla una nueva formulación en la que cada variable corresponde a un conjunto de puntos de demanda asignados al mismo servidor con la información de la posición obtenida de ordenar las distancias correspondientes. Utilizamos generación de columnas para resolver la relajación continua del modelo. Después, empleamos un algoritmo de ramificación, acotación y "pricing" para resolver a optimalidad tamaños moderados del DOMP en un tiempo computacional competitivo.Por último, el tercer bloque de este trabajo se dedica a analizar y comparar formulaciones para el problema monótono discreto de la mediana ordenada. Estas formulaciones combinan diferentes maneras de representar medidas de pesos ordenados de elementos utilizando programación lineal junto con el politopo de la $p$-mediana. Este enfoque da lugar a dos formulaciones eficientes para el DOMP bajo la hipótesis de monotonía en su vector $lambda$. Se comparan teóricamente las formulaciones entre sí y frente a algunas de las formulaciones válidas para el caso general. Adicionalmente, se desarrolla otra formulación válida para el caso general que explota la eficiencia de las ideas de la monotonicidad. Esta representación permite resolver eficientemente algunos ejemplos donde la monotonía se pierde ligeramente. Finalmente, llevamos a cabo un detallado estudio computacional, en el que se aprecia que las formulaciones ad hoc permiten resolver a optimalidad ejemplos cuyo tamaño supera los límites marcados en al caso general. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

In this paper, we introduce two algorithms to address the two-echelon capacitated location-routing problem (2E-CLRP). We introduce a branch-and-cut algorithm based on the solution of a new two-index vehicle-flow formulation, which is strengthened with several families of valid inequalities. We also propose an adaptive large-neighbourhood search (ALNS) meta-heuristic with the objective of finding good-quality solutions quickly. The computational results on a large set of instances from the literature show that the ALNS outperforms existing heuristics. Furthermore, the branch-and-cut method provides tight lower bounds and is able to solve small- and medium-size instances to optimality within reasonable computing times.

[pt] A Programação Quadrática Binária Irrestrita (UBQP) é amplamente estudada. Trata-se de uma ferramenta de modelagem poderosa, mas otimizar de um problema NP-difícil. Neste trabalho uma nova abordagem é apresentada, que pode ser usada para construir um algoritmo exato. Além disso, a ideia básica que fundamenta o trabalho pode ser usado em um espectro ainda mais amplo de problemas. O algoritmo exato derivado do novo método é altamente paralelizável, o que é uma característica desejável nos dias de hoje em que cloud computing já é uma realidade. Para instâncias razoavelmente grandes do UBQP, o novo método pode paralelizar a centenas, ou até milhares, de núcleos com facilidade, com um aumento de desempenho quase linear. / [en] Unconstrained Binary Quadratic Programming (UBQP) is widely studied. It is a powerful modeling tool and its associate problem is NP-hard. In this work a new approach is introduced, which can be used to build an exact algorithm. Also, the fundamental idea behind it can be used in an even wider family of problems. This exact algorithm derived from the new method is highly parallelizable, which is a desired feature nowadays, when the cloud computing is a reality. For reasonably large instances of UBQP, the new method can parallelize to hundreds, or even thousands, of cores easily, with a near-linear speedup.

Diplomová práce se věnuje popisu a analýze chování institucí finančního sektoru, tj. komerčního a centrálního bankovnictví USA v období Velké hospodářské krize. Zkoumá faktory, které mohly společně zapříčinit bezprecedentní bankovní kolaps na začátku třicátých let. Cílem práce je nabídnout přehledný a srozumitelný obraz o tom, jak americký finanční systém a její instituce, zejména komerční banky, Federální rezervní systém a zlatý standard, fungovaly v době Velké hospodářské krize. Velký prostor je věnován roli, kterou během události sehrál Federální rezervní systém prostřednictvím své strategie během dvacátých let a v době krize. V souvislosti s Velkou hospodářskou krizí zůstává jednou z nejvíce diskutovaných témat role Federálního rezervního systému. Dále práce obsahuje analýzu jednotlivých vln bankovních krizí, a to jak z mikroekonomického, tak i z makroekonomického pohledu. Věnuje se též problematikám omezení ?branch bankingu?, bankovním panikám a ?uvěrové expanze?. Z časového hlediska je téma diskutovaná do vyhlášení ?bankovních prázdnin? a přijetí zákona The Banking Act z roku 1933.