O método do gradiente conjugado, na sua forma geral, pode ser aplicado a um sistema de equações lineares algébricas Ax = b, quando A é autoadjunta e positiva definida em relação a um produto interno qualquer. As formas de recorrência de dois termos ou três, que fornecem uma aproximação da solução do sistema, independem do produto interno fixado no espaço universo. A generalidade teórica envolvida em tal contexto encontra-se, nesse trabalho, devidamente justificada. O precondicionamento e a sua relação com o produto interno utilizado, e o método para SELAS singulares e quase singulares também fazem parte da exposição. / The conjugated gradient method, in its general form, can be applied on an algebraic linear system Ax = b , when A is selfadjoint and positive definite with respect to an arbitrary inner product. The three-term recurrence form and the two-term one that give an approximation to the solution of the system do not depend on the inner product in the environment space. The theoretical generality involved in that context is properly justified in this dissertation. The preconditioning and its relationship with the relevant inner product and the conjugate gradient method for the singular and nearly singular systems are also part of this work.

Nesta tese apresentamos a abordagem da Mecânica Estatística para o clássico problema de otimização denominado problema da partição numérica (PPN), que é definido como: Dada uma seqüência de N números reais positivos {a1, a2, a3,....aN}, o problema consiste em particioná-los em dois conjuntos complementares, A e Ac, tais que o valor absoluto da diferença da soma dos ais nos dois conjuntos seja minimizada. No caso em que os aj\'s são variáveis aleatórias estatisticamente independentes distribuídas uniformemente no intervalo unitário, este problema NP-completo equivale ao problema de encontrar o estado fundamental de um modelo de Ising antiferromagnético aleatório de alcance infinito. Conseqüentemente, a análise probabilística do PPN pode ser realizada com as ferramentas da Mecânica Estatística de sistemas desordenados. Neste trabalho empregamos a aproximação recozida (annealed) para derivar uma expressão analítica para o limitante inferior do valor médio da diferença para partições tanto com vínculo de cardinalidade quanto sem vínculo para grandes valores de N. Além disso, calculamos analiticamente a fração de estados metaestáveis, isto é, estados que possuem a menor energia mediante todos os vizinhos (estados que diferem pela troca de um único spin). Concluímos a análise da abordagem direta, cujas instâncias . / In this thesis we present a statistical mechanics approach to a classical optimization problem called the number partitioning problem (NPP), which is stated as follows. Given a sequence of N positive real numbers , the number partitioning problem consists of partitioning them into two sets A and its complementary set Ac such that the absolute value of the difference of the sums of aj over the two sets is minimized. In each case in which the aj\'s are statistically independent random variables uniformly distributed in the unit interval, this NP-complete problem is equivalent to the problem of finding the ground state of an infinite range, random antiferromagnetic Ising model. Hence the probabilistic analysis of the NPP can be carried out within the framework of the standard statistical mechanics of disordered systems. In this vein we employ the annealed approximation to derive analytical lower bounds to the average value of the difference for the best-constrained and unconstrained partitions in the large N limit. Furthermore, we calculate analytically the fraction of metastable states, i.e. states that are stable against all single spin flips. We conclude the analysis of the so-called direct approach, in which the instances {ai} are fixed and the partitions are variable, with the analytical study of the linear programming relaxation of this NP-complete integer programming. In the second part of this thesis we propose and explore an inverse approach to the NPP, in which the optimal partitions are fixed and the instances are variable. Specifically, using the replica framework we study analytically the instance space of the number partitioning problem. We show that, regardless of the distribution of the instance entries, there is an upper bound &#945cN to the number of perfect random partitions (i.e. partitions for which that difference is zero). In particular, in the case where the two sets have the same cardinality (balanced partitions) we find &#945c =1/2. Moreover, in the case of unbalanced partitions, we show that perfect random partitions exist only if the difference between the cardinalities of the two sets scales like m N-1/2}.

O método do gradiente conjugado, na sua forma geral, pode ser aplicado a um sistema de equações lineares algébricas Ax = b, quando A é autoadjunta e positiva definida em relação a um produto interno qualquer. As formas de recorrência de dois termos ou três, que fornecem uma aproximação da solução do sistema, independem do produto interno fixado no espaço universo. A generalidade teórica envolvida em tal contexto encontra-se, nesse trabalho, devidamente justificada. O precondicionamento e a sua relação com o produto interno utilizado, e o método para SELAS singulares e quase singulares também fazem parte da exposição. / The conjugated gradient method, in its general form, can be applied on an algebraic linear system Ax = b , when A is selfadjoint and positive definite with respect to an arbitrary inner product. The three-term recurrence form and the two-term one that give an approximation to the solution of the system do not depend on the inner product in the environment space. The theoretical generality involved in that context is properly justified in this dissertation. The preconditioning and its relationship with the relevant inner product and the conjugate gradient method for the singular and nearly singular systems are also part of this work.

Orientador: Orlando Lee / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T05:20:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SanFelice_MarioCesar_M.pdf: 1592906 bytes, checksum: 7d6d43104cbdeb2ad46a93e6ef11ae23 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta dissertação consideramos o problema do k-Servidor. Neste problema temos k servidores em um espaço métrico e nosso objetivo e atender a uma seqüência de requisições, de modo a minimizar a distancia total percorrida pelos servidores. Dedicamos especial atenção a conjectura do k-Servidor: qualquer espaço métrico admite um algoritmo k-competitivo para o problema do k-Servidor. Este e um dos problemas mais importantes em aberto da area de computação online. O algoritmo da função trabalho, proposto por Chrobak e Larmore, e especialmente relevante para a conjectura. Isto porque foi provado que este algoritmo e k-competitivo para diversos casos particulares do problema do k-Servidor. Alem disso, acredita-se que este algoritmo e de fato k-competitivo para todo espaço métrico. Por isto, o entendimento deste algoritmo e central neste trabalho. Para analisar o algoritmo da função trabalho são utilizados diversos resultados auxiliares desenvolvidos por vários autores. Neste trabalho tentamos apresentar de forma coesa uma coletânea destes resultados. A partir desta mostramos uma prova do teorema de Koutsoupias e Papadimitriou: o algoritmo da função trabalho e (2k - 1)-competitivo para todo espaço métrico. Este e o resultado mais importante relacionado ao problema do k-Servidor. Alem disso, mostramos que a conjectura do k-Servidor vale para alguns casos particulares do problema / Abstract: In this work we study the k-server problem. In this problem, we have k servers on a metric space that must attend a sequence of requests with the goal of minimizing the total distance moved by the servers. We dedicate special attention to the k-server conjecture: any metric space allows for a k-competitive k-server algorithm. This is one of the most important open problems in online computing. The work function algorithm, proposed by Chrobak and Larmore, is very relevant to the conjecture. It has been proved that this algorithm is k-competitive for several special cases of the k-server problem. Furthermore, most researchers believe that the algorithm is indeed k-competitive for any metric space. Thus, a deeper understanding of this algorithm plays a special role in this work. To analyze the work function algorithm, we use many auxiliary results developed by several authors. In this work we tried to present a collection of these results in a concise way. From this, we present a proof of Koutsoupias and Papadimitriou's theorem: the work function algorithm is (2k - 1)-competitive for any metric space. This is the most important result related to the k-server problem. Moreover, we show that the k-server conjecture holds in some special cases / Mestrado / Otimização Combinatoria / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Celia Picinin de Mello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas , Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T12:11:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_ChristianeNeme_D.pdf: 1048367 bytes, checksum: e8270db6704873ddaf2043927ca93e99 (MD5) Previous issue date: 2006 / Doutorado / Teoria dos Grafos / Doutor em Ciência da Computação

Sistemas distribuídos têm se mostrado altamente heterogêneos e dinâmicos, mudanças acontecem constantemente e rapidamente. Uma abordagem largamente adotada no desenvolvimentode sistemas distribuídos é a do desenvolvimento baseado em componentes, que permite desenvolver softwares flexíveis através da composição de componentes individuais.Mas, com a grande diversidade de modelos de componentes, cada modelo possui sua especificidade de desenvolvimento e nativamente estes não possuem interoperabilidade. O desenvolvimento de métodos de comunicação remota e o deployment distribuído são tarefas difíceis que contribuem no aumento da complexidade. Considerando toda essa complexidade, os esforços destinados ao desenvolvimento de código técnico para sistemas distribuídos são obstáculos que desencorajam desenvolvedores. Neste cenário apresentamos o HighFrame - uma solução integrada para desenvolvimento em alto nível e deployment automático que tem como propósito reduzir a complexidade do desenvolvimento de sistemas distribuídos baseados em componentes heterogêneos. Com esta solução o desenvolvedor mantém o foco de desenvolvimento no negócio da aplicação. Ele utiliza anotações e um planejador gráfico para definir componentes e a arquitetura do sistema distribuído. O HighFrame desempenha o processo de deployment automaticamente e abstrai do desenvolvedor a complexidade de modelos de componentes, métodos de comunicação remota e interoperabilidade entre componentes heterogêneos.

Neste trabalho consideramos um problema da Antropologia. A modelagem de sociedades e casamentos de indivíduos é feita com grafos mistos e encontrar caminhos disjuntos é uma questão central no problema. O problema é NP-completo e, quando visto como um problema parametrizado, ele é W[1]-difícil. Alguns subproblemas que surgem durante o processo de obter uma solução para o problema, envolvem caminhos disjuntos e podem ser resolvidos em tempo polinomial. Implementamos algoritmos polinomiais que são usados em uma ferramenta desenvolvida para solucionar o problema na Antropologia considerado. Nossa solução funcionou bem para as sociedades fornecidas pelos nossos parceiros. / In this work we consider a problem from the Anthropology. The model of the societies and the marriages of individuals is done with mixed graphs and to find disjoint paths is a central question in the problem. The problem is NP-complete and W[1]-hard when it is considered a parameterized problem. Some subproblems that arise during the process to obtain a solution for the problem, involve disjoint paths and can be solved in polynomial time. We implemented some polynomial algorithms that are used in a tool developed to solve the problem in the Anthropology considered. Our solution worked well for the societies provided by our partners.

Recentemente, Barak et al. (2004) exibiram construções de extratores e dispersores determinísticos (funções computáveis em tempo polinomial) com parâmetros melhores do que era anteriormente possível. Introduziremos os conceitos envolvidos em tal trabalho e mencionaremos suas aplicações; em particular, veremos como é possível obter cotas muito melhores para o problema Ramsey bipartido (um problema bem difícil) utilizando as construções descritas no artigo. Também apresentamos resultados originais para melhorar tais construções. Tais idéias são inspiradas no trabalho de Anup Rao (2005) e utilizam o recente êxito de Jean Bourgain (2005) em obter extratores que quebram a \"barreira 1/2\". / Recently, Barak et al. (2004) constructed explicit deterministic extractors and dispersers (these are polynomial-time computable functions) with much better parameters than what was known before. We introduce the concepts involved in such a construction and mention some of its applications; in particular, we describe how it is possible to obtain much better bounds for the bipartite Ramsey problem (a very hard problem) using the machinery developed in that paper. We also present some original results that improve on these constructions. They are inspired by the work of Anup Rao (2005) and uses the recent breakthrough of Jean Bourgain (2005) in obtaining 2-source extractors that break the \"1/2-barrier\".

FROTA, Débora Farias. Uma Lógica de Descrição Default. 2011. 79 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará. Centro de Ciências, Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Computação, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-20T19:27:19Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_dffrota.pdf: 945021 bytes, checksum: 9adb958d87b14104dcd8db9fc4c4bd6f (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-20T19:28:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_dffrota.pdf: 945021 bytes, checksum: 9adb958d87b14104dcd8db9fc4c4bd6f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T19:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_dffrota.pdf: 945021 bytes, checksum: 9adb958d87b14104dcd8db9fc4c4bd6f (MD5) Previous issue date: 2011 / Knowledge formalization and reasoning automatization are central within Arti cial Intelligence. First Order Logic has been traditionally used for such purposes. However, it is better suited to deal with complete knowledge in ideal circumstances. In real situations, in which the knowledge is partial, First Order Logic is not su cient. Nonmonotonic logics have been proposed to better cope with practical reasoning. A successful formalization of nonmonotonic reasoning is the Reiter's default logic which extends classical logic with default rules. Unfortunately, default logic is undecidable. In this work, we propose a description default logic expressible enough to formalize practical reasoning in knowledge bases. It has as its monotonic basis the ALC Description Logic. We add some restrictions to the application of defaults in order to obtain nice properties such as coherence and the elimination of anomalous extensions. We present the main algorithms used to build an extension with a step by step complexity analysis. / A formalização do conhecimento e a automatização do raciocínio são assuntos centrais de pesquisa da Inteligência Arti cial. A Lógica de Primeira Ordem tem sido tradicionalmente utilizada para tais propósitos. No entanto, ela é mais adequada para lidar com conhecimento completo em circunstâncias ideais. Em situações reais, nas quais o conhecimento é parcial, a Lógica de Primeira Ordem não é su ciente. Lógicas não-monotônicas têm sido propostas para melhor lidar com o raciocínio prático. Uma formalização do raciocínio não-monotônico bem-sucedida é a Lógica Default de Reiter que estende a Lógica de Primeira Ordem com regras default. Infelizmente, a Lógica Default é indecidível. Nesta dissertação, propomos uma Lógica de Descrição Default expressiva o su ciente para formalizar o raciocínio prático sobre bases de conhecimento. Ela tem como base monotônica a Lógica de Descrição ALC. Adicionamos algumas restrições à aplicação dos defaults a m de obter propriedades interessantes, tais como a coerência e a eliminação de extensões anômalas. Apresentamos os principais algoritmos usados para construir uma extensão com um passo-a-passo e suas análise de complexidade.

Using concepts of the socio-technical systems theory, this dissertation defines mathematically the problems of cooperative teams formation considering social and technical constraints separately, and then presents their computational complexity. Mainly, it is defined and studied the central problem in this work, which jointly considers social and technical requirements for creating teams of cooperative work, to be called FEST (Socio-Technical Teams Formation Problem). Two mathematical formulations and a meta-heuristic are proposed for FEST. One formulation uses a cubic number of variables and constraints, whereas the second one has a quadratic number of variables but an exponential number of constraints. The proposed heuristic is based on the Non-monotonic Simulated Annealing meta-heuristic with local search using swap-like operators. The correctness of both formulations is proved. A polynomial algorithm to separate the constraints of the second formulation is presented. It is proved that the two formulations provide the same linear programming bound, and valid inequalities to strengthen it are proposed. For the compact formulation, some classes of valid inequalities are shown to be facet-inducing under suitable hypotheses. Finally, it is statistically analyzed the performance of the presented formulations and meta-heuristic. Real and random generated instances are used in the computational experiments. / Utilizando conceitos da Teoria dos Sistemas SociotÃcnicos, este trabalho define matematicamente os problemas de formaÃÃo de equipes cooperativas considerando separadamente restriÃÃes sociais e tÃcnicas e apresenta a complexidade computacional dos mesmos. Sobretudo, à definido e estudado o problema central deste trabalho, que considera conjuntamente requisitos sociais e tÃcnicos para criaÃÃo de equipes de trabalho cooperativo, denominado FEST (Problema de FormaÃÃo de Equipes SociotÃcnicas). Duas formulaÃÃes matemÃticas e uma meta-heurÃstica para o FEST sÃo propostas. Uma formulaÃÃo utiliza um nÃmero cÃbico de variÃveis e restriÃÃes, enquanto a segunda formulaÃÃo possui um nÃmero quadrÃtico de variÃveis, mas um nÃmero exponencial de restriÃÃes. A meta-heurÃstica proposta à baseada no Simulated Annealing NÃo-MonotÃnico com busca local que usa operadores tipo swap. A corretude de ambas as formulaÃÃes à provada. Um algoritmo polinomial para separar as restriÃÃes da segunda formulaÃÃo à apresentado. Mostra-se que as duas formulaÃÃes fornecem o mesmo limite de programaÃÃo linear, e desigualdades vÃlidas para fortalecÃ-lo sÃo propostas. Para a formulaÃÃo compacta, algumas classes de desigualdades vÃlidas sÃo demonstradas indutoras de facetas sob hipÃteses apropriadas. Por fim, foi analisado estatisticamente o desempenho das formulaÃÃes e da meta-heurÃstica apresentadas. InstÃncias reais e geradas aleatoriamente sÃo usadas nos experimentos computacionais.