Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2017. / Submitted by Priscilla Sousa (priscillasousa@bce.unb.br) on 2017-10-09T13:02:47Z No. of bitstreams: 1 2017_AlexandreLucchesiAlencar.pdf: 1212791 bytes, checksum: d649afa5d4e58b36d30548964058710d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-10-09T16:17:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AlexandreLucchesiAlencar.pdf: 1212791 bytes, checksum: d649afa5d4e58b36d30548964058710d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T16:17:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AlexandreLucchesiAlencar.pdf: 1212791 bytes, checksum: d649afa5d4e58b36d30548964058710d (MD5) Previous issue date: 2017-10-09 / Roteadores em software são uma solução promissora para lidar com o encaminhamento de pacotes devido ao seu bom custo-benefício e flexibilidade. Contudo, é desafiador o desenvolvimento de roteadores em software capazes de atingir as taxas de encaminhamento de pacotes necessárias. O uso de sistemas e técnicas de computação paralela pode ser uma abordagem viável para melhorar o desempenho dessas soluções. A fase de consulta IP constitui uma operação central no encaminhamento de pacotes, que é implementada através de um algoritmo de Casamento de Maior Prefixo (CMP). Assim, este trabalho propõe e avalia o uso de técnicas e processadores paralelos no desenvolvimento de um algoritmo otimizado que emprega filtros de Bloom (BFs) e tabelas hash para a execução de consultas IP. Especificamente, tem-se como alvo a implementação desse algoritmo no coprocessador many-core Intel® Xeon Phi™ (Intel Phi), mas também avalia-se o seu desempenho em CPUs multi-core e em um modelo de execução cooperativa que usa ambos os processadores com várias otimizações. Os resultados experimentais mostram que foi possível atingir altas taxas de consultas IP — até 182,7 Mlps (milhões de pacotes por segundo) ou 119,9 Gbps para pacotes IPv6 de 84B — em um único Intel Phi. Este desempenho indica que o Intel Phi é uma plataforma promissora para a implantação de algoritmos de consultas IP. Além disso, comparou-se o desempenho do algoritmo BFs com uma abordagem eficiente baseada na Multi-Index Hybrid Trie (MIHT), na qual o algoritmo BFs foi até 5,39x mais rápido. Esta comparação mostra que o algoritmo sequencial mais eficiente pode não ser a melhor opção em uma configuração paralela. Alternativamente, é necessário avaliar as características dos processadores, as demandas de computação/dados dos algoritmos e as estruturas de dados empregadas para analisar como os algoritmos podem se beneficiar de um dispositivo de computação paralelo, potenciais limitações na escalabilidade e oportunidades de otimização. Estas descobertas também são importantes para novos esforços no desenvolvimento de algoritmos nessa área, os quais têm sido, em sua maioria, focados em soluções sequenciais. / Software routers are a promising solution to deal with packet forwarding because of their good cost benefit and flexibility. However, it is challenging to develop software routers that can attain the required packet forwarding rates. The use of parallel computing systems and techniques may be a viable approach to improve the performance of these solutions. The IP lookup phase is a core operation in packet forwarding, which is implemented via a Longest Prefix Matching (LPM) algorithm to find the next hop address for every input packet. Therefore, this work proposes and evaluates the use of parallel processors and techniques in the development of an optimized algorithm that employs Bloom filters (BFs) and hash tables to the IP lookup problem. Specifically, we target the implementation on the Intel® Xeon Phi™ (Intel Phi) many-core coprocessor, but we also evaluate its performance on multi-core CPUs and on a cooperative execution model that uses both processors with several optimizations. The experimental results show that we were able to attain high IP lookup throughputs — up to 182.7 Mlps (million packets per second) or 119.9 Gbps for 84B IPv6 packets — on a single Intel Phi. This performance indicates that the Intel Phi is a very promising platform for deployment of IP lookup algorithms. We have also compared the BFs algorithm to an efficient approach based on the Multi-Index Hybrid Trie (MIHT) in which the BFs algorithm was up to 5.39x faster. This comparison shows that the most efficient sequential algorithm may not be the best option in a parallel setting. Instead, it is necessary to evaluate the processors characteristics, algorithms compute/data demands, and data structures employed to analyze how the algorithms will benefit from parallel computing devices, potential limitations on scalability and opportunities for optimizations. These findings are also important to new efforts in algorithmic developments in the topic, which have been highly focused on sequential solutions.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-12-09T15:22:53Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2009_07.pdf: 3736266 bytes, checksum: 31232ff6b5e978d5f499d794279bbc47 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-09T15:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2009_07.pdf: 3736266 bytes, checksum: 31232ff6b5e978d5f499d794279bbc47 (MD5) Previous issue date: 2009 / Unidades de processamento gráfico ou GPUs, são co-processadores de alto desempenho destinados inicialmente a melhorar ou prover de capacidade gráfica um computador. Desde que pesquisadores e profissionais perceberam o potencial da utilização de GPU para fins gerais, a sua aplicação tem sido expandida a outras áreas fora do âmbito da computação gráfica. O principal objetivo deste trabalho é avaliar o impacto de utilização de GPU em dois problemas típicos da área nuclear. O transporte de nêutros utilizando simulação Monte Carlo e a resolução da equação do calor em um domínio bi-dimensional pelo método de diferenças finitas foram os problemas escolhidos. Para conseguir isso, desenvolvemos algorítmos paralelos para GPU e CPU nos dois problemas descritos anteriormente. A comparação demonstrou que a abordagem baseada em GPU é mais rápida do que a CPU em um computador com dois processadores quad core, sem perda de precisão nos resultados encontrados / Graphics Processing Units (GPU) are high performance co-processors intended, originally, to improve the use and quality of computer graphics applications. Since researchers and practitioners realized the potential of using GPU in two tipical problems of Nuclear area. The neutron transport simulation using Monte Carlo method and solve heat equation in a bi-dimensional domain by finite differences method. To achieve this, we develop parallel algorithms for GPU and CPU in the two problems described above. The comparison showed that the GPU-based approach is faster than CPU in a computer with two quad core processors, without precision loss.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2018-06-18T12:49:30Z No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2018 Marcelo Carvalho dos Santos.pdf: 1995714 bytes, checksum: c266af485c05060099f19eea81c1d8c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T12:49:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2018 Marcelo Carvalho dos Santos.pdf: 1995714 bytes, checksum: c266af485c05060099f19eea81c1d8c6 (MD5) Previous issue date: 2018-03 / Uma estimativa rápida e precisa da dispersão atmosférica de radionuclídeos (DAR) é de fundamental importância para o apoio a decisão em casos de acidentes com liberação de materiais radioativos em uma central nuclear. Com o objetivo de aperfeiçoar o sistema de dispersão atmosférica de radionuclídeos (SDAR) da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA), foi proposto um refinamento nos cálculos dos modelos físicos envolvidos. No entanto, o refinamento desejado impõe um grande aumento no custo computacional, fazendo com que os computadores atuais necessitem de um tempo proibitivo para processar os cálculos, impossibilitando a execução do sistema em tempo real. Sendo assim, a fim de acelerar a execução deste sistema e permitir o seu uso efetivo na previsão de DAR em tempo real, é proposta uma abordagem utilizando computação paralela baseada em unidades de processamento gráfico (GPU). Essencialmente, o SDAR usado na CNAAA consiste em quatro módulos (programas) principais: Termo Fonte, Campo de Vento, Dispersão de Pluma e Dose, e Projeção. Este trabalho centra-se no desenvolvimento de uma versão paralela baseada em GPU do módulo Dispersão de Pluma e Dose, com foco no cálculo da dispersão. O módulo Dispersão de Pluma usa um modelo tridimensional de bufadas com trajetória lagrangeana e difusão gaussiana para realizar os cálculos do transporte e difusão de radionuclídeos na atmosfera. Devido às restrições do programa original, uma versão sequencial atualizada foi desenvolvida e utilizada como base para a implementação de um novo algoritmo paralelo baseado em GPU. O programa paralelo foi projetado usando a linguagem de programação C e o Compute Unified Device Architecture (CUDA), em conjunto com técnicas de programação paralela. Como resultado, o tempo de execução de uma simulação do modelo do transporte e difusão de radionuclídeos refinado diminuiu de 2498,59 s (executado em uma CPU Intel-Core I5 7500) para 67,91 s (rodando em uma GPU GTX-1070). Aqui, as questões mais importantes da implementação paralela, bem como os resultados comparativos são apresentados e discutidos. / A fast and accurate estimate of the atmospheric dispersion of radionuclides (ADR) is of fundamental importance for support the decisions in cases of accidents involving the release of radioactive materials at a nuclear power station. Aiming to improve the atmospheric dispersion of radionuclides system (ADRS) of the Almirante Álvaro Alberto Nuclear Power Plant (CNAAA), a refinement was proposed in the calculations of the physical models involved. However, the desired refinement imposes a large increase in computational cost, making current computers need a prohibitive time to process the calculations, making it impossible to run the system in real time. Therefore, in order to accelerate the execution of this system and to allow its effective use in predicting real-time ADS, an approach using parallel computation based on GPUs is proposed. Essentially, the ADRS used in the CNAAA consists of four main calculation modules (programs): Source Term, Wind Field, Plume Dispersion and Dose, and Projection. This work focuses on the development of a parallel version based on the GPU of the Plume Dispersion and Dose module, with focus on the dispersion calculation. The Plume Dispersion and Dose module uses a three-dimensional model of lagrangian trajectory and Gaussian diffusion to perform calculations of the transport and diffusion of radionuclides into the atmosphere. Due to the constraints of the original program, an updated sequential version was developed and used as the basis for the implementation of a new GPU-based parallel algorithm. The parallel program was designed using the C programming language and the Compute Unified Device Architecture (CUDA), in conjunction with parallel programming techniques. As a result, the runtime of a refined dispersion model simulation decreased from 2498.59 s (running on an Intel-Core I5 7500 CPU) to 67.91 s (running on a GTX-1070 GPU). Here, the most important issues of parallel implementation as well as comparative results are presented and discussed.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2016-06-01T21:17:59Z No. of bitstreams: 1 2015_WilsonDomingosSidineiAlvesMiranda.pdf: 850688 bytes, checksum: ebf1c7ea3222d989fe0dd442d10edd33 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-06-01T21:18:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_WilsonDomingosSidineiAlvesMiranda.pdf: 850688 bytes, checksum: ebf1c7ea3222d989fe0dd442d10edd33 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T21:18:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_WilsonDomingosSidineiAlvesMiranda.pdf: 850688 bytes, checksum: ebf1c7ea3222d989fe0dd442d10edd33 (MD5) / Um dos principais problemas da álgebra linear computacional é o problema de autovalor, Au = lu, onde A é usualmente uma matriz de ordem grande. A maneira mais efetiva de resolver tal problema consiste em reduzir a matriz A para a forma tridiagonal e usar o método da bissecção ou algoritmo QR para encontrar alguns ou todos os autovalores. Este trabalho apresenta uma implementação em paralelo utilizando uma combinação dos métodos da bissecção, secante e Newton-Raphson para a solução de problemas de autovalores de matrizes hermitianas. A implementação é voltada para unidades de processamentos gráficos (GPUs) visando a utilização em computadores que possuam placas gráficas com arquitetura CUDA. Para comprovar a eficiência e aplicabilidade da implementação, comparamos o tempo gasto entre os algoritmos usando a GPU, a CPU e as rotinas DSTEBZ e DSTEVR da biblioteca LAPACK. O problema foi dividido em três fases, tridiagonalização, isolamento e extração, as duas últimas calculadas na GPU. A tridiagonalização via DSYTRD da LAPACK, calculada em CPU, mostrou-se mais eficiente do que a realizada em CUDA via DSYRDB. O uso do método zeroinNR na fase de extração em CUDA foi cerca de duas vezes mais rápido que o método da bissecção em CUDA. Então o método híbrido é o mais eficiente para o nosso caso. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / One of the main problems in computational linear algebra is the eigenvalue problem Au = lu, where A is usually a matrix of big order. The most effective way to solve this problem is to reduce the matrix A to tridiagonal form and use the method of bisection or QR algorithm to find some or all of the eigenvalues. This work presents a parallel implementation using a combination of methods bisection, secant and Newton-Raphson for solving the eigenvalues problem for Hermitian matrices. Implementation is focused on graphics processing units (GPUs) aimed at use in computers with graphics cards with CUDA architecture. To prove the efficiency and applicability of the implementation, we compare the time spent between the algorithms using the GPU, the CPU and DSTEBZ and DSTEVR routines from LAPACK library. The problem was divided into three phases, tridiagonalization, isolation and extraction, the last two calculated on the GPU. The tridiagonalization by LAPACK’s DSYTRD, calculated on the CPU, proved more efficient than the DSYRDB in CUDA. The use of the method zeroinNR on the extraction phase in CUDA was about two times faster than the bisection method in CUDA. So the hybrid method is more efficient for our case.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2955_1.pdf: 3111597 bytes, checksum: 1a429acd96d2734eec9d3245ce25cf3a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Modelos de simulação física baseados em pontos vêm se tornando ao longo dos anos uma alternativa à utilização de malhas, visto que além de possiblitarem a simulação de características físicas mais realistas, possibilitam esta realização de forma mais eficiente do que nos modelos baseados em malhas. Esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de uma solução para a simulação baseada em pontos de objetos deformáveis em tempo real, através da implementação de uma técnica livre de malha (meshless), conhecida por Point-Based Animation. Esta técnica utiliza apenas pontos como unidades de simulação, consequentemente reduzindo a necessidade de manter a informação de conectividade entre eles através de arestas. Essa abordagem possibilita a simulação mais eficiente de certos comportamentos, como mudança de topologia, por exemplo. Dessa forma, este modelo de simulação é adequado para a paralelização, podendo ser otimizado para execução em tempo real. Uma versão paralela do algoritmo foi implementada nesta dissertação, a fim de tornar os resultados interativos da versão sequencial do algoritmo em resultados de tempo real. Uma análise comparativa entre uma implementação em um processador de propósito geral (CPU) e uma em uma placa gráfica (GPU), através da abordagem massivamente paralela provida pela NVIDIA Compute Unified Device Architecture (CUDA), mostra um significativo ganho de desempenho. Foi observada a capacidade de simular em GPU dez objetos simultâneos a uma taxa de quadros por segundo (FPS) maior do que a execução de apenas um objeto em CPU, apesar da existência de alguns problemas relativos à precisão e estabilidade, em parte devido a algumas limitações impostas pela utilização da arquitetura de CUDA

Este trabalho propõe e descreve em detalhes o projeto do AMIGO (DynAMical FlexIble SchedulinG EnvirOnment), uma nova ferramenta de software capaz de viabilizar a união de diferentes algoritmos de escalonamento, de uma maneira completamente transparente ao usuário. O AMIGO é capaz de flexibilizar o escalonamento (em tempo de execução da aplicação) desde a sua configuração até a sua efetiva aplicação. Além da flexibilidade dinâmica e da transparência, o AMIGO também é modular: o seu projeto está dividido em módulos que, entre outras vantagens, facilitam sua execução em diferentes plataformas. Este trabalho também contribui apresentando uma análise crítica da literatura da área, apontando divergências e propondo pontos de convergência importantes. Assim, o levantamento bibliográfico apresentado atua como um material introdutório precioso para que os pesquisadores iniciantes formem um contexto geral sobre a área e, desse modo, aprofundem mais rapidamente seus estudos em outros trabalhos mais específicos. A avaliação de desempenho feita com o AMIGO demonstra que é possível a obtenção de ganhos de desempenho expressivos, com total transparência para o usuário final. Unindo-se desempenho, flexibilidade e transparência, espera-se contribuir para a redução da lacuna existente entre teoria e prática na área de escalonamento de processos / This thesis proposes and describes in details the design of the AMIGO (DynAMical FlexIble SchedulinG EnvirOnment), a novel software tool that makes possible the union of different scheduling algorithms, in a way completely transparent to the user. The AMIGO is able to make flexible the scheduling activity (at run-time), covering all the steps from its configuration up to its effective application. Besides the dynamic flexibility and transparency, AMIGO is also modular: it is split into modules that, among other advantages, facilitate its execution on different platforms. This work also contributes by presenting a critical analysis of the process-scheduling literature, pointing out the existing divergences and proposing important convergence points. Thus, the literature survey presented acts as a precious introductory material, which is able, on one hand, to give to the beginners a broad view of the process-scheduling area and, on the other hand, to facilitate the development of deeper studies in a quicker fashion when more specific works are needed. The performance evaluation of the AMIGO shows that is possible to have expressive performance gains, while having total user transparency. Joining flexibility and transparency it is hoped to contribute for the reduction of the existing gap between theory and practice in the scheduling process area

Este trabalho propõe e descreve em detalhes o projeto do AMIGO (DynAMical FlexIble SchedulinG EnvirOnment), uma nova ferramenta de software capaz de viabilizar a união de diferentes algoritmos de escalonamento, de uma maneira completamente transparente ao usuário. O AMIGO é capaz de flexibilizar o escalonamento (em tempo de execução da aplicação) desde a sua configuração até a sua efetiva aplicação. Além da flexibilidade dinâmica e da transparência, o AMIGO também é modular: o seu projeto está dividido em módulos que, entre outras vantagens, facilitam sua execução em diferentes plataformas. Este trabalho também contribui apresentando uma análise crítica da literatura da área, apontando divergências e propondo pontos de convergência importantes. Assim, o levantamento bibliográfico apresentado atua como um material introdutório precioso para que os pesquisadores iniciantes formem um contexto geral sobre a área e, desse modo, aprofundem mais rapidamente seus estudos em outros trabalhos mais específicos. A avaliação de desempenho feita com o AMIGO demonstra que é possível a obtenção de ganhos de desempenho expressivos, com total transparência para o usuário final. Unindo-se desempenho, flexibilidade e transparência, espera-se contribuir para a redução da lacuna existente entre teoria e prática na área de escalonamento de processos / This thesis proposes and describes in details the design of the AMIGO (DynAMical FlexIble SchedulinG EnvirOnment), a novel software tool that makes possible the union of different scheduling algorithms, in a way completely transparent to the user. The AMIGO is able to make flexible the scheduling activity (at run-time), covering all the steps from its configuration up to its effective application. Besides the dynamic flexibility and transparency, AMIGO is also modular: it is split into modules that, among other advantages, facilitate its execution on different platforms. This work also contributes by presenting a critical analysis of the process-scheduling literature, pointing out the existing divergences and proposing important convergence points. Thus, the literature survey presented acts as a precious introductory material, which is able, on one hand, to give to the beginners a broad view of the process-scheduling area and, on the other hand, to facilitate the development of deeper studies in a quicker fashion when more specific works are needed. The performance evaluation of the AMIGO shows that is possible to have expressive performance gains, while having total user transparency. Joining flexibility and transparency it is hoped to contribute for the reduction of the existing gap between theory and practice in the scheduling process area

A utilização majoritária da malha ferroviária brasileira para o transporte de cargas e a sua incompatibilidade para desenvolvimento de altas velocidades inviabiliza a oferta de serviços competitivos para o transporte intermunicipal de passageiros. A questão explorada nesta tese é sobre qual tecnologia ferroviária provê melhores resultados socioeconômicos no contexto de uma nova rede para o transporte intermunicipal de passageiros com operação exclusiva de Trens de Alto Desempenho (High Performance Trains - HPTs) ou Trens de Alta Velocidade (High Speed Trains - HSTs), caracterizados por velocidades médias de 150 km/h e 300 km/h respectivamente. Nesse sentido, a hipótese é que a diferença entre benefícios e custos socioeconômicos da oferta de serviços de HSTs resultam em valores positivos e maiores do que aquelas decorrentes da operação de HPTs, mediante parâmetros específicos de avaliação socioeconômica e uma configuração hipotética de rede na Região Sudeste do Brasil. Assim, o objetivo principal da tese é estimar e comparar os custos e benefícios socioeconômicos de uma rede ferroviária pela estimativa dos investimentos para a construção de novos traçados ferroviários, estimativa do número de viagens intermunicipais na Região Sudeste em um horizonte de planejamento estratégico e a propensão à escolha modal, estabelecimento de uma formulação de Análise Custo-Benefício (Cost Benefit Analysis - CBA) e aplicação dos modelos em cenários considerando a operação exclusiva de HPTs ou de HSTs. A resolução do problema de otimização de traçados ferroviários, com uma abordagem de computação paralela aplicada a um Algoritmo Genético, indica que os investimentos em infraestrutura variam majoritariamente em função da topografia, os custos de desapropriações são proporcionalmente pequenos e as restrições geométricas dos traçados não influenciam significativamente nesses resultados. Após a projeção do número de viagens intermunicipais por modelos analíticos, os dados coletados em uma pesquisa de preferência declarada são utilizados para modelagem da propensão à escolha modal. Finalmente, uma proposta de formulação para o cálculo dos principais itens de custos e benefícios de uma avaliação socioeconômica para o transporte ferroviário de passageiros viabiliza a análise de cenários em função de produtividade da construção da infraestrutura, variabilidade dos investimentos estimados e capacidade de atração de demanda reprimida. Os resultados dos cenários indicam que a diferença entre os benefícios estritamente econômicos (receita operacional e valor residual dos investimentos em infraestrutura) e os custos de construção e operacionais são negativos para qualquer tarifa ferroviária, apesar dos resultados para a rede de HSTs serem maiores do que para a de HPTs. Considerando os aspectos sociais, os benefícios totais da operação ferroviária sobrepõem-se aos seus custos em situações tarifárias específicas, novamente com resultados maiores para uma rede de HSTs, cuja tendência também é observada quando apenas os benefícios sociais são relacionados com custos totais através de uma Razão Benefício-Custo (Benefit-Cost Ratio - BCR). Portanto, segundo as premissas desta tese, há indícios que o investimento em uma infraestrutura ferroviária aparentemente não é uma decisão promissora em termos de viabilidade socioeconômica, apesar da operação de HSTs ser mais conveniente do que HPTs nas condições analisadas. / The major use of the Brazilian railway network for freight transport and its incompatibi-lity with high speed trains does not enable running competitive services of intercity passenger transport. The research question of this thesis is which rolling stock technology provides better socioeconomic results on a new intercity passenger network with exclusive operation of High Performance Trains (HPTs) or High Speed Trains (HSTs) with average speeds of 150 km/h and 300 km/h respectively. The hypothesis is that the difference between the socioeconomic benefits and costs of operating HSTs results in positive values and greater than those from the operation of HPTs given specific socioeconomic parameters and a hypothetical network in the Southeastern region of Brazil. The main goal of this research is to estimate and compare the major socioeconomic costs and benefits of a hypothetical railway network by first estimating the required investments of new alignments. Furthermore, the number of trips among cities in the Southeastern Region over a strategic planning horizon and the mode choice are estimated and a Cost-Benefit Analysis formulation is provided to be applied to scenarios of exclusive operation of HPTs or HSTs. The solution of the railway alignment optimization problem with a parallel computing approach applied to a Genetic Algorithm shows that the infrastructure investments vary mainly due to the topography, whereas the expropriation costs are proporti-onally small and the railway geometric constraints do not significantly affect the results. The number of trips by transport mode over a planning horizon is expanded analytically and the collected data of a stated preference survey is applied to a mode choice modeling approach. Finally, a formulation for the major items of costs and benefits of a socioeconomic assessment for a rail passenger transport project is proposed and it is applied to specific scenarios where the effects of the infrastructure building productivity, variability of the estimated investments, and the ability to attract new passengers are analyzed. The results from these scenarios show that the difference between the operating income and the net residual value of investments in infrastructure, construction and operating costs are negative for any rail fare, despite the results for the network of HSTs being higher than for HPTs. Furthermore, the overall benefits of the railway operation outweigh the costs in specific pricing policies with better results for a network operating HSTs. This trend is also noticed when only the social benefits are compared to the total costs by a Benefit-Cost Ratio (BCR). Therefore, there is evidence that the investment in railway infrastructure for passenger transport apparently is not a promising decision in terms of socioeconomic feasibility under the assumptions of this thesis, despite the operation of HSTs being more attractive than HPTs under the specified conditions.

Neste trabalho demos continuidade ao estudo desenvolvido por Colla (2007) que utilizou-se do arcabouço de álgebra linear com técnicas de fatoração de matrizes esparsas aplicadas à inferência em redes Bayesianas. Com isso, a biblioteca computacional resultante possui uma separação clara entre a fase simbólica e numérica da inferência, o que permite aproveitar os resultados obtidos na primeira etapa para variar apenas os valores numéricos. Aplicamos técnicas de paralelização para melhorar o desempenho computacional, adicionamos inferência para Redes Credais e novos algoritmos para inferência em Redes Bayesianas para melhor eciência dependendo da estrutura do grafo relacionado à rede e buscamos tornar ainda mais independentes as etapas simbólica e numérica. / In this work we continued the study by Colla (2007), who used the framework of linear algebra techniques with sparse matrix factorization applied to inference in Bayesian networks. Thus, the resulting computational library has a clear separation between the symbolic and numerical phase of inference, which allows you to use the results obtained in the rst step to vary only numeric values. We applied parallelization techniques to improve computational performance, we add inference to Credal Networks and new algorithms for inference in Bayesian networks for better eciency depending on the structure of the graph related to network and seek to become more independent symbolic and numerical steps.

Neste trabalho de mestrado foi desenvolvido o projeto de uma máquina paralela dedicada para solução de sistemas de equações lineares. Este é um problema presente em uma grande variedade de aplicações científicas e de engenharia e cuja solução torna-se uma tarefa computacionalmente intensiva , a medida em que o número de incógnitas aumenta. Implementou-se uma Arquitetura Sistólica unidimensional, conectada numa topologia em anel, que mapeia métodos de solução iterativos. Essa classe de arquiteturas paralelas apresenta características de simplicidade, regularidade e modularidade que facilitam implementações em hardware, sendo muito utilizadas em sistemas de computação dedicados à solução de problemas específicos, que possuem como características básicas a grande demanda computacional e a necessidade de respostas em tempo real. Foram adotadas metodologias e ferramentas avançadas para projeto de hardware que aceleram o ciclo de desenvolvimento e para a implementação foram utilizados circuitos reconfiguráveis FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). Os resultados de desempenho são apresentados e avaliados apontado a melhor configuração da arquitetura para atingir um speedup em relação a implementações em máquinas seqüenciais. Também são discutidas as vantagens e desvantagens deste tipo de abordagem e metodologia na solução de problemas que possuem requisitos de tempo. / This dissertation presents the project of a parallel machine dedicated for solving linear systems. This is a problem that appears in a great variety of scientific and engineering applications with a solution that becomes a computationally intensive task, measured by the increasing number of unknown variables. An Systolic Architecture was implemented, connected in a ring topology, mapping an iterative solution method. This class of parallel architectures presents characteristics of simplicity, regularity and modularity that facilitate hardware implementations, being very used in dedicated computation systems to the solution of specific problems, which possess as requirements to handle great computational demand and real-time response. Advanced methodologies and tools for hardware project were adopted to accelerate the development cycle. The architecture has been implemented and verified on FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). The performance results are presented and discussed, indicating the feasibility and efficiency of the adopted approach and methodology for this kind of problem.