Intercropping is an important cultural practice commonly used in pest management. It is based on the principle that the reduction of insect pest populations in the crop may occur due to the increase of agro-ecosystem diversity. The study was carried out aiming to assess the impact of colored fiber cotton-cowpea intercropping on both Aphis gossypii Glover, 1877 and Aphis craccivora Koch, 1854 (Hemiptera: Aphididae) aphid populations and their predators, especially Cycloneda sanguinea (Linnaeus, 1763) (Coleoptera: Coccinellidae). The study also aimed to evaluate the biomass production and the dispersion behavior of the aphids and their predators in this context. Experiments were carried out in laboratory, greenhouse and field conditions. Amino acids were extracted from cotton and cowpea plants. Under greenhouse conditions two wingless aphid species (A. gossypii and A. craccivora) and one predator species (C. sanguinea) were used to evaluate the dispersion, crop preference as well as predator progeny establishment. The influence of abiotic factors (temperature and relative humidity) in aphid dynamics was also analyzed. In field conditions the occurrence of arthropods found in sole or cotton and cowpea intercropped was evaluated. Mathematical models were developed to evaluate the aphid dynamics over time and statistical models were used to compare productivity in plants, dispersion, progeny and reproductive success of predator. Computational simulations were performed to compare the insect occurrence and to evaluate the best cropping system to pest reduction, natural enemy increase and plant productivity. Amino acid asparagine (ASP) was the most detected in the samples. Positive correlations were found between aphids and temperature. Negative correlations were found between aphids and relative humidity. Mathematical models described the dynamics behavior of aphids in arrangements studied. In all cropping systems an asymptotic growth was observed, with population peak and decrease in aphid population. Under greenhouse conditions, the sole cropping exhibited higher number of aphids than intercropping systems. The natural enemy dispersion was similar in both cropping system. However, the progeny abundance and cotton productivity were higher in treatment t1 (intercropping designed with cotton plants : cowpea plants in a row, started and ended with cotton plants). Simulations based in field experiments and literature showed that some cropping arrangements provided temporal dynamics stable in arthropods. However, Toxomerus watsoni (Curran, 1930) (Diptera: Syrphidae) exhibited temporal dynamics unstable and less abundance in arrangements of sole organic cotton or cotton-cowpea intercropping t1 that received insecticide for sucking pest control. Computational simulations confirmed that biomass production was higher in some cotton-cowpea intercropped than in sole cropping systems. / Consórcios são importantes práticas culturais comumente utilizadas no manejo de pragas. Baseiam-se no princípio de que a redução de populações de insetos-praga nos cultivos pode ocorrer devido ao aumento na diversidade do agroecossistema. O estudo foi conduzido objetivando avaliar o impacto que o consórcio entre algodão com fibra colorida e o caupi pode causar nas populações dos pulgões Aphis gossypii Glover, 1877, Aphis craccivora Koch, 1854 (Hemiptera: Aphididae) e seus predadores, especialmente Cycloneda sanguinea (Linnaeus, 1763) (Coleoptera: Coccinellidae). Objetivou-se também avaliar a produção de biomassa e comportamentos de dispersão dos pulgões e seus inimigos naturais nos cultivos. Experimentos foram conduzidos em condições laboratoriais, casa de vegetação e campo. Realizaram-se extrações de aminoácidos oriundos de plantas de algodão e feijão. Em casa de vegetação, ápteros de duas espécies de pulgões (A. gossypii e A. craccivora) e um predador (C. sanguinea) foram utilizados para avaliar a dispersão, preferência pelo hospedeiro bem como o estabelecimento da progênie do predador. A influência de fatores abióticos (temperatura e umidade relativa) na dinâmica dos pulgões também foi analisada. Em condições de campo, avaliou-se a ocorrência de artrópodes encontrados no algodoeiro e caupi solteiros e consorciados. Modelos matemáticos foram desenvolvidos para avaliar a dinâmica de pulgões ao longo do tempo e modelos estatísticos foram utilizados para comparar produtividade em plantas, dispersão, progênie e sucesso reprodutivo do predador. Simulações computacionais foram utilizadas para comparar a ocorrência de insetos e avaliar o melhor sistema de consórcio que reduza a população de pragas, aumentando a população de inimigos naturais e produtividade do cultivo. O aminoácido asparagina (ASP) foi predominante na maioria das amostras. Correlações positivas foram encontradas entre pulgões e temperatura. Correlações negativas foram encontradas entre pulgões e umidade relativa. Modelos matemáticos descreveram o comportamento dinâmico dos pulgões nos arranjos estudados. Em todos os esquemas de cultivos foi observado um crescimento assintótico, com picos populacionais e decréscimos na população dos pulgões. Em casa de vegetação, os cultivos solteiros propiciaram números de pulgões maiores do que os arranjos de cultivos consorciados. A dispersão do inimigo natural foi similar nos sistemas de cultivos solteiros e consorciados. Entretanto, a abundancia de sua progênie e produtividade de algodão foi maior no tratamento t1 (Consórcio delineado com plantas de algodão : plantas de feijão, cada linha iniciou e terminou com plantas de algodão). Simulações baseadas nos experimentos em condições de campo e literatura demonstram que alguns sistemas de cultivos propiciaram dinâmica temporal estável nos artrópodes estudados. Porém, Toxomerus watsoni (Curran, 1930) (Diptera: Syrphidae) apresentou dinâmica temporal instável e menor abundância nos arranjos de algodão solteiro orgânico ou no consórcio de algodão e feijão t1, que recebeu inseticida para controle das pragas sugadoras. Simulações computacionais confirmaram que a produção de biomassa foi maior em alguns consórcios de algodão com caupi do que em cultivos solteiros.

Um dos desafios da Inteligência Artificial aplicada em jogos é o aprendizado de comportamento, em que o objetivo é utilizar estatísticas obtidas da interação entre jogador e jogo de modo a reconhecer características particulares de um jogador ou monitorar a evolução de seu comportamento no decorrer do tempo. A maior parte dos trabalhos na área emprega modelos previamente aprendidos, por meio da utilização de algoritmos de Aprendizado de Máquina. Entretanto, são poucos os trabalhos que consideram que o comportamento de um jogador pode evoluir no tempo e que, portanto, reconhecer quando essas mudanças ocorrem é o primeiro passo para produzir jogos que se adaptam automaticamente às capacidades do jogador. Para detectar variações comportamentais em um jogador, são necessários algoritmos que processem dados de modo incremental. Esse pré-requisito motiva o estudo de algoritmos para detecção de mudanças da área de Mineração em Fluxos Contínuos de Dados. Entretanto, algumas das características dos algoritmos disponíveis na literatura inviabilizam sua aplicação direta ao problema de detecção de mudança em jogos. Visando contornar essas dificuldades, esta tese propõe duas novas abordagens para detecção de mudanças de comportamento. A primeira abordagem é baseada em um algoritmo incremental de agrupamento e detecção de novidades que é independente do número e formato dos grupos presentes nos dados e que utiliza um mecanismo de janela deslizante para detecção de mudanças de comportamento. A segunda abordagem, por outro lado, é baseada na comparação de janelas de tempo consecutivas utilizando espectrogramas gerados a partir dos dados contidos em cada janela. Os resultados experimentais utilizando simulações e dados de jogos comerciais indicam a aplicabilidade dos algoritmos propostos na tarefa de detecção de mudanças de comportamento de um jogador, assim como mostram sua vantagem em relação a outros algoritmos para detecção de mudança disponíveis na literatura / One of the challenges of Artificial Intelligence applied to games is behavior learning, where the objective is to use statistics derived from the interaction between the player and the game environment in order to recognize particular player characteristics or to monitor the evolution of a players behavior along time. The majority of work developed in this area applies models that were previously learned through the use of Machine Learning techniques. However, only a few pieces of work consider that the players behavior can evolve over time and, therefore, recognizing when behavior changes happen is the first step towards the production of games that adapt to the players needs. In order to detect changes in the behavior of a player, incremental algorithms are necessary, what motivates the study of change detection algorithms from the area of Data Stream Mining. However, some of the characteristics of the algorithms available in the literature make their application to the task of change detection in games unfeasible. To overcome these difficulties, this work proposes two new approaches for change detection. The first approach is based on an incremental clustering and novelty detection algorithm which is independent of the number and format of clusters and uses a mechanism for change detection based on sliding windows. The second approach, on the other hand, is based on the comparison of consecutive time windows using spectrograms created from the data inside each window. Experimental results using simulations and data from commercial games indicate the applicability of the proposed algorithms in the task of detecting a players changing behavior, as well as present their advantage when compared to other change detection algorithms available in the literature

Esta dissertação está focada no estudo do espectro de absorção em fase gasosa de Porfirinas e Ftalocianinas. O estudo dessas moléculas é de grande interesse científico e tem sido tema em diversos trabalhos na literatura. São apresentados resultados para o espectro de absorção teórico das Porfirinas Base Livre (H2-Porfirina), complexada com Zinco, e complexada com Magnésio, e das Ftalocianinas Base Livre (H2-Ftalocianina) e complexada com Zinco. Espectros de absorção dos monômeros optimizados dessas moléculas são calculados com vários métodos e uma análise das transições eletrônicas é feita junto com uma discussão do modelo de Gouterman. São apresentados espectros para estruturas optimizadas de dímeros de H2-Porfirina e H2-Ftalocianina. A inclusão de efeitos térmicos no espectro dos monômeros de H2-Porfirina e H2-Ftalocianina é estudada usando dinâmicas moleculares. Após comparação entre resultados de dinâmicas clássica e ab initio, propomos novos parâmetros para o campo de força da H2-Porfirina que fornece resultados mais compatíveis, mas o mesmo não precisou ser feito para H2-Ftalocianina. Mostramos que para H2-Porfirina a inclusão de efeitos térmicos aumenta com a temperatura as forças de oscilador médias das bandas Q e gera um deslocamento das bandas para o vermelho, e para H2-Ftalocianina um aumento do desdobramento das bandas Q. Esses resultados fornecem uma explicação para observações experimentais e mostram que efeitos térmicos são importantes para uma descrição mais completa do espectro. / This work aims at studing the gas phase absorption spectrum of Porphyrins and Phthalocyanines. The study of these molecules is of immense cientific interest and has been topic for several works at the literature. Results are presented for the theoretical absorption spectrum of Free Base (H2-Porphyrin), Zinc and Magnesium Porphyrins and of Free Base (H2-Phythalocyanine) and Zinc Phthalocyanines. The absorption spectra of these molecules\' optimized monomers are calculated with several methods and eletronic transitions analysis is done together with a discussion of Gouterman model. Spectra are presented for optimized dimers of H2-Porphyrin and H2-Phythalocyanine. The inclusion of thermal effects on the H2-Porphyrin\'s and H2-Phythalocyanine\'s monomer spectra is studied through molecular dynamics. After comparing results of classical and ab initio molecular dynamics we proposed new force field parameters for H2-Porphyrin that provides more consistent results, but the same didn\'t need to be done for H2-Phythalocyanine. We showed that the inclusion of thermal effects increases with temperature the Q bands average oscillator strengths and implies in a red shift of the H2-Porphyrin bands, and increases the H2-Phythalocyanine\'s Q bands splitting. These results provide an explanation to the experimental observations and shows that thermal effects are important to a more complete description of the spectrum.

OGrid Anywhere é um middleware de grade computacional ponto-aponto (P2P), capaz de agrupar em uma organização virtual ou federação qualquer equipamento dotado de recursos computacionais, inclusive receptores digitais. O objetivo deste projeto de mestrado apresentado nesta monografia é desenvolver e avaliar algoritmos de escalonamento que possibilitem uma distribuição adequada de processos nos elementos da grade computacional proposta pelo Grid Anywhere. Foram realizados experimentos utilizando o simulador GridSim, simulando um ambiente definido por esse middleware. Por meio dessa junção entre Grades Computacionais e TV Digital, pretende-se promover a inclusão digital permitindo que recursos computacionais sejam compartilhados de maneira a possibilitar que usuários com receptores limitados executem aplicações que demandem mais recursos que aqueles ofertados pelo hardware / GRid Anywhere is a middleware for grid computing peer-to-peer (P2P), capable of bringing together into a virtual organization or federation any equipment having computing resources, including digital receivers. The objective of this masters project presented in this monograph is to develop and evaluate scheduling algorithms that allow an adequate distribution of applications in computational grid elements proposed by the Grid Anywhere. Experiments were carried out using the GridSim simulator, simulating an environment defined by the middleware. Through this joint between Grid Computing and Digital TV, it is possible to promote digital inclusion by allowing computing resources to be shared, so as to enable users with limited receivers to run applications that require more resources than those offered by the hardware

O objeto de estudo deste trabalho é a construção de modelos que permitam a estruturação do projeto do controle de sistemas flexíveis de manufatura que considerem não somente estados de operação normal, mas também estados anormais, isto é, em situações de falhas. Entende-se como falha o desvio de pelo menos uma propriedade do sistema que leva o mesmo a um estado de defeito, que por sua vez se define como um comportamento incomum, não projetado, do sistema sob estudo, que finalmente é manifestado como um defeito. Sistemas flexíveis de manufatura são sistemas que executam múltiplos processos visando à produção de diversos bens. O processo é um conjunto de ações de transformação que por sua parte requerem um conjunto de recursos que são compartilhados por outros processos simultaneamente. Sistemas flexíveis de manufatura envolvem um número relativamente grande de componentes, máquinas, equipamentos e operadores humanos, que interagem de maneira diversificada manipulando um grande conjunto de informação e diferentes materiais em ambientes que podem até ser agressivos. Independentemente de qualquer programa de manutenção, falhas são eventos que são possíveis de acontecer em qualquer sistema de tal natureza. Num ambiente ideal, o funcionamento de todos os componentes poderia ser monitorado com o objetivo de detectar as falhas prematuras, mas devido ao custo envolvido, isso se torna inviável. Neste sentido surge o desafio de detectar as falhas a partir da observação do contexto do funcionamento do processo, mediante a monitoração de alguns parâmetros, em geral de fácil acesso, e tomando em consideração manifestações (sintomas) das falhas de um ponto de vista qualitativo. O presente trabalho propõe a utilização de redes Bayesianas para o diagnóstico de falhas em sistemas flexíveis de manufatura. As redes Bayesianas constituem uma ferramenta útil para a representação das relações que existem entre as causas (componentes em estado de falha) e os sintomas (observações anormais do processo). A partir deste modelo, inferências podem ser feitas para o diagnóstico do sistema.Por outro lado, nos últimos anos a rede de Petri tem sido utilizada exitosamente na representação dos aspectos de controle de sistemas produtivos e particularmente de sistemas de manufatura e, desta forma, considera-se aqui tal ferramenta para a modelagem do sistema não só em condições normais de funcionamento como também para a representação do tratamento de falhas, no contexto de um sistema tolerante a anomalias do processo. Especial ênfase é dada à estruturação de uma metodologia que permita a concepção de um procedimento eficaz para a construção de modelos de controle. / The objective of the present work is the construction of models proper for the easy implementation of flexible manufacturing control systems able to handle not only with normal behavioral conditions, but with abnormal (or faulty) behavior as well. A fault is defined as a deviation of at least one system property that drives the system into an error state. An error is defined as an uncommon behavior, not expected from the system functionalities. Flexible manufacturing systems are systems that execute multiple processes for the production of several items in several ways. A process is a sequence of certain transformation tasks that require a set of resources shared simultaneously by multiple processes. In this sense, flexible manufacturing systems are constituted of a relatively great number of devices, machines, equipments and human operators that work together manipulating great quantities of information and materials. This work is usually performed in aggressive environments. So, independent of any maintenance program, faults are events that cannot be totally avoided. In an ideal environment, the monitoring of all components is the way to avoid faults. Nevertheless, due to the cost involved, this is an impossible task. In this context, there is a challenge to properly detect faults from the observation of the systems context, through the monitoring and observation of some parameters in general easy to access, including also qualitative information from operators. In the present work, it is proposed the use of Bayesian networks for the fault diagnosis in flexible manufacturing systems. Bayesian networks constitute a useful tool for the modeling of the causal relation between the causes (faulty components) and the symptoms (manifestations). Based on this model, inference can be done for the system diagnosis task. Additionally, in the last years Petri net has been successfully used for the modeling of control systems of productive systems and particularly, manufacturing control systems. In this work, beyond the use of Petri net for the modeling of normal situations of the system, Petri net is used for the modeling of the fault treatment techniques. This drives the system tolerance to faults. Especial emphasis is laid into methodological issues that allows for the structuration of a systematic procedure proper for the modeling and construction of control systems.

A detecção de falhas em uma plataforma distribuída é um componente essencial para uma grande quantidade de estratégias de tolerância a falhas, como a restauração do estado das aplicações distribuídas através de checkpointing e message logging. Porém, esta detecção frequentemente depende da comunicação confiável entre os nós de processamento e os módulos de detecção de falhas. Em grades computacionais hierárquicas com limitações de conectividade, a comunicação direta entre nós e módulos de detecção é muitas vezes impossível. Outro fator que dificulta a detecção de falhas em grades computacionais é a localização geograficamente esparsa entre as instituições e os recursos computacionais disponíveis na grade e a consequente utilização de redes de longa distância para os conectar. Esta dissertação apresenta uma arquitetura para a detecção de falhas em plataformas distribuídas otimizada para o funcionamento em grades computacionais hierárquicas, levando suas limitações e requisitos em consideração. A arquitetura, denominada GFDA (Grid Fault Detection Architecture), é estruturada em módulos de detecção das falhas que afetam nós computacionais disponibilizados na grade, módulos de detecção de falhas das aplicações distribuídas, e módulos de coleção, processamento e encaminhamento das notificações de falha e recuperação emitidas pelos módulos de detecção. Detalhes da implementação e da verificação do funcionamento correto da arquitetura são apresentados, bem como resultados obtidos através da execução de componentes da arquitetura em um cluster de computadores simulado através de máquinas virtuais. São propostas técnicas para a otimização da qualidade de serviço de detecção de falhas. Os resultados obtidos com a utilização destas técnicas são comparados com resultados obtidos com abordagens tradicionais. Observa-se que as técnicas implementadas na arquitetura GFDA para o processamento de notificações de falha e recuperação e a introdução de redundância nas mensagens trocadas entre os módulos de detecção de falhas traz resultados positivos em condições adversas de conectividade. Conclui-se que a arquitetura GFDA contribui para o estabelecimento de uma solução viável para a detecção de falhas em uma grade computacional hierárquica em que há restrições de conectividade entre os nós computacionais. / In distributed platforms, fault detection is an essential requirement to a wide range of fault tolerance techniques, such as restoring the state of distributed applications with checkpointing and message logging. However, fault detection often depends on reliable communication between the processing nodes and detection fault modules. Direct communication between the nodes and detection modules is often impossible in hierarchical grid computing platforms. The physical distance between the institutions and resources available on the grid, and thus the requirement of long distance networks connecting them, is another factor that makes direct fault detection in computer grids a challenge. This thesis presents a fault detection architecture for distributed platforms, optimized for usage in hierarchical grids and thus taking into account its restrictions and requirements. The architecture, named GFDA (Grid Fault Detection Architecture), is structured as fault detection modules for faults that affect the computing nodes available on the grid, detection modules for faults that affect the distributed applications, and modules that perform the collection, processing and forwarding of the fault and recovery notifications generated by the detection modules. This thesis presents implementation details, an evaluation of the correctness of the designed architecture, and results obtained through the deployment of parts of the architecture in a simulated cluster that uses virtual machines to simulate computing nodes. Techniques to optimize the quality of the detection fault service are proposed. The results obtained through the usage of such techniques are compared to the results obtained through traditional approaches. Positive results were extracted even under adverse connectivity conditions by using techniques such as the processing of fault and recovery notifications and the introduction of redundant information in the messages exchanged between the detection modules. It is concluded that the GFDA architecture contributes to the establishment of a viable solution for fault detection in a hierarchical grid computing platform that presents connectivity restrictions between the nodes.

The problem of packing ellipsoids consists in arranging a given collection of ellipsoids within a particular set. The ellipsoids can be freely rotated and translated, and must not overlap each other. A particular case of this problem arises when the ellipsoids are balls. The problem of packing balls has been the subject of intense theoretical and empirical research. In particular, many works have tackled the problem with optimization tools. On the other hand, the problem of packing ellipsoids has received more attention only in the past few years. This problem appears in a large number of practical applications, such as the design of high-density ceramic materials, the formation and growth of crystals, the structure of liquids, crystals and glasses, the flow and compression of granular materials, the thermodynamics of liquid to crystal transition, and, in biological sciences, in the chromosome organization in human cell nuclei. In this work, we deal with the problem of packing ellipsoids within compact sets from an optimization perspective. We introduce continuous and differentiable nonlinear programming models and algorithms for packing ellipsoids in the n-dimensional space. We present two different models for the non-overlapping of ellipsoids. As these models have quadratic numbers of variables and constraints, we also propose an implicit variables models that has a linear number of variables and constraints. We also present models for the inclusion of ellipsoids within half-spaces and ellipsoids. By applying a simple multi-start strategy combined with a clever choice of starting guesses and a nonlinear programming local solver, we present illustrative numerical experiments that show the capabilities of the proposed models. / O problema de empacotamento de elipsoides consiste em arranjar uma dada coleção de elipsoides dentro de um determinado conjunto. Os elipsoides podem ser rotacionados e transladados e não podem se sobrepor. Um caso particular desse problema surge quando os elipsoides são bolas. O problema de empacotamento de bolas tem sido alvo de intensa pesquisa teórica e experimental. Em particular, muitos trabalhos têm abordado esse problema com ferramentas de otimização. O problema de empacotamento de elipsoides, por outro lado, começou a receber mais atenção apenas recentemente. Esse problema aparece em um grande número de aplicações práticas, como o projeto de materiais cerâmicos de alta densidade, na formação e crescimento de cristais, na estrutura de líquidos, cristais e vidros, no fluxo e compressão de materiais granulares e vidros, na termodinâmica e cinética da transição de líquido para cristal e em ciências biológicas, na organização de cromossomos no núcleo de células humanas. Neste trabalho, tratamos do problema de empacotamento de elipsoides dentro de conjuntos compactos do ponto de vista de otimização. Introduzimos modelos de programação não-linear contínuos e diferenciáveis e algoritmos para o empacotamento de elipsoides no espaço n-dimensional. Apresentamos dois modelos diferentes para a não-sobreposição de elipsoides. Como esses modelos têm números quadráticos de variáveis e restrições em função do número de elipsoides a serem empacotados, também propomos um modelo com variáveis implícitas que possui uma quantidade linear de variáveis e restrições. Também apresentamos modelos para a inclusão de elipsoides em semi-espaços e dentro de elipsoides. Através da aplicação de uma estratégia multi-start simples combinada com uma escolha inteligente de pontos iniciais e um resolvedor para otimização local de programas não-lineares, apresentamos experimentos numéricos que mostram as capacidades dos modelos propostos.

Jogos são uma ponte natural entre educação e diversão. Seu uso já provou ser eficaz em várias áreas do saber, pois fornece, junto da interatividade, novas formas de aplicação do conhecimento, através de desafios propostos ao usuário. Tal meio, amplamente utilizado na indústria do entretenimento, pode assumir papel social quando aplicado a áreas diversas, como a da saúde. Esta categoria de jogos, com propósitos específicos como treinamento, reabilitação e prevenção, denomina-se serious games. No entanto, os materiais disponíveis para a propagação de conceitos referentes à prevenção em saúde, destinados ao público infantil, ainda são escassos e com pouco nível de atratibilidade. Compostos geralmente por materiais impressos, são meios de difícil acesso a todas as camadas da população. No âmbito da Odontologia, tal área se mostra pouco explorada, oferecendo às crianças apenas orientações quanto à prevenção de doenças, importância da boa higiene bucal e das visitas regulares ao profissional dentista. Esta dissertação apresenta, portanto, a criação, desenvolvimento e aplicação de um serious games, chamado Caí, Perdi um Dente... E daí?, focado no assunto avulsão dentária de um dente permanente, situação comumente vivenciada por responsáveis, educadores e crianças em fase escolar, que necessita de procedimentos rápidos para que o dente perdido possa ser reimplantado, evitando a necessidade de próteses dentárias. A pesquisa se desenvolveu na aplicação e análise dos resultados referentes à comparação de tal material com outros, comumente utilizados (cartilha e desenho animado), mostrando a eficácia da interatividade, quando combinada à educação para a saúde. Este trabalho também ofereceu as prerrogativas para especificar os requisitos de projeto do design do jogo, observando as necessidades evidenciadas para identificar as funções que este deverá desempenhar. Visamos, com este estudo, estimular a pesquisa na área de educação e interatividade dirigidas à saúde, oferecendo novas ferramentas para o auxílio de profissionais e melhoria da qualidade de vida de toda a população. / Games are a natural bridge between education and entertainment. Its use has already proven efficient in many areas of knowledge, since it provides (along with interactivity) new forms to knowledge application, through issuing challenges to the user. These means, widely applied in entertainment industry, can play a social role when applied to other areas, such as healthcare. This category of games, with specific purposes such as training, rehabilitation and prevention, is generally classified into the category of serious games. However, the available materials for teaching concepts related to health prevention among children are still scarce and with currently low attractiveness. Composed usually of print material, they are means of difficult access to whole of the population. Since dentistry is a not well explored area by games, children are provided only with some guidance towards the prevention of diseases, the importance of good oral hygiene and regular appointments with the dentist. This dissertation thus presents the concept, the development and the application of a serious game called I Fell Down and Lost my Tooth, So?, focused on a permanent tooth avulsion, usually experienced by persons in charge, educators and children in learning stage, who need rapid procedures to promote tooth reimplantation, avoiding the need for dental prostheses. This work was developed with the application and analysis of results by comparision with other educational materials usually applied (as guidebook and animated cartoon), proving its higher efficiency in interactivity, combined with education towards healthcare. Also, prerogatives were offered to detail the game design requirements, to observing the needs to identify the functions it must perform. It was also aimed to stimulate further research concerning education and interactivity towards healthcare, providing new tools to aid professionals, as well as improvements in the overall life quality of all people.

O uso de sistemas multiprocessados para a resolução de problemas que demandam um grande poder computacional tem se tornado cada vez mais comum. Porém a conversão de programas seqüenciais para programas concorrentes ainda não é uma tarefa trivial. Dentre os fatores que tornam esta tarefa difícil, destacamos a inexistência de um paradigma único e consolidado para a construção de sistemas computacionais paralelos e a existência de várias plataformas de programação para o desenvolvimento de programas concorrentes. Nos dias atuais ainda é impossível isentar o programador da especificação de como o problema será particionado entre os vários processadores. Para que o programa paralelo seja eficiente, o programador deve conhecer a fundo aspectos que norteiam a construção do hardware computacional paralelo, aspectos inerentes à arquitetura onde o software será executado e à plataforma de programação concorrente escolhida. Isto ainda não pode ser mudado. O ganho que podemos obter é na implementação do software paralelo. Esta tarefa pode ser trabalhosa e demandar muito tempo para a depuração, pois as plataformas de programação não possibilitam que o programador abstraia dos elementos de hardware. Tem havido um grande esforço na criação de ferramentas que otimizem esta tarefa, permitindo que o programador se expresse mais fácil e sucintamente quanto à para1elização do programa. O presente trabalho se baseia na avaliação dos aspectos ligados à implementação de software concorrente utilizando uma plataforma de portabilidade chamada High Performance Fortran, aplicado a um problema específico da física: o cálculo da estrutura de bandas de heteroestruturas semicondutoras. O resultado da utilização desta plataforma foi positivo. Obtivemos um ganho de performance superior ao esperado e verificamos que o compilador pode ser ainda mais eficiente do que o próprio programador na paralelização de um programa. O custo inicial de desenvolvimento não foi muito alto, e pode ser diluído entre os futuros projetos que venham a utilizar deste conhecimento pois após a fase de aprendizado, a paralelização de programas se torna rápida e prática. A plataforma de paralelização escolhida não permite a paralelização de todos os tipos de problemas, apenas daqueles que seguem o paradigma de paralelismo por dados, que representam uma parcela considerável dos problemas típicos da Física. / The employment of multiprocessor systems to solve problems that demand a great computational power have become more and more usual. Besides, the conversion of sequential programs to concurrent ones isn\'t trivial yet. Among the factors that makes this task difficult, we highlight the nonexistence of a unique and consolidated paradigm for the parallel computer systems building and the existence of various programming platforms for concurrent programs development. Nowadays it is still impossible to exempt the programmer of the specification about how the problem will be partitioned among the various processors. In order to have an efficient parallel program the programmer have to deeply know subjects that heads the parallel hardware systems building, the inherent architecture where the software will run and the chosen concurrent programming platform. This cannot be changed yet. The gain is supposed to be on the parallel software implementation. This task can be very hard and consume so much time on debugging it, because the programming platforms do not allow the programmer to abstract from the hardware elements. It has been a great effort in the development of tools that optimize this task, allowing the programmer to work easily and briefly express himself concerning the software parallelization. The present work is based on the evaluation of aspects linked to the concurrent software implementation using a portability platform called High Performance Fortran, applied to a physics specific problem: the calculus of semiconductor heterostructures? valence band structure. The result of the use of this platform use was positive. We obtained a performance gain superior than we expected and we could assert that the compiler is able to be more effective than the programmer on the paralelization of a program. The initial development cost wasn\'t so high and it can be diluted between the next projects that would use the acquired knowledge, because after the learning phase, the programs parallelization task becomes quick and practical. The chosen parallelization platform does not allow the parallelization of all kinds of problems, but just the ones that follow the data parallelism paradigm that represents a considerable parcel of tipical Physics problems.

OGrid Anywhere é um middleware de grade computacional ponto-aponto (P2P), capaz de agrupar em uma organização virtual ou federação qualquer equipamento dotado de recursos computacionais, inclusive receptores digitais. O objetivo deste projeto de mestrado apresentado nesta monografia é desenvolver e avaliar algoritmos de escalonamento que possibilitem uma distribuição adequada de processos nos elementos da grade computacional proposta pelo Grid Anywhere. Foram realizados experimentos utilizando o simulador GridSim, simulando um ambiente definido por esse middleware. Por meio dessa junção entre Grades Computacionais e TV Digital, pretende-se promover a inclusão digital permitindo que recursos computacionais sejam compartilhados de maneira a possibilitar que usuários com receptores limitados executem aplicações que demandem mais recursos que aqueles ofertados pelo hardware / GRid Anywhere is a middleware for grid computing peer-to-peer (P2P), capable of bringing together into a virtual organization or federation any equipment having computing resources, including digital receivers. The objective of this masters project presented in this monograph is to develop and evaluate scheduling algorithms that allow an adequate distribution of applications in computational grid elements proposed by the Grid Anywhere. Experiments were carried out using the GridSim simulator, simulating an environment defined by the middleware. Through this joint between Grid Computing and Digital TV, it is possible to promote digital inclusion by allowing computing resources to be shared, so as to enable users with limited receivers to run applications that require more resources than those offered by the hardware