O câncer configura uma das maiores causas de mortalidade no mundo, caracterizando-se como uma doença complexa orquestrada por alterações genômicas e epigenômicas capazes de alterar a expressão gênica e a identidade celular. Nova evidência obtida por meio de um estudo genômico em larga escala e cujos dados encontram-se disponíveis no banco público do TCGA sugere que um em cada dez pacientes portadores de câncer pode ser classificado com maior eficácia tendo como base a taxonomia molecular quando comparada à histologia. Dessa maneira, nós hipotetizamos que o estabelecimento de mapas genômicos exibindo a localização de sítios de ligação de fatores de transcrição combinada à identificação de regiões diferencialmente metiladas e perfis alterados de expressão gênica possa nos auxiliar a caracterizar e explorar, ao nível molecular, fenótipos associados ao câncer. Avanços tecnológicos e bancos de dados públicos a exemplo do The Cancer Genome Atlas (TCGA), The Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE) e o NIH Roadmap Epigenomics Mapping Consortium (Roadmap) têm proporcionado um recurso inestimável para interrogar o (epi)genoma de linhagens de células tumorais em cultura, bem como de tecidos normais e tumorais em alta resolução. Todavia, a informação biológica encontra-se armazenada em diferentes formatos e não há ferramentas computacionais para integrar esses dados, evidenciando um cenário atual que requer, com urgência, o desenvolvimento de ferramentas de bioinformática e softwares capazes de direcionar a solução deste obstáculo. Nesse contexto, o objetivo principal deste estudo consiste em implementar o desenvolvimento de ferramentas de bioinformática, na linguagem de programação R que, ao final do estudo, será submetido à comunidade científica do projeto Bioconductor sob a licença de código aberto GNU GPL versão 3. Além disso, ajudaremos nossos colaboradores com o aperfeiçoamento do ELMER, um pacote R/Bioconductor que identifica elementos reguladores usando dados de expressão gênica, de metilação do DNA e análise de motivo. Nossa expectativa é que essas ferramentas possam automatizar com acurácia a pesquisa, o download e a análise dos dados (epi)genômicos que se encontram atualmente disponíveis nas bases de dados públicas dos consórcios internacionais TCGA, ENCODE e Roadmap, além de integrá-los facilmente aos dados genômicos e epigenômicos gerados por pesquisadores por meio de experimentos em larga escala. Além disso, realizaremos também o processamento e a análise manual dos dados que serão automatizados pelas ferramentas, visando validar sua capacidade em descobrir assinaturas epigenômicas que possam redefinir subtipos de câncer. Por xi fim, as usaremos para investigar as diferenças moleculares entre dois subgrupos de gliomas recentemente descobertos por nosso laboratório. / Cancer, which is one of the major causes of mortality worldwide, is a complex disease orchestrated by aberrant genomic and epigenomic changes that can modify gene regulatory circuits and cellular identity. Emerging evidence obtained through high-throughput genomic data deposited within the public TCGA international consortium suggests that one in ten cancer patients would be more accurately classified by molecular taxonomy versus histology. Therefore, we have hypothesized that the establishment of genome-wide maps of the de novo DNA binding motifs localization coupled with differentially methylated regions and gene expression changes might help to characterize and exploit cancer phenotypes at the molecular level. Technological advances and public databases like The Cancer Genome Atlas (TCGA), The Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE), and The NIH Roadmap Epigenomics Mapping Consortium (roadmap) have provided unprecedented opportunities to interrogate the epigenome of cultured cancer cell lines as well as normal and tumor tissues with high resolution. Markedly however, biological information is stored in different formats and there is no current tool to integrate the data, highlighting an urgent need to develop bioinformatic tools and/or computational softwares to overcome this challenge. In this context, the main purpose of this study is the development of bioinformatics tools in R programming language that will be submitted to the larger open-source Bioconductor community project under the GNU GPL3 (General Public License version 3). Also, we will help our collaborators improve of the R/Bioconductor ELMER package that identifies regulatory enhancers using gene expression, DNA methylation data and motif analysis. Our expectation is that these tools can effectively automate search, retrieve, and analyze the vast (epi)genomic data currently available from TCGA, ENCODE, and Roadmap, and integrate genomics and epigenomics features with researchers own high-throughput data. Furthermore, we will also navigate through these data manually in order to validate the capacity of these tools in discovering epigenomic signatures able to redefine subtypes of cancer. Finally, we will use them to investigate the molecular differences between two subgroups of gliomas, one of the most aggressive primary brain cancer, recently discovered by our laboratory.

Este trabalho de mestrado apresenta um estudo de Grades Computacionais e Simulações Distribuídas sobre a técnica MRIP. A partir deste estudo foi possível propor e implementar o protótipo de uma ferramenta para Gerenciamento de Experimento em Ambiente de Grade, denominada Grid Experiments Manager - GEM, organizada de forma modular podendo ser usada como um programa ou integrada com outro software, podendo ser expansível para vários middlewares de Grades Computacionais. Com a implementação também foi possível avaliar o desempenho de simulações sequenciais com aquelas executadas em cluster e em uma Grade Computacional de teste, sendo construído um benchmark que possibilitou repetir a mesma carga de trabalho para os sistemas sobre avaliação. Com os testes foi possível verificar um ganho alto no tempo de execução, quando comparadas as execuções sequenciais e em cluster, obteve-se eficiência em torno de 197% para simulações com tempo de execução baixo e 239% para aquelas com tempo de execução maior; na comparação das execuções em cluster e em grade, obteve-se os valores para eficiência de 98% e 105%, para simulações pequenas e grandes, respectivamente / This master\'s thesis presents a study of Grid Computing and Distributed Simulations using the MRIP approach. From this study was possible to design and implement the prototype of a tool for Management of Experiments in Grid Environment, called Grid Experiments Manager - GEM, which is organized in a modular way and can be used as a program or be integrated with another piece of software, being expansible to varius middlewares of Computational Grids. With its implementation was also possible to evaluate the performance of sequencial simulations executed in clusters and a Computational testbed Grid, also being implemented a benchmark which allowed repeat the same workload at the systems in evaluation. A high gain turnaround of the executions was infered with those results. When compared Sequential and Cluster executions, the eficiency was about of 197% for thin time of execution and 239% for those bigger in execution; when compared Cluster and Grid executions, the eficiency was about of 98% and 105% for thin and bigger simulations, repectivelly

O presente trabalho tem por objetivo a caracterização dinâmica dos sistemas múltiplos de planetas extrassolares. O critério de classificação escolhido é baseado na proposta publicada inicialmente em Ferraz-Mello et al. (2005) e posteriormente modicada em Michtchenko et al. (2007). Para a obtenção dos parâmetros planetários orbitais foi feita uma pesquisa em diversos catálogos e artigos disponíveis para posterior criação de um catálogo próprio. Este incluiu somente sistemas extrassolares múlltiplos, ou seja, sistemas que contêm dois ou mais planetas orbitando a estrela. Foram feitas simulações numéricas de estabilidade dinâmica dos sistemas do catálogo próprio com tempos de integração de 200 mil até 21 milhões de anos. Ao todo, foram analisados 37 sistemas múltiplos extrassolares, divididos em 50 subsistemas considerando-se a estrela e dois planetas em órbitas consecutivas. Ao todo, foram analisados 37 sistemas múltiplos extrassolares, divididos em 50 subsistemas considerando-se a estrela e dois planetas em órbitas consecutivas. Estes foram submetidos ao total de 68 simulações computacionais. Os sistemas que apresentaram um cenário de estabilidade dinâmica foram posteriormente separados em três classes: ressonantes, seculares ou hierárquicos. Mais ainda, o comportamento secular desses sistemas foi classificado conforme o movimento do ângulo \"Deltavarpi\" : oscilatório em torno de 0º, oscilatório em torno de 180º ou circulatório. Os resultados das simulações são mostrados para todos os sistemas estudados. / The aim of the present work is a dynamic classification of multiple extrasolar systems. The characterization criterion used is based on a criterion proposed initially in Ferraz-Mello et al. (2005) and modified in Michtchenko et al. (2007). To obtain orbital parameters of the extrasolar systems, a search was done into several available catalogues and the scientific literature. A new catalogue was compiled containing only multiple extrasolar systems, that is, systems with two or more planets in orbit of the host star. Numerical simulations of dynamical stability of the cataloged systems were done considering pairs of planets on the consecutive orbits. Totally, 37 multiple extrasolar systems were analyzed, decomposed in 50 sub-systems each one consisting of the host star and two planets. The time evolution of those were simulated over time spans from 200 thousand years to 21 million years in 68 numerical simulations. The systems which have presented a dynamical stability were subsequently classified in resonants, secular or hierarchical and their secular behavior was classified with respect of the angle \"Deltavarpi\" as oscillation around 0º, oscillation around 180º or circulation. The result of all simulations are presented here for the analyzed systems.

As abundâncias e identidades das espécies de qualquer comunidade biológica mudam tanto ao longo do espaço quanto do tempo. Não obstante, aspectos espaciais da biodiversidade têm sido muito mais explorados do que os temporais. Um dos motivos pelos quais padrões temporais têm recebido menos atenção é a escassez de estudos de longo prazo, especialmente na região neotropical, uma das mais biodiversas e ameaçadas do planeta. Estudar a dinâmica de populações e comunidades ao longo do tempo pode revelar processos ecológicos fundamentais, bem como descrever como pressões naturais e humanas afetam a biodiversidade. Entender a dinâmica das populações e comunidades envolve entender as histórias de vida dos organismos, como eles interagem com o ambiente, o papel de interações entre espécies, o papel de processos demográficos estocásticos, dentre outros fatores. Nesta tese investigamos a dinâmica temporal de populações e comunidades de borboletas e aves, e ao longo dos capítulos avaliamos o papel de diferentes processos na regulação dessas dinâmicas. No Capítulo 1 investigamos se um comportamento sazonal observado em borboletas Ithomiini (Nymphalidae, Danainae), supostamente adaptativo à seca - os \"bolsões de Ithomiini\"- seria uma simples resposta reativa à falta de chuvas ou se mecanismos endógenos (\"relógios biológicos\") estariam envolvidos. No Capítulo 2 realizamos um estudo de dinâmica populacional comparada de borboletas miméticas da tribo Ithomiini. Algumas evidências têm sugerido que além de convergir na morfologia, espécies co-miméticas tenderiam a convergir também no comportamento, no uso de microhabitats e possivelmente em suas dinâmicas populacionais. Testamos as hipóteses de que 1) pares de espécies co-miméticas (i.e., com a morfologia convergente) ou 2) pares de espécies mais próximas filogeneticamente teriam suas dinâmicas populacionais mais correlacionadas do que pares de espécies agrupados ao acaso. No Capítulo 3 descrevemos como a composição de espécies de assembleias de aves e borboletas de nove localidades tropicais e subtropicais na América do Sul e do Norte variou ao longo do tempo (anos a décadas), e se diferenças demográficas entre espécies (nicho) seriam importantes para explicar os padrões observados. No Capítulo 1 encontramos evidências de que a agregações seriam um comportamento endógeno sincronizado com o fotoperíodo, com plasticidade limitada para lidar com as alterações no regime de chuvas previstas para a região e para o continente. No Capítulo 2 encontramos que as dinâmicas populacionais de pares de espécies de Ithomiini de um mesmo anel mimético ou mais próximas filogeneticamente não tenderam a ser mais correlacionadas do que pares reunidos ao acaso, e que as espécies, anéis miméticos e subtribos estudadas tiveram suas dinâmicas temporais mais correlacionados do que seria esperado por acaso. Estes resultados e os do Capítulo 1 sugerem que na dinâmica desse sistema as pressões seletivas exercidas por fatores ambientais seriam mais importantes do que interações entre espécies. No Capítulo 3 mostramos que a composição de espécies de assembleias de aves na Amazônia, Cerrado, Mata Atlântica e Flórida se alterou ao longo dos anos, mesmo em assembleias de áreas bem preservadas. Sobreposta a essa rotatividade (turnover) interanual também encontramos rotatividade sazonal, previsível, na composição de espécies de assembleias de aves da Amazônia e da Mata Atlântica e na assembleia de borboletas Ithomiini. Padrões de rotatividade sazonal na composição de espécies podem ser mais comuns em comunidades neotropicais do que se imagina. As estratégias temporais dos organismos neotropicais, as quais parecem ser a base dos padrões sazonais observados nas comunidades, podem ser largamente determinadas por ritmos (\"relógios\") endógenos. Estudos sobre a regulação dos ritmos e estratégias temporais dos organismos, e dos efeitos das mudanças climáticas e do uso do solo sobre eles, são essenciais. Um importante passo nesse sentido é a disseminação de estudos de longo-prazo de populações e comunidades, contínuos, sistemáticos e com resolução para detectar padrões sazonais. Além disso, a interação das perspectivas, bases teóricas e abordagens da biologia molecular, fisiologia, cronobiologia e ecologia pode avançar nosso entendimento sobre os processos que moldam a dinâmica da biodiversidade e sobre as consequências das perturbações humanas sobre os ecossistemas / The species abundances and identities of any biological community change both over space and time. Nevertheless, Spatial biodiversity dimensions have been much more exploited than temporal ones. One of the reasons for which temporal patterns have received less attention is a scarcity of long-term studies, especially in the neotropical region, one of the most biodiverse and endangered on the planet. Studying the dynamics of populations and communities over time can reveal key ecological processes as well as describe how natural and human pressures affect biodiversity. Understanding the dynamics of populations and communities involves understanding organisms life histories, how they interact with the environment, the role of interactions among species, the role of stochastic demographic processes, and other factors. In this dissertation we investigated the temporal dynamics of butterflies and birds populations and assemblages, and throughout its chapters we evaluate the role of different processes in the regulation of dynamics. In Chapter 1 we investigated whether a seasonal behavior observed in butterflies Ithomiini (Nymphalidae, Danainae), supposedly adaptive to dissecation - the \"Ithomiini pockets \" - is a simple reactive response to drought or there is internal time-keeping mechanisms involved. In Chapter 2, we performed a comparative population dynamics study of mimetic butterflies of the Ithomiini tribe. Some evidence has suggested that besides the convergence in morphology, co-mimetic species would tend to converge also in behavior, in the use of microhabitats and possibly in their population dynamics. We hypothesized that (1) pairs of co-mimetic species or (2) pairs of species more phylogenetically related would have their population dynamics more correlated than pairs of species grouped at random. In Chapter 3 we described how species composition of bird and butterfly assemblages from nine tropical and subtropical locations in South and North America varied over time (years and decades), and if demographic differences between species (niche) are needed to explain observed patterns. In Chapter 1 we found evidence that Ithomiini pockets are regulated by internal time-keeping mechanisms synchronized to photoperiod, and that mechanism has limited plasticity to cope with rainfall regime changes predicted for the study region and for the continent as a whole. In Chapter 2 we found that the population dynamics of Ithomiini species pairs more phylogenetically related or belonging to the same mimetic ring did not tend to be more correlated than pairs assembled at random, and that the species, mimetic rings and subtribes had their temporal dynamics more correlated than would be expected By chance These results and those of Chapter 1 suggest that this system dynamics is more influenced by selective pressures exerted by environmental factors than by species interactions. In Chapter 3 we show that the composition of bird assemblages in the Amazon, Cerrado, Atlantic Rainforest, and Florida has changed over the years, even in assemblies of well-preserved areas. Superimposed to this interannual turnover we also found seasonal, predictable turnover in species composition of bird assemblages of the Amazon and Atlantic Forest and in the Ithomiini butterflies assembly. Patterns of seasonal turnover in species composition may be more common in neotropical communities than is imagined. The temporal strategies of neotropical organisms, which appear to be the basis of the seasonal patterns observed in communities, can be largely determined by endogenous rhythms (\"biological clocks\"). Studies on the regulation of organisms\' temporal rhythms and strategies, and the effects of climate change and land use on them, are essential. An important step in this direction is the dissemination of continuous, systematic, population and community long-term studies, with sampling resolution to detect seasonal patterns. In addition, the interaction of perspectives, theoretical basis, and approaches of molecular biology, physiology, chronobiology, and ecology can advance our understanding of the processes that shape biodiversity dynamics and the consequences of human disturbances on ecosystems

Um dos maiores desafios envolvidos no projeto de grades computacionais é o escalonamento de processos, o qual consiste no mapeamento de processos sobre os computadores disponíveis, a fim de reduzir o tempo de execução de aplicações ou maximizar a utilização de recursos. A literatura na área de Sistemas Distribuídos trata, geralmente, esses dois objetivos separadamente, dando origem às abordagens de escalonamento orientado a aplicações e orientado a recursos, respectivamente. Mais recentemente, uma nova abordagem, denominada escalonamento orientado a sistemas, tem recebido destaque, buscando otimizar ambos objetivos simultaneamente. Seguindo essas abordagens, algoritmos heurísticos e de aproximação têm sido propostos. Os heurísticos buscam por soluções de maneira eficiente sem, contudo, apresentar garantias quanto à qualidade das soluções obtidas. Em contrapartida, os algoritmos de aproximação provêm tais garantias, contudo são mais difíceis de serem projetados, o que justifica o fato de haver apenas versões simplificadas desses algoritmos para cenários de escalonamento de processos. A falta de algoritmos de aproximação adequados para abordar o problema de escalonamento de processos e a necessidade de soluções que atendam o escalonamento orientado a sistemas motivaram esta tese de doutorado que apresenta a proposta do Min Heap-based Scheduling Algorithm (MHSA), um algoritmo de aproximação para o problema de escalonamento de processos orientado a sistemas. Esse algoritmo foi baseado em um modelo de otimização matemática proposto no contexto desta tese. Esse modelo considera os comportamentos de processos e recursos a fim de quantificar a qualidade de soluções de escalonamento. O funcionamento do MHSA envolve a construção de uma árvore min-heap, em que os nós representam computadores e as chaves de ordenação correspondem aos tempos de fila, i.e., ocupação dos computadores. Apesar de esse algoritmo primordialmente reduzir o tempo de execução (ou makespan) de aplicações, essa estrutura em árvore permite que qualquer computador que ocupe o nó raiz receba cargas, o que favorece a ocupação de recursos e, portanto, sua orientação a sistemas. Esse algoritmo tem complexidade assintótica de pior caso igual a O(\'log IND. 2 m\'), em que m corresponde ao número de computadores do sistema. Sua razão de aproximação foi estudada para ambientes distribuídos heterogêneos com e sem a presença de comunicação entre processos, o que permite conhecer, a priori, o nível mínimo de qualidade alcançado por suas soluções. Experimentos foram conduzidos para avaliar o algoritmo proposto e compará-lo a outras propostas. Os resultados confirmam que o MHSA reduz o tempo dispendido na obtenção de boas soluções de escalonamento / One of the most important challenges involved in the design of grid computing systems is process scheduling, which maps applications into the available computers in attempt to reduce the application execution time, or maximize resource utilization. The literature of Distributed Systems usually deals with these two objectives separately, supporting the application-centric and the resourcecentric scheduling, respectively. More recently, a third approach referred to as system-centric scheduling has emerged which attempts to optimize both objectives in conjunction. Heuristic-based and approximation-based algorithms have been proposed to address this third type of scheduling. Heuristics aim to find good solutions at acceptable time constraints, without guaranteeing solution quality. On the other hand, approximation-based algorithms provide optimal solution bounds, however they are more difficult to design what makes them available only to simple scenarios. The need for approximation-based algorithms to support system-centric scheduling has motivated this thesis which presents Min Heap-based Scheduling Algorithm (MHSA). This approximation algorithm is based on a mathematical optimization model, also proposed in this work, which considers process and resource behaviors to measure the quality of scheduling solutions. MHSA builds a min-heap data structure in which tree nodes represent computers and sorting keys correspond to queuing times, i.e., computer workloads. Besides this algorithm primarily reduces application execution times (also referred to as makespan), its data structure allows any computer assume the root node and, consequently, receive workloads, what favors resource utilization. This algorithm has the worst-case time complexity equals to O(\'log IND. 2 m\'), in which m represents the number of system computers. Its approximation ratio was analyzed to heterogeneous distributed systems considering bag-of-tasks and communication-intensive applications. Having this ratio, we know the minimum quality level provided by every scheduling solution. Experiments were performed to compare MHSA to others. Results confirm MHSA reduces the time spent to obtain good quality scheduling solutions

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-06-27T13:30:09Z No. of bitstreams: 1 Paulo Fernando Benetti Marcon_.pdf: 962793 bytes, checksum: 8c45fbcf4084b51d6348450029bf5f28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T13:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Fernando Benetti Marcon_.pdf: 962793 bytes, checksum: 8c45fbcf4084b51d6348450029bf5f28 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Nenhuma / O uso de recursos tecnológicos para auxiliar nas tarefas de ensino e aprendizagem é uma realidade. A disseminação de ambientes virtuais de aprendizado, como meio de promover a realização de cursos on-line, demonstra franca expansão. Além de tarefas que propiciam a ampliação dos meios de ensino, tais sistemas permitem o registro completo de todas as interações dos alunos no decorrer da realização de disciplinas. Essa gama de informação produzida pode ser utilizada para predição de estudantes em situação de risco enquanto a disciplina ocorre, o que para instituições de ensino pode representar redução nos índices de reprovação e evasão. Entretanto o número elevado de variáveis envolvidas, ainda mais quando várias disciplinas são consideradas, dificulta a construção de modelos computacionais eficientes. Desta forma, este trabalho visa investigar a construção de modelos generalistas – treinados com dados de diversas disciplinas disponíveis – contrapondo a construção de modelos individualizados – treinados individualmente com dados de cada disciplina. Para isto um amplo conjunto de dados educacionais foi extraído, obtido de uma instituição de ensino superior, composto de diferentes cursos, disciplinas e períodos letivos, não sendo utilizadas variáveis que invadissem a privacidade dos estudantes. Uma vez definidas as características e transformações dos dados que contribuíam à identificação de insucesso acadêmico no decorrer da disciplina então foram aplicados algoritmos clássicos de Mineração de Dados seguindo ambas as abordagens, generalista e individualizada, e a cada unidade de conteúdo das disciplinas. Os resultados obtidos demonstram vantagens e desvantagens de ambas as abordagens e que dadas as circunstâncias os modelos individualizados podem ser melhores, obtendo taxas de acerto maiores, e que em outras circunstâncias modelos generalistas apresentam um custo menor para a obtenção e manutenção dos modelos preditivos, mesmo com uma queda nos índices de acerto. / The use of technological resources to assist teaching and learning tasks is a reality. The dissemination of virtual learning environments, as a mean of promoting online courses, shows a clear expansion. In addition to tasks that allow the expansion of teaching resources, such systems allow the complete recording of all the interactions of the students inside the courses. This range of information produced can be used to predict at-risk students while the course is taking place, which for educational institutions may represent a reduction in failure and dropout rates. However, the high number of variables involved, especially when several courses are considered, makes it difficult to construct efficient computational models. In this way, this work aims to investigate the construction of generalist models – trained with data from several available courses – counterposing the construction of individualized models – individually trained with data from each course. In this way, a broad set of educational data was extracted, obtained from a higher education institution, composed of different undergraduate programs, courses and academic periods, not using variables that invaded students' privacy. Once the characteristics and transformations of the data that contributed to the identification of academic insuccess during the course were defined, then classical data mining algorithms were applied following both generalist and individualized approaches and to each content unit of the course. The results obtained demonstrate the advantages and disadvantages of both approaches and that given the circumstances the individualized models may be better, obtaining higher hit rates, and that in other circumstances generalist models present a lower cost for the obtaining and maintenance of the predictive models, even with a drop in hit rates.

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-07-08T01:19:32Z No. of bitstreams: 1 VladimirGuerreiro.pdf: 5547701 bytes, checksum: b807e1f8091b49a5ee1e0b36e2ae4286 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-08T01:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VladimirGuerreiro.pdf: 5547701 bytes, checksum: b807e1f8091b49a5ee1e0b36e2ae4286 (MD5) Previous issue date: 2014 / Nenhuma / Em ambientes paralelos, uma das alternativas para tratar o dinamismo, tanto em nível de infraestrutura quanto de aplicação é o uso de migração, principalmente em aplicações que executam em fases utilizando BSP (Bulk Synchronous Parallel). Neste contexto, o modelo de reescalonamento MigBSP foi desenvolvido para tratar da realocação de processos em aplica- ções paralelas. Assim como o modelo BSP, ele considera as três fases de execução de uma superetapa: (i) computação local, (ii) comunicação global e (iii) uma barreira de sincroniza- ção; coletando dados localmente durante a computação para efetuar o cálculo do Potencial de Migração (PM) do processo. Com o PM e parâmetros adicionais fornecidos no inicio da execução da aplicação, o MigBSP tem condições de escolher processos candidatos a migração em uma aplicação paralela executando em um ambiente distribuído. Entretanto, as duas heurísticas possíveis de serem utilizadas hoje, dependem de informações fornecidas pelo usuário e/ou podem não selecionar uma quantidade eficiente de processos no momento do reescalonamento, podendo ser necessário várias chamadas para balancear o ambiente. Desta forma, esta disserta- ção apresenta duas novas heurísticas, MigCube e MigHull. Elas utilizam o MigBSP e efetuam a seleção automática de processos candidatos à migração sem a interferência do programador. As informações fornecidas pelo MigBSP são utilizadas nas heurísticas, a combinação das três métricas mensurados, posicionadas em um plano tridimensional, define cada processo como um ponto no espaço que possui as coordenadas x, y e z, onde cada eixo representa uma mé- trica para tomada de decisão. A heurística MigCube monta um cubo a partir das médias das distâncias entre os pontos, utilizando o processo com o maior PM como centro do cubo. A heurística MigHull segue a definição da Envoltória Convexa, tentando envolver todos os pontos, porém utilizando duas adaptações que se fazem necessárias para a aplicação neste trabalho. O MigBSP foi desenvolvido no simulador SimGrid, e este segue sendo utilizado para a criação das duas heurísticas apresentadas nesta dissertação. Nos testes realizados neste simulador, foi possível verificar um ganho de até 45% no tempo de execução da aplicação utilizando a heurística MigHull, e até 42% utilizando a MigCube, quando comparado a aplicação sem o modelo de migração. Porém, em simulações com um maior número de processos, este ganho tende a cair, já que um dos maiores problemas do BSP e aplicações que executam em grades é o tempo de sincronização de tarefas, ou seja, quanto mais processos, maior a necessidade de sincronização, e mesmo o balanceamento dos processos acaba tendo um resultado prejudicado. / In a parallel environment, one of the alternatives to address the dynamism, both at the infrastructure and application levels, is the use of migration, mostly with applications that execute in steps using BSP (Bulk Synchronous Parallel). In this context, the rescheduling model MigBSP was developed to deal with processes reallocation in parallel applications. As BSP model, MigBSP uses the three steps of a superstep: (i) computation, (ii) communication and (iii) a synchronization barrier; collecting local data during the computation step, to compute the processes’ Potential of Migration (PM). With the PM and additional parameters provided in the beginning of the application’s execution, MigBSP have conditions to choose the processes candidate to migrate in a parallel application running in a distributed system. However, the two heuristics possible to be used today depend of information provided by the user and/or may not select the proper quantity of processes in the rescheduling moment, being necessary many executions to balance the environment. This way, this dissertation present two new heuristics, MigCube and MigHull. They make use of MigBSP, and automatically will choose the processes to migrate without user interference. The information provided by MigBSP are used in the heuristics, the combination of the three measured metrics, positioned in a three-dimensional space, defines each process as a point in space and has the coordinates x, y e z, where each axis represents a metric for decision making. The MigCube heuristic build a cube from the average of the distances between points, using the process with the highest PM as the center of the cube. The MigHull follows the definition of a Convex Hull, trying to involve all points, but using two adaptations that are necessary to implement this work. The MigBSP was developed using SimGrid simulator, and it keeps being used to creation of the two heuristics presented in this dissertation. In the conducted tests in this simulator, was possible to achieve a gain of until 45% on application execution time using MigHull, and until 42% using MigCube, when compared with the application without the migration model. However, simulations with a bigger number of processes, this gain tends to fall, since one of the bigger problems of BSP and applications that run in grid is the time of tasks synchronization, that is, as more processes, more need of synchronization, and even the processes balancing ends up having an impaired outcome.

Made available in DSpace on 2016-04-26T18:15:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 COS - Marcio Wariss Monteiro.pdf: 532677 bytes, checksum: 1954c75ed9e49be322c31dc87cff8362 (MD5) Previous issue date: 2006-10-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This present work has as its own background the theoretical understanding of cyberculture, which is considered as the worldwide mediatic arrangement shaped by the encounter between telecommunications and informatics. It deals, specifically, with interactivity understood as the social process that organizes and structures the world, both in its sociocultural activities and in its everyday life, by the glocal cybercultural practices. It is an academic research on the inner logics of the sociotechnological development after Second World War, taking into consideration the last three decades, when the microinformatics has appeared and developed. Within this context, in which the interactive technologies became essential, the present work tries to make tension with approaches which proposes the interactivity as the solution for all human body and intellectual limitations, as well as for social problems and democratic realizations. In this sense, the research tries to demonstrate that the interactivity, before fulfilling all these promises, works like a fallacy, updating in new bases and improperly the utopian ideals of the cybernetic theory. This way, the work maps different theoretical perspectives about the theme and then it makes articulations and developments to comprehend the importance of the interactivity for the contemporary civilizatory process, markedly mediatic. Even though what has been written in this field is vast and abundant, this work expects to contribute with the researches about interactivity, considering it not only as a ordinary and practical informatics procedure observed in the relation between humans and computers, but, as well, as the main structuring vector of the contemporary civilization. The theoretical perspectives of Philippe Breton e Serge Proulx on communications as utopia, of Paul Virilio, with regards to dromology, and of Eugênio Trivinho, relating to cyberculture and glocal phenomenon, represent, along all the work, interesting and fundamental contributions for our research / O presente trabalho se insere no cenário teórico da cibercultura, atual arranjamento mediático planetário configurado pela convergência entre telecomunicações e informática. Aborda, especificamente, a interatividade tomada como o processo social que, por meio de práticas glocais ciberculturais, organiza e dinamiza o mundo, no que tange tanto a atividades socioculturais, quanto à vida cotidiana. Trata-se de um trabalho exclusivamente reflexivo que se debruça sobre a lógica do processo sociotecnológico posterior ao final da Segunda Guerra Mundial, com destaque para as três últimas décadas, nas quais a microinformática surgiu e se desdobrou. Nesse contexto, em que as tecnologias interativas tornaram-se imprescindíveis, o presente trabalho busca fazer tensão com correntes de pensamento celebrativas que atribuem à interatividade o condão para superar limitações corporais e intelectuais humanas, assim como para solucionar mazelas relacionadas aos laços sociais e à realização democrática. Nesse sentido, procura-se demonstrar que a interatividade, antes de cumprir tais promessas, vigora como falácia a principal hipótese da pesquisa , atualizando de modo reescalonado e indevido os ideais utópicos da teoria cibernética. Para tanto, recorre-se à pesquisa bibliográfica com o objetivo de se mapear os vários enfoques sobre o tema, para, então, se realizar articulações e desdobramentos que subsidiem uma compreensão apurada do processo civilizatório contemporâneo, marcadamente mediático. Não obstante o vasto leque de livros, ensaios e artigos, acadêmicos ou não, disponíveis, o trabalho espera contribuir com as pesquisas sobre a interatividade, abordando-a não apenas como procedimento informático pontual e pragmático observado na relação entre humanos e computadores, mas também, e principalmente, como vetor de organização do modus operandi da civilização contemporânea. As intenções se alinham, portanto, e não por acaso, às perspectivas teóricas que vêm sendo desenvolvidas por Philippe Breton e Serge Proulx, sobre a comunicação como utopia, por Paul Virilio, a respeito da dromologia, e por Eugênio Trivinho, no que se refere à cibercultura e ao fenômeno glocal

Esta tese é composta por três capítulos. O primeiro teve o objetivo de avaliar a acurácia e a semelhança da reconstrução facial forense computadorizada (RFFC) tridimensional realizada com softwares livres. As RFFC foram realizadas no programa Blender® a partir de tomografias do crânio, utilizando templates do MakeHuman®. A avaliação da acurácia foi feita no CloudCompare® que comparou a RFFC com a pele na tomografia, enquanto a avaliação da semelhança foi realizada no Picasa® utilizando fotografias dos participantes. Os resultados mostraram que do total de pontos que formam cada reconstrução, 63.20% a 73.67% apresentaram uma distância de -2,5 <= x <= 2,5mm entre a RFFC e a superfície da pele, enquanto a distância média variou entre -1,66 a 0,33mm. Duas das quatro reconstruções foram reconhecidas objetivamente pelo Picasa®. As RFFC realizadas utilizando esses softwares apresentam plausíveis níveis de acurácia e semelhança, portanto indicam valor para uso no campo forense. Os outros dois capítulos tiveram como objetivo avaliar a estabilidade métrica facial do mesmo indivíduo por meio da análise de fotografias tomadas em um intervalo de tempo de cinco anos. Trata-se de um estudo longitudinal realizado com fotografias frontais padronizadas de 666 indivíduos adultos divididos por faixa etária e sexo. Com o programa SAFF 2D foram marcados 32 pontos, cujas coordenadas foram utilizadas para calcular 40 medidas, sendo 20 horizontais e 20 verticais. Cada uma dessas medidas foi dividida pelo diâmetro da íris e assim foram obtidas razões iridianas. Os resultados mostraram que a maioria das razões não sofreu variação estatisticamente significante. As razões que tiveram maior variação foram aquelas da região do nariz e da boca. Quando se compara as faixas etárias entre si observa-se que a grande maioria das razões é diferente, mostrando a influência da idade nas dimensões faciais. Quando se compara a estabilidade dentro mesmo sexo observa-se que houve razões que diminuíram e outras aumentaram tanto no sexo feminino quanto no sexo masculino, enquanto outras variaram apenas em um dos sexos. Quando se compara a variação entre os sexos observa-se que a maioria das razões é diferente, mostrando o dimorfismo sexual das medidas faciais. A face passa por alterações métricas ao longo da vida em todas as faixas etárias, principalmente na região do nariz e boca, com maiores diferenças após os 60 anos. Além disso, algumas medidas faciais são mais influenciadas pelo sexo do que outras. Entretanto, a maioria das medidas levantadas se mantem relativamente estáveis dentro de um período de 5 anos tanto em relação ao sexo quanto a idade. / This thesis contains three chapters. The aim of the first chapter was to evaluate the accuracy and recognition level of three-dimensional (3D) computerized forensic craniofacial reconstruction (CCFR) performed in a blind test on open-source software using computed tomography data from live subjects. The CCFRs were completed using Blender® with 3D models obtained from the computed tomography data and templates from the MakeHuman® program. The evaluation of accuracy was carried out in CloudCompare®, by geometric comparison of the CCFR to the subject 3D face model (obtained from the CT data). A recognition level was performed using the Picasa® with a frontal standardized photography. The results were presented from all the points that form the CCFR model, with an average for each comparison between 63.20% and 73.67% with a distance -2.5 <= x <= 2.5 mm from the skin surface and the average distances were 1.66 to 0.33 mm. Two of the four CCFRs were correctly matched by the Picasa® tool. Free software programs are capable of producing 3D CCFRs with plausible levels of accuracy and recognition and therefore indicate their value for use in forensic applications. The other two chapters study the facial comparison and aimed to evaluate the facial metrical stability of an individual through photographs taken in a time interval of five years. It is a longitudinal study composed of standard frontal photographs of 666 adults divided by sex and age groups. By using the SAFF 2D® software, 32 landmarks were positioned, whose coordinates were used to calculate 40 measurements, 20 horizontal and 20 vertical. Each of these measurements was divided by iris diameter and thus iridian ratios were obtained. The results showed that most of the ratios did not suffer statistically significant variations. The ratios that had the greatest variation in the different age groups were those of the nose and mouth regions. When comparing the age groups with each other it is observed that the great majority of the reasons are different, showing the influence of age on the facial dimensions. When comparing stability with respect to sex, it was observed that there were ratios that decreased and others that increased in both sexes, while other ratios varied only in females or in males. When the sexes were compared, it was observed that the majority of the ratios were different, showing sexual dimorphism of the facial measures. The face undergoes metrical alterations throughout the life, mainly in the region of the nose and mouth, with the greatest differences seen in those who are aged 60 years and older. In addition, some facial measures are more influenced by sex than others. However, most of the measures raised have remained relatively stable within a period of five years in both sex and age groups.

O presente trabalho consiste em uma extensão do sistema FreeFlow-2D para simular escoamentos de fluidos não newtonianos bidimensionais com superfí cies livres, onde o fluido é descrito pelos modelos de Cross ou o modelo ``power-law\'\'. O método numérico empregado é o método GENSMAC. As equações governantes são aproximadas pelo método de diferenças finitas em uma malha deslocada e partículas marcadoras são utilizadas para a visualização do escoamento e localização da superfície livre. Resultados numéricos são apresentados. Em particular, a presente implementação é validada comparando-se a solução numérica com uma solução analítica / This work presents an extention of the Freeflow-2D system to non-Newtonian free surface flows. The governing equations are solved by the finite difference method on a staggered grid. Marker particles are used to describe the fluid providing the location and the visualization of the free surface. The methodology employed is based on the GENSMAC method. The fluid is modelled by the Cross and power-law models. Numerical examples are presented. The code is validated by making a comparison between analytical and numerical solutions