Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 288074.pdf: 8611285 bytes, checksum: 7774a5e26e3d781fccc4958867e66283 (MD5) / Esta tese apresenta um método que associa o Backcasting e a Dinâmica de Sistemas como instrumentos para criar conhecimento em sistemas complexos, visando à tomada de decisão. O Backcasting, instrumento de planejamento aplicado a questões de sustentabilidade e responsabilidade social com impactos significativos sobre o meio ambiente, buscando caminhos sustentáveis para atingir futuros desejados, imunes às tendências dominantes. O Backcasting, através da característica de trazer o futuro para o presente, alinha os diferentes detentores do conhecimento para um objetivo comum implícito ou explícito. A Dinâmica de Sistemas é uma ferramenta útil para trabalhar com teorias e a realidade, ganhar tempo sobre o longo e incerto sistema complexo. Sua contribuição consiste em modelar sistemas com base nas suas estruturas e nas interrelações de suas forças, vendo-as num contexto amplo e entendendo-as como partes de um processo comum. A Dinâmica de Sistemas possibilita, através de sua característica no exercício de simulação, a aceleração do processo de criação do conhecimento. O método proposto integra Backcasting e Dinâmica de Sistemas. A Dinâmica de Sistemas permite ao Backcasting um meio de monitoramento antecipado que, por sua vez, oferece à Dinâmica de Sistemas um ponto de referência no futuro. Uma aplicação deste método é realizada com o setor habitacional do município de Florianópolis, especificamente no segmento composto por famílias com renda mensal de até três salários mínimos. Desenvolve-se, passo a passo, o modelo desse setor, utilizando-se a Dinâmica de Sistemas e, como instrumento de programação, o software STELLA II®. O período em estudo varia entre 2010 e 2030 e a modelagem do setor habitacional é programada de duas formas diferentes, do presente para o futuro e do futuro para o presente. Simula-se o modelo considerando três cenários: otimista, intermediário e pessimista, propondo-se para cada um deles objetivos específicos com relação ao número de domicílios a serem construídos para essas famílias no período estabelecido.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:02:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285841.pdf: 6104469 bytes, checksum: 6b8eca3d32dba7f1f30b781220949f4d (MD5) / Atualmente os robôs são majoritariamente empregados em operações que não impõem restrições ao movimento de seus efetuadores. É o caso das tarefas envolvendo manipulação de materiais, pintura e soldagem. Na presença de restrições, como nas tarefas de usinagem, seu emprego é bem reduzido, decorrente das limitações científico-tecnológicas ainda existentes. Neste caso, além de realizar um movimento com restrição, o robô aplicará uma força originada pelo corte do material. O robô deverá ser capaz de realizar a remoção do material, dentro das especificações de projeto, sem que a força aplicada ultrapasse os limites físicos da ferramenta e do robô. Buscando atender a estas exigências operacionais, desenvolve-se neste trabalho um modelo matemático de caráter inédito, representativo das forças de interação que se manifestam entre o robô e o meio, que, trabalhando em conjunto com algumas estratégias de controle pré-selecionadas, garanta o cumprimento da tarefa requisitada. O modelo matemático desenvolvido é válido para uma diversidade de ferramentas cortantes que possuam as três componentes ortogonais de força definidas no espaço cartesiano. Como exemplos destas ferramentas têm-se o rebolo, a fresa de disco de dentes retos e a fresa de topo com haste cilíndrica, todas consideradas ao longo do texto no intuito de auxiliar no desenvolvimento do modelo. Os objetivos desta tese são a síntese deste modelo, assim como das estratégias de controle de rigidez e por impedância, além da análise de estabilidade do sistema em malha fechada com cada uma destas estratégias de controle. / Nowadays the robots are currently employed in operations that do not impose constraints to the displacement of their end effectors. It is the case of tasks involving material handling, painting and welding. In the presence of constraints, such as those on machining tasks, they are rarely used, because of the still existing scientific-technological limitations. In this case, in addition to performing a constrained displacement, the robot will apply a force originated by the cut of the material. The robot should be able to perform the removal of material, within the design specifications, without allowing the applied force to exceed the physical limits of the tool and the robot. Looking to meet these operational demands, a novel mathematical model, representative of the interaction forces that arise between the robot and the environment, is developed, which, working in conjunction with some pre-selected control strategies, ensures the achievement of the requested task. The mathematical model developed is valid for a diversity of cutting tools that have the three orthogonal components of force defined in Cartesian space. As examples of these tools one has the grinding wheel, the peripheral mill and the endmill with cylindrical shank, all considered throughout the text in order to assist in the development of the model. The goals of this thesis are the synthesis of this model, as well as the control strategies of compliance and impedance, beyond the stability analysis of the closed loop system with each of these control strategies.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:44:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262509.pdf: 3676978 bytes, checksum: f91a4efb8d73c8660c3774eebe2a676a (MD5) / A competitividade do mercado automotivo exige o desenvolvimento de produtos cada vez mais robustos e confiáveis e, ao mesmo tempo, a um baixo custo de manufatura. Acrescente-se a isso a necessidade de se reduzir o prazo de desenvolvimento (Time-tomarket) para lançar os produtos rapidamente no mercado e tem-se um cenário que desafia a maneira tradicional de desenvolvimento de novos produtos. O problema é que a busca de uma solução técnica por meio do conhecimento empírico obtido em sucessivos testes práticos e as lições aprendidas nestes e por meio de projetos similares torna-se inviável, pois compromete o atendimento das complexas especificações requeridas dos sistemas técnicos atuais em um prazo reduzido. Este trabalho aborda o uso da Modelagem e Simulação Dinâmica 1-D como ferramenta de auxílio dentro do Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP), com enfoque na fase de projeto Atualmente o significativo desenvolvimento de ferramentas computacionais e a evolução do hardware, com computadores pessoais dotados de grande capacidade de processamento, têm difundido cada vez mais as ferramentas de simulação nas empresas, prática antes bastante restrita aos Centros de Pesquisa e Universidades. O presente trabalho foi realizado em uma indústria de autopeças que fornece componentes para o mercado original (OEM). A Empresa Alvo tem como seu principal produto o impulsor de partida, com uma gama de mais de setecentas diferentes configurações. O estudo de caso demonstra, de forma pioneira na Empresa Alvo, os benefícios que podem ser obtidos com o uso da simulação dinâmica. Uma das mais importantes motivações para o projeto foi exatamente a constatação de que a área de desenvolvimento de produto não fazia uso de ferramentas de simulação computacional, e que a especificação de novos projetos somente com base em projetos similares e no conhecimento empírico não estava sendo adequada para atender os requisitos atuais dos produtos OEM. O trabalho aborda a metodologia de uso da Modelagem e Simulação no desenvolvimento de impulsores de partida, desde a concepção do modelo dinâmico até a validação experimental. Os resultados obtidos demonstram a contribuição do método para um melhor entendimento dos fenômenos físicos envolvidos no funcionamento do sistema e na análise de falhas ocorridas, com potencial de reduzir o custo e prazo de novos projetos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:10:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266539.pdf: 8284518 bytes, checksum: ce9524a529d7a98da5a4f5ae7f05c98f (MD5) / A utilização do bagaço de cana como combustível em sistemas de cogeração, além da integração energética do processo produtivo em usinas sucroalcooleiras, geram um excedente de eletricidade que corresponde a dois terços da energia produzida em uma planta. A integração energética da planta industrial depende do correto gerenciamento de vapores de processo, os quais fornecem a energia térmica e mecânica necessária ao processo de fabricação. Desta forma, mudanças no balanço energético de uma planta sucroalcooleira influenciam diretamente o rendimento financeiro da unidade produtiva. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma simulação de sistemas térmicos de uma usina de açúcar com destilaria anexa, com o intuito de realizar avaliações econômicas coerentes com a realidade. O modelo de simulação foi desenvolvido sobre a plataforma ASPEN Plus adaptando este software para simular as operações sucroalcooleira. A simulação atende à configuração específica da unidade Potirendaba da Usina Cerradinho, localizada no estado de São Paulo. Foram realizadas simulações com diferentes composições de cana-de-açúcar, conforme as mudanças que a matéria-prima experimenta ao longo da safra. Posteriormente os resultados das simulações foram comparados com dados industriais, permitindo validar o modelo de simulação. Através dos resultados das simulações, realiza-se uma avaliação econômica das alternativas de resfriamento de dornas de fermentação, visando um aumento na produção de etanol, onde são considerados os custos de investimento, operação e energéticos que cada configuração representa. As três alternativas analisadas são: refrigeração por absorção (utilizando a energia térmica disponível no processo produtivo), refrigeração por compressão mecânica de vapores e um sistema híbrido composto pelas duas alternativas anteriores, as quais são configuradas em série.

The objective of this study was to investigate the performance of students when exposed to complementary activities of computational modeling in the learning of Physics and Mathematics taken integrated, using the software Modellus. The difficulties of changing record (algebraic, numeric, graphic and animation), in the work with contents of Kinematics and Functions were the subjects chosen. The study involved first-year students of high school from Agrotécnica Federal de Satuba School - AL and was held in the second half of 2008. For research was adopted a quasi-experimental design, consisting of an experimental group of 18 students who were submitted to computational modeling activities exploratory and of creation for an interval of two weeks (five meetings of two sessions of 50 minutes each) and by a control group of eighteen other students. The results show that there was a statistically significant improvement in the students performance in the experimental group when compared to students in the control group exposed only to the traditional method of teaching. The results of qualitative analysis suggest that many students achieved significant learning. Our observations suggest that the interactions between students and computer activities became a motivating factor in learning. / O objetivo deste trabalho foi o de investigar o desempenho de estudantes quando expostos a atividades complementares de modelagem computacional na aprendizagem de conteúdos de Física e de Matemática tomados de forma integracionista, utilizando o software Modellus. As dificuldades de mudança de registro (algébrico, numérico, gráfico e animações), no trabalho com conteúdos de Cinemática e de Funções foram os assuntos escolhidos. O estudo envolveu estudantes do primeiro ano do Ensino Médio da Escola Agrotécnica Federal de Satuba AL e foi realizado no segundo semestre de 2008. Para a pesquisa adotou-se um delineamento quase-experimental, formado por um grupo experimental de 18 estudantes que foram submetidos a atividades de modelagem computacionais exploratórias e de criação durante um intervalo de duas semanas (cinco encontros de duas aulas de 50 min cada) e por um grupo controle formado por dezoito outros alunos. Os resultados quantitativos mostram que houve melhorias estatisticamente significativas no desempenho dos alunos do grupo experimental, quando comparado aos alunos do grupo controle, expostos apenas ao método tradicional de ensino. Os resultados da analise qualitativa sugere que muitos alunos atingiram uma aprendizagem significativa. Nossas observações sugerem que a interações entre os alunos e as atividades computacionais, tornaram-se um elemento motivador na aprendizagem.

MAGALHÃES, Deborah Maria Vieira. Workload modeling and prediction for resources provisioning in cloud. 2017. 100 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-02T16:11:24Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_dmvmagalhães.pdf: 5119492 bytes, checksum: 581c09b1ba042cf8c653ca69d0aa0d57 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-02T16:18:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_dmvmagalhães.pdf: 5119492 bytes, checksum: 581c09b1ba042cf8c653ca69d0aa0d57 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T16:18:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_dmvmagalhães.pdf: 5119492 bytes, checksum: 581c09b1ba042cf8c653ca69d0aa0d57 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / The evaluation of resource management policies in cloud environments is challenging since clouds are subject to varying demand coming from users with different profiles and Quality de Service (QoS) requirements. Factors as the virtualization layer overhead, insufficient trace logs available for analysis, and mixed workloads composed of a wide variety of applications in a heterogeneous environment frustrate the modeling and characterization of applications hosted in the cloud. In this context, workload modeling and characterization is a fundamental step on systematizing the analysis and simulation of the performance of computational resources management policies and a particularly useful strategy for the physical implementation of the clouds. In this doctoral thesis, we propose a methodology for workload modeling and characterization to create resource utilization profiles in Cloud. The workload behavior patterns are identified and modeled in the form of statistical distributions which are used by a predictive controller to establish the complex relationship between resource utilization and response time metric. To this end, the controller makes adjustments in the resource utilization to maintain the response time experienced by the user within an acceptable threshold. Hence, our proposal directly supports QoS-aware resource provisioning policies. The proposed methodology was validated through two different applications with distinct characteristics: a scientific application to pulmonary diseases diagnosis, and a web application that emulates an auction site. The performance models were compared with monitoring data through graphical and analytical methods to evaluate their accuracy, and all the models presented a percentage error of less than 10 %. The predictive controller was able to dynamically maintain the response time close to the expected trajectory without Service Level Agreement (SLA) violation with an Mean Absolute Percentage Error (MAPE) = 4.36%. / A avaliação de políticas de gerenciamento de recursos em nuvens computacionais é uma tarefa desafiadora, uma vez que tais ambientes estão sujeitos a demandas variáveis de usuários com diferentes perfis de comportamento e expectativas de Qualidade de Serviço (QoS). Fatores como overhead da camada de virtualização, indisponibilidade de dados e complexidade de cargas de trabalho altamente heterogêneas dificultam a modelagem e caracterização de aplicações hospedadas em nuvens. Neste contexto, caracterizar e modelar a carga de trabalho (ou simples- mente carga) é um passo importante na sistematização da análise e simulação do desempenho de políticas de gerenciamento dos recursos computacionais e uma estratégia particularmente útil antes da implantação física das nuvens. Nesta tese de doutorado, é proposta uma metodologia para modelagem e caracterização de carga visando criar perfis de utilização de recursos em Nuvem. Os padrões de comportamento das cargas são identificados e modelados sob a forma de distribuições estatísticas as quais são utilizadas por um controlador preditivo a fim de estabelecer a complexa relação entre a utilização dos recursos e a métrica de tempo de resposta. Desse modo, o controlador realiza ajustes no percentual de utilização do recursos a fim de manter o tempo de resposta observado pelo o usuário dentro de um limiar aceitável. Assim, nossa proposta apoia diretamente políticas de provisionamento de recursos cientes da Qualidade de Serviço (QoS). A metodologia proposta foi validada através de aplicações com características distintas: uma aplicação científica para o auxílio do diagnóstico de doenças pulmonares e uma aplicação Web que emula um site de leilões. Os modelos de desempenho computacional gerados foram confrontados com os dados reais através de métodos estatísticos gráficos e analíticos a fim de avaliar sua acurácia e todos os modelos apresentaram um percentual de erro inferior a 10%. A modelagem proposta para o controlador preditivo mostrou-se efetiva pois foi capaz de dinamicamente manter o tempo de resposta próximo ao valor esperado, com erro percentual absoluto médio (MAPE ) = 4.36% sem violação de SLA.

Este trabalho versa sobre a implementação de um modelo computacional, através do método dos elementos finitos, utilizando a plataforma ANSYS, versão 14.5, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. A justificativa para a realização deste trabalho vem da importância do material concreto armado dentro da engenharia estrutural, o qual é objeto permanente de estudos por comportar-se de maneira extremamente complexa e apresentar resposta altamente não-linear, quando submetido a solicitações. A diferença entre a resistência à tração e à compressão, a não-linearidade da relação tensão-deformação, a fissuração, e os fenômenos relacionados ao tempo como fluência e retração do concreto, além da plastificação do aço e do concreto são as causas desta não-linearidade. O objetivo final deste trabalho é implementar dois procedimentos distintos no modelo computacional, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, a resposta da estrutura é dada para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. No segundo, a resposta da estrutura é dada ao longo do tempo, considerando, neste caso, que o material possui um comportamento viscoelástico. A representação do concreto fissurado é feita por um modelo de fissuras distribuídas, e as armaduras são introduzidas através de uma formulação incorporada. Para isto, inicialmente estudou-se as relações constitutivas de cada material, concreto e aço, a fim de melhor representá-los no modelo numérico. Para a representação das equações constitutivas, implementou-se um novo modelo de material com a ajuda da ferramenta de customização UPF (User Programmable Features) do ANSYS, onde foram adicionadas novas sub-rotinas ao programa principal em linguagem FORTRAN. A implementação deste novo modelo possibilitou a utilização de elementos bidimensionais quadráticos de 8 nós (PLANE183) com armadura incorporada (REINF263), tornando a solução do problema muito mais rápida e eficaz. Para validar as sub-rotinas acrescentadas ao sistema, foi feita uma comparação dos resultados numéricos com os valores experimentais disponíveis na literatura técnica, a qual apresentou resultados satisfatórios. / This work presents the development of a computational model, based on the finite element method, through the ANSYS platform, version 14.5, for the study of reinforced and prestressed concrete structures, under plane stress states. This work is justified by the importance of reinforced concrete material in the structural engineering, which is subject of ongoing studies due to the very complex behavior when subjected to requests. The difference between the tension and compression strength, the nonlinearity of the stress-strain relation, the cracking, and phenomena related to time as creep and shrinkage of concrete, beyond the plasticity of steel and concrete are the causes of this nonlinearity. The ultimate goal of this work is to implement two different procedures in the computational model, based on an elasto-viscoplastic model. At the first, the response of the structure is given for an instantaneous loading, considering the material with an elastoplastic behavior. At the second, the response of the structure is given over time, considering, in this case, that the material has a viscoelastic behavior. A distributed cracking model makes the representation of the cracked concrete and the reinforcement is introduced through an embedded formulation. Initially, the constitutive relations of each constituent material were studied, in order to best represent them in the numerical model. For the representation of the constitutive equations of concrete and steel, it was implemented a new model of material with the help of the customization tool UPF (User Programmable Features) of ANSYS, where new subroutines were added to the main program in FORTRAN language. The implementation of this new model enabled the use of two-dimensional quadratic elements of 8 nodes (PLANE183) with embedded reinforcement (REINF263), making the solution of the problem faster and more effective. In order to validate the subroutines added to the system, numerical results have been compared to experimental values available on technical literature, which have shown satisfactory results.

A miniaturização dos transistores do tipo MOS traz consigo um aumento na variabilidade de seus parâmetros elétricos, originaria do processo de fabricação e de efeitos com dependência temporal, como ruídos e degradação (envelhecimento ou aging). Este aumento de variabilidade no nível de dispositivo se converte aos níveis de circuito e sistema como uma perda de confiabilidade ou de desempenho. Neste trabalho são apresentados métodos de simulação de efeitos causados por armadilhas de cargas (charge traps), como o NBTI e o RTS. Tomando como base simuladores elétricos comerciais, foi desenvolvida uma ferramenta capaz de simular a atividade das armadilhas durante uma simulação transiente. Para tanto, foi criado um componente em Verilog-A e um software de controle escrito em Perl. Dessa forma é possível analisar o impacto de traps (armadilhas) no comportamento do circuito considerando variações ambientais como tensões de operação, bem como analisar efeitos de ruído como o RTS e de aging como NBTI. Foram então desenvolvidos estudos de caso em um inversor, em um caminho crítico com cinco níveis lógicos e em uma memória SRAM de 32 bits, onde foi feita uma análise da relação do NBTI com o histórico do sinal de estresse no circuito. Em um segundo momento foi desenvolvido um método de análise do impacto de NBTI em circuitos digitais no nível de sistema, através de simulações de SSTA. Para tal estudo foi caracterizada a biblioteca NCSU FreePDK 45nm da Nangate, considerando o tempo como um corner, e então realizando-se uma simulação de SSTA em três caminhos críticos de diferentes complexidades. A fim de estudar a acuidade obtida nas simulações realizadas no nível do sistema, também foram realizadas simulações com o simulador elétrico desenvolvido e comparados os resultados. Observou-se um aumento na acuidade das simulações no nível do sistema quando complexidade do circuito estudado aumenta. Tal comportamento é explicado através do teorema do limite central. / The downscaling of MOS transistors leads to an increase of the variability of its electrical parameters generated both by fabrication process and by time dependent effects, such as noise and ageing. This increase of the variability at the device level turns into the circuit and systems level as a loss in the reliability or performance. This thesis presents the development of simulation methods for effects caused by traps, such as NBTI and RTS. Combining commercial electrical simulators, an enhanced Verilog-A transistor model and a control software developed in Perl, a simulation tool was created. The tool properly accounts for the activity of traps during transient electrical simulations. This way it is possible to evaluate the impact of traps in the behavior of circuits taking into account environmental variations, like supply voltage fluctuations, and evaluate noise effects like RTS and aging effects like NBTI. Case studies were carried out, considering an inverter, a five stages logic path and a SRAM, where the workload dependency on NBTI was evaluated. The impact of NBTI on combinational circuits on a system level is then evaluated through SSTA simulations. In order to perform this analysis, the Nangate NCSU FreePDK 45nm library was characterized and the circuit's age was considered as a time corner. SSTA simulations were performed in three paths of different complexities and then its results were compared with the results obtained with the electrical simulator developed showing an increase of accuracy of the SSTA method as a function of the circuit's complexity. This behavior is explained by the Central Limit Theorem.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:59:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326737.pdf: 28391573 bytes, checksum: 1d4a9ad7d14e9cf822969944d337d9a3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Abstract : The focus of this work is to propose a model for the closure problem of the interfacial force density required for solution of the two-fluid model widely used in the description of multiphase flows. The closure models employed so far do use of the decomposition of the various phenomena that occur in the interaction among the phases as drag, drift, the development of hydrodynamic boundary layers, adverse pressure gradients and vorticity forces as Lift and Magnus force, just to name a few. Each one has its own mathematics description and correlations to calculate its coefficients for their respective settings. The latter are dependent on a series of dimensionless numbers as Reynolds number, and Morton, Eötvös, these being the principal. Generally, the correlations are dependent upon the system and degree of interaction of the phases as well as their dispersion within the fluid flow. This particular description and the wide range of correlations create new ways of solving problems so far unsolved and/or even unsolved, however, they are not generic and its applicability beyond the limits that were calibrated is an approach that must be evaluated and not always the results, after a long time of trial and error, are satisfactory. The work aims to deal with the closure problem of interfacial force density in a distinct way, modeling how the stress tensor acts on the interface without separating the effects categorizing them on the types mentioned above, and, let the flow itself "takes a decision" that forces act on the interface of fluids. The proposed methodology is detailed described in their physical and mathematical aspects and some benchmarks are chosen to do that. The coding has been made in the commercial code ANSYS CFX. The results demonstrate the effectiveness of the approach to problems where the interface is well defined, such as free surface flows, even with local change of morphology, without, however, to present the same performance in dispersed flow with low void fractions. Nevertheless, the joint action of both approaches (the classical and the proposal) in the latter case has proved to be very efficient in capturing the physical behavior of a complex flow as a bubble column.

FARIAS, Victor Aguiar Evangelista de. Uma Abordagem para a Modelagem de Desempenho e de Elasticidade para Bancos de Dados em Nuvem. 2016. 73 f. Dissertação (mestrado em computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-03-31T18:48:05Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_vaefarias.pdf: 2901674 bytes, checksum: 2defc02493d2e15c69317aca46126bb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-04-25T12:33:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_vaefarias.pdf: 2901674 bytes, checksum: 2defc02493d2e15c69317aca46126bb3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-25T12:33:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_vaefarias.pdf: 2901674 bytes, checksum: 2defc02493d2e15c69317aca46126bb3 (MD5) Previous issue date: 2016 / Cloud computing is a successful, emerging paradigm that supports on-demand services. With the exponential growth of data generated by present applications, NoSQL databases which are inherently distributed systems have been used to manage data in the cloud. In this scenario, it is fundamental for cloud providers to guarantee Quality of Service (QoS) by satisfying tho Service Level Agreement (SLA) contract while reducing the operational costs related to both overprovisioning and underprovisioning. Thus QoS mechanisms can greatly benefit from a predictive model that estimates SLA-based performance metrics for a given cluster and workload configuration. Therewith, elastic provisioning strategies can benefit from these predictive models to provide a reliable mechanism to add and remove resources reliably. In this work, we present a generic performance modeling for NoSQL databases in terms of SLA-based metrics capable of capturing non-linear effects caused by concurrency and distribution aspects. Moreover we present a elastic provisioning mechanism based on performance models. Results of experimental evaluation confirm that our performance modeling can accurately estimate the performance under a wide range of workload configurations and also that our elastic provisioning approach can ensure QoS while using resources efficiently. / A computação em nuvem é um paradigma de computação emergente e bem sucedido que oferece serviços por demanda. Com o crescimento exponencial da quantidade de dados utilizados pelas aplicações atuais, os bancos de dados NoSQL, que são sistemas inerentemente distribuídos, têm sido usados para gerenciar dados na Nuvem. Nesse cenário, é fundamental que os provedores de serviços em nuvem garantam a Qualidade de Serviço (QoS) por meio do cumprimento do contrato Service Level Agreement (SLA) enquanto reduz os custos operacionais relacionados a overprovisioning e underprovisioning. Mecanismos de QoS podem se beneficiar fortemente de modelos de desempenho preditivos que estimam o desempenho para uma dada configuração do sistema NoSQL e da carga de trabalho. Com isso, estratégias de elasticidade podem aproveitar esses modelos preditivos para fornecer meios de adicionar e remover recursos computacionais de forma mais confiável. Este trabalho apresenta uma abordagem para modelagem de desempenho genérica para banco de dados NoSQL em termos de métricas de desempenho baseadas no SLA capaz de capturar o efeitos não-lineares causados pelo aspectos de concorrência e distribuição. Adicionalmente, é apresentado um mecanismo de elasticidade para adicionar e remover nós sistema NoSQL baseado em modelos de desempenho. Resultados de avaliação experimental confirmam que a modelagem de desempenho estima as métricas de forma acurada para vários cenários de carga de trabalho e configurações do sistema. Por fim, a nossa estratégia de elasticidade é capaz de garantir a QoS enquanto utiliza os recursos de forma eficiente.