Orientadora: Letícia Rodrigues Bueno / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2013

Orientador: Márcio Fabiano da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Matemática Aplicada, 2013

Orientador: Cláudio Nogueira de Meneses / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciências da Computação, 2013

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2293_1.pdf: 5284544 bytes, checksum: 98b62391a7b9cf3c490a1dd02e905d21 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / A busca por técnicas de alto desempenho por engenheiros e pesquisadores no campo da simulação numérica em reservatórios de petróleo é um caminho que vem sendo percorrido desde o início da década de 1950 com o advento dos primeiros computadores digitais. Prever o comportamento de um reservatório ao longo de sua vida produtiva e extrair a máxima quantidade de hidrocarbonetos economicamente viável é uma tarefa que exige um conhecimento mais detalhado das características dos fluidos (líquidos e/ou gasosos) e do meio poroso por onde escoam. A modelagem matemática da física envolvida no escoamento de fluidos em meios porosos resulta em equações diferenciais parciais (EDPs) nãolineares que apenas apresentam soluções analíticas em casos muito simplificados. Métodos numéricos como os de diferenças finitas e de volumes finitos, e mais recentemente de elementos finitos, têm sido aplicados neste campo e exigem um tratamento especial quando se deseja empregá-los em simulações com o auxílio de computadores paralelos partindo desde a fase de pré-processamento, passando pela estrutura de dados do simulador, até a resolução das equações discretas. O uso de computadores paralelos de memória distribuída é apresentado como uma ferramenta de alto desempenho que pode permitir uma redução significativa no tempo total de simulação ou pode viabilizar a simulação de problemas de grande porte, ou seja, problemas que excedem a capacidade de memória de uma única máquina devido a enorme quantidade de dados envolvidos. Neste trabalho, é apresentado um simulador de reservatórios de petróleo paralelo desenvolvido em C++ e que faz uso de pacotes gratuitos de código aberto voltados à programação paralela como FMDB, ParMetis e Petsc que desempenham tarefas específicas importantes como o gerenciamento de malhas distribuídas, o balanço de carga entre processadores e a utilização de resolvedores (solvers) iterativos paralelos, respectivamente. Uma formulação de volumes finitos centrada nos vértices e baseadas em uma estrutura de dados por arestas (Carvalho, 2005), aqui chamada de EBFV1 (Edge Based Finite Volume), é utilizada na discretização das equações governantes para simular o escoamento incompressível óleo-água em meios porosos heterogêneos e anisotrópicos tanto em malhas de triângulos quanto de tetraedros. Nesta formulação, a heterogeneidade do meio está associada a subdomínios. O método de integração no tempo IMPES (IMplicit Pressure Explicit Saturation) é adotado nas simulações em conjunto com um procedimento adaptativo no passo de tempo (Hurtado et al., 2006). Uma segunda formulação de volumes finitos (EBFV2) também com volumes de controle centrados nos vértices e onde a heterogeneidade do meio está associada aos elementos da malha é apresentada e comparada com a formulação EBFV1 para tratar problemas elípticos em malhas 2-D. Exemplos obtidos da literatura e tratados por outras formulações de volumes finitos são usados para avaliar o erro e a taxa de convergência para malhas com diferentes níveis de refinamento. Mostram-se como as duas formulações são capazes de lidar com problemas envolvendo meios porosos com razão de heterogeneidade e anisotropia elevada

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-27Bitstream added on 2014-06-13T19:40:30Z : No. of bitstreams: 1 ferro_m_dr_rcla_parcial.pdf: 557493 bytes, checksum: fcae382eb9a89592e907d3171f912924 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-05-04T12:07:27Z: ferro_m_dr_rcla_parcial.pdf,Bitstream added on 2015-05-04T12:07:58Z : No. of bitstreams: 1 000713741.pdf: 1451277 bytes, checksum: 241fb4d825af417c9645365b1885c071 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As formigas Attini são destacadas pragas agrícolas e invertebrados modelos em estudos em genômica, metagenômica, sistemática e evolução molecular. Tais estudos têm gerado milhares de sequências nucleotídicas, cuja análise demanda o uso de diferentes programas de Bioinformática em processamentos automatizados. Pensando nisso, foram desenvolvidos protocolos para análises de ESTs e de bibliotecas de sequências ITS e 16S obtidas de formigas Attini. Foi desenvolvida uma arquitetura baseada no padrão MVC e J2EE responsável por todos os processos cliente-servidor. Os protocolos foram implementados na forma de pipelines em que cada componente é um serviço web em REST acoplado a arquitetura desenvolvida. bESTscan realiza a anotação de sequências EST transcriptômicas, 16Scan e ITScan realizam análises de ecologia microbiana, para bactérias (sequências 16S) e para fungos (sequências ITS) respectivamente, bem como identifica as sequências através de pesquisas em bancos de dados públicos. O sistema computacional desenvolvido automatiza a anotação de sequências para um pequeno volume de sequências como as obtidas por Sanger ou para grande volume de dados como as geradas por Sequenciadores de Nova Geração, reduzindo o tempo de processamento e facilitando a análise dos resultados. Todos os pipelines desenvolvidos foram validados com sequências de Attini, obtidas por Sanger e Illumina, geradas a partir de diferentes projetos do nosso laboratório e estão disponíveis na web nos endereços http://evol.rc.unesp.br/lem/?q=bioinformatics / The Attini ants are agricultural pests and invertebrate models for studies on genomics, metagenomics, molecular systematics and evolution. These studies have generated thousands of nucleotide sequences whose analysis requires the use of different Bioinformatics tools and automated processing. We developed automated sequence annotation protocols for ESTs and ITS and 16S libraries analysis for Attini ants. We developed an architecture model based on J2EE and MVC patterns which is responsible for all client-server processes and each tool in the pipeline is a REST web service coupled in the architecture model developed. The bESTscan pipeline to perform the EST transcriptome annotation, 16Scan e ITScan realize microbial ecology studies for both, bacteria (16S sequences) and for fungi (ITS sequences), as well as identify sequences through public databases. The computer system developed automates the annotation for both a small volume of sequences obtained by Sanger and for a large number of data generated by the Next Generation Sequencers (NGS), reducing processing time and with high performance. Pipelines were developed and validated using sequences Sanger and Illumina generated with different projects from our laboratory and are available at http://evol.rc.unesp.br/lem/?q=bioinformatics

Orientador: Maurício Bacci Júnior / Banca: André Rodrigues / Banca: Henrique Ferreira / Banca: Flávio Henrique da Silva / Banca: Claudio José Von Zuben / Resumo: As formigas Attini são destacadas pragas agrícolas e invertebrados modelos em estudos em genômica, metagenômica, sistemática e evolução molecular. Tais estudos têm gerado milhares de sequências nucleotídicas, cuja análise demanda o uso de diferentes programas de Bioinformática em processamentos automatizados. Pensando nisso, foram desenvolvidos protocolos para análises de ESTs e de bibliotecas de sequências ITS e 16S obtidas de formigas Attini. Foi desenvolvida uma arquitetura baseada no padrão MVC e J2EE responsável por todos os processos cliente-servidor. Os protocolos foram implementados na forma de pipelines em que cada componente é um serviço web em REST acoplado a arquitetura desenvolvida. bESTscan realiza a anotação de sequências EST transcriptômicas, 16Scan e ITScan realizam análises de ecologia microbiana, para bactérias (sequências 16S) e para fungos (sequências ITS) respectivamente, bem como identifica as sequências através de pesquisas em bancos de dados públicos. O sistema computacional desenvolvido automatiza a anotação de sequências para um pequeno volume de sequências como as obtidas por Sanger ou para grande volume de dados como as geradas por Sequenciadores de Nova Geração, reduzindo o tempo de processamento e facilitando a análise dos resultados. Todos os pipelines desenvolvidos foram validados com sequências de Attini, obtidas por Sanger e Illumina, geradas a partir de diferentes projetos do nosso laboratório e estão disponíveis na web nos endereços http://evol.rc.unesp.br/lem/?q=bioinformatics / Abstract: The Attini ants are agricultural pests and invertebrate models for studies on genomics, metagenomics, molecular systematics and evolution. These studies have generated thousands of nucleotide sequences whose analysis requires the use of different Bioinformatics tools and automated processing. We developed automated sequence annotation protocols for ESTs and ITS and 16S libraries analysis for Attini ants. We developed an architecture model based on J2EE and MVC patterns which is responsible for all client-server processes and each tool in the pipeline is a REST web service coupled in the architecture model developed. The bESTscan pipeline to perform the EST transcriptome annotation, 16Scan e ITScan realize microbial ecology studies for both, bacteria (16S sequences) and for fungi (ITS sequences), as well as identify sequences through public databases. The computer system developed automates the annotation for both a small volume of sequences obtained by Sanger and for a large number of data generated by the Next Generation Sequencers (NGS), reducing processing time and with high performance. Pipelines were developed and validated using sequences Sanger and Illumina generated with different projects from our laboratory and are available at http://evol.rc.unesp.br/lem/?q=bioinformatics / Doutor

Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa que teve por objetivo analisar a percepção que as professoras têm de alunos e alunas encaminhados à recuperação paralela. O objetivo da pesquisa foi verificar se os motivos pelos quais meninos e meninas são encaminhados/as à recuperação paralela são semelhantes, ou se diferem de acordo com o sexo do/a estudante. A pesquisa baseou-se nos estudos sobre as relações de gênero e educação e em estudos sobre o fracasso e o sucesso escolar. As hipóteses iniciais eram de que os meninos seriam encaminhados por motivos não necessariamente ligados à sua real dificuldade de aprendizagem, seja por conta de indisciplina, seja por uma suposta culpabilização da família que não ajudaria o aluno nas tarefas escolares em casa, por exemplo. Já as meninas seriam encaminhadas por conta de dificuldades de aprendizagem geradas por timidez, apatia, deficiência mental, etc., ou seja, o motivo de encaminhamento das alunas seria por uma dificuldade intrínseca à menina, não havendo muita esperança de que a recuperação paralela contribuísse para que ela avançasse, já que sua dificuldade estaria atrelada a fatores psicointelectuais. A pesquisa de campo centrou-se em uma escola do Município do Embu que possuía um projeto de recuperação para alunos com dificuldades em leitura e escrita: o Projeto Letras e Livros e contou com observações e entrevistas semi-estruturadas com as professoras regentes de classe (que encaminham as crianças) e as professoras atuantes no Projeto Letras e Livros, além de observações das reuniões de conselho de classe ao longo do ano letivo de 2006. Tanto o Projeto analisado quanto a escola que serviu como campo para a pesquisa foram escolhidos devido à boa estrutura e organização e aos bons resultados que vinham mostrando nos anos de 2002 a 2006. Os resultados apontaram para a confirmação de que, independentemente de um trabalho articulado e reflexivo por parte das professoras, ainda se culpabiliza a família e a pobreza de algumas crianças, numa maioria de meninos, pela sua dificuldade de aprendizagem. Porém, esta questão não se apresentou tão forte quanto a literatura acadêmica vem mostrando. Na escola pesquisada, os aspectos referentes à não adequação da criança a um ofício de aluno valorizado pelas professoras - este ofício de aluno é tomado aqui como um modelo da maneira como o aluno ou a aluna deve se comportar, agir e ser dentro das dinâmicas escolares, ou seja, o não ajuste de algumas crianças ao que é esperado delas no momento de se organizar, se concentrar na aula, se comportar diante dos colegas e da professora, etc., - pode fazer com que a criança seja percebida como um/a aluno/a com dificuldade de aprendizagem. Algumas dificuldades citadas pelas professoras, entretanto, são percebidas mais em meninos e outras em meninas, evidenciando que as construções sociais sobre o masculino e o feminino contam muito ao avaliar quem precisa ou não de apoio extra na aprendizagem escolar. / This study presents the results of a research aimed at analyzing how teachers perceive male and female students who were referred to parallel studies. It intended to verify if the reasons why students are sent to those activities differ or not between male and female students. The research was based on gender and educational studies as well as studies on school failure and success. The first hypothesis was that boys were referred to parallel studies not necessarily because of their learning difficulties, but mostly as a result of indiscipline or due to a blaming the family discourse, which claims the child has difficulties because the family does not help him with the schoolwork. On the other hand, girls learning difficulties seemed to result from shyness, apathy or mental illness, that is, the reasons why teachers referred girls to parallel studies were mostly based on inner difficulties. Thus, as their difficulties were connected to psycho-intellectual issues, there was almost no hope those activities could facilitate their learning process. The field work was developed at a municipal school in Embu. The chosen school had a parallel study project to students with reading and writing difficulties: Projeto Letras e Livros (Letters and Books Project). The research was carried out with both classroom teachers (who would refer students to the project) as well as with the teachers of the project. The professionals were interviewed and observed during school council meetings throughout the year 2006. Both project and school were chosen because of efficient organization and positive results they showed between the years 2002 and 2006. The results of this research points out that even when there is a reflexive and articulated work among teachers at a school, it is still possible to hear them blaming family and poverty as the ones responsible for learning difficulties, especially for boys. However, those aspects were not as relevant to the teachers of the investigated school as they usually are in the academic literature. For those teachers, most important was the adequate performance of an approved role of the student. Here, this role consists of the way girls and boys must behave, act and be at school. The inadequate performance of this role students not meeting the expected attitude when they are asked to organize themselves, to concentrate or to behave with their teachers and classmates may lead teachers to perceive students as having learning difficulties. Moreover, some difficulties mentioned by the teachers were most perceived among boys whereas others were particularly mentioned about girls. This difference is evidence that the social construction of male and female greatly support the evaluation process of those who need or not parallel studies.

Esta dissertação apresenta o PMPI, uma implementação do padrão MPI em plataformas heterogêneas. Diferentemente de outras implementações de MPI, o PMPI permite que a aplicação paralela seja realizada num sistema multi-plataforma, e que programas em linguagens de programação diferentes participem da mesma computação. PMPI é construído sobre o Dotnet Framework. Com o PMPI, os nós de processamento chamam funções MPI que são executadas transparentemente em outros nós participantes da computação paralela pela rede de comunicação. O PMPI pode atravessar múltiplos domínios administrativos distribuídos geograficamente. Para os programadores, o grid se parece como uma computação MPI local. O modelo de computação é indistinguível da computação MPI padrão. Esta dissertação estuda a implementação de PMPI com o Microsoft Dotnet Framework e com o MONO para prover uma biblioteca que suporta ambiente de multi-linguagens de programação e multi-plataformas. São analisados os resultados obtidos dos testes executados em sistemas heterogêneos usando PMPI. Os resultados obtidos mostram que a implementação PMPI é uma solução viável, possuindo várias vantagens que ainda podemos explorar melhor. / This dissertation describes PMPI, an implementation of the MPI standard on a heterogeneous platform. Unlike other MPI implementations, PMPI permits MPI computation to run on a multiplatform system. In addition, PMPI permits programs executing on different nodes to be written in different programming languages. PMPI is build on the top of Dotnet framework. With PMPI, nodes call MPI functions that are transparently executed on the participating nodes across the network. PMPI can span multiple administrative domains distributed geographically. To programmers, the grid looks like a local MPI computation. The model of computation is indistinguishable from that of standard MPI computation. This dissertation studies the implementation of PMPI with Microsoft Dotnet framework and MONO Dotnet framework to provide a common layer for a multiprogramming language multiplatform MPI library. Results obtained from tests running PMPI on a heterogeneous system are analyzed. The obtained results show that PMPI implementation is feasible and has many advantages that can be explored.

Esse trabalho propõe uma solução de um Data Warehouse distribuído para implementação de um sistema de CRM, Customer Relationship Management, com o objetivo de uso no ambiente bancário possibilitando que ações de relacionamento com clientes sejam planejadas e implementadas. É proposta uma arquitetura para implementação de um Data Warehouse em ambiente distribuído, utilizando programação paralela. Com o aumento no volume de dados armazenados nos Data Warehouse, as arquiteturas tradicionais exigem processadores e sistemas de entrada e saída cada vez mais robustos em termos de desempenho. Isso fica mais bem caracterizado quando são executadas procuras complexas (Ad hoc). A utilização de ambientes distribuídos em conjunto com programação paralela é uma alternativa para redução de custo e aumento de desempenho. É apresentada, aqui, uma proposta de arquitetura de Data Warehouse distribuído, integrado ao uso de programação paralela. / This lecture proposes a solution for Data Warehouse in an distributed environment for implementation of a CRM, Customer Relationship Management in a banking system. It\'s possible to create, plan and implement relationship actions with clients. Architecture is proposed for implementation of a Data Warehouse in a distributed environment, using parallel programming. With the increase of volume of data stored in Data Warehouse, the traditional architectures needs high performance in terms of processors and input and output systems. This kind of problem is well characterized when high complex queries (Ad hoc) is performed. Using distributed environment, together with parallel programming is a good choice to increase the performance and reduce cost. It\'s presented, here, a proposal for architecture of distributed Data Warehouse, integrated with the use of parallel programming.

A temática envolvendo o processamento de grandes quantidades de dados é um tema amplamente discutido nos tempos atuais, envolvendo seus desafios e aplicabilidade. Neste trabalho é proposta uma ferramenta de programação para desenvolvimento e um ambiente de execução para aplicações com grandes quantidades de dados. O uso da ferramenta visa obter melhor desempenho de aplicações neste cenário, explorando o uso de recursos físicos como múltiplas linhas de execução em processadores com diversos núcleos e a programação distribuída, que utiliza múltiplos computadores interligados por uma rede de comunicação, de forma que estes operam conjuntamente em uma mesma aplicação, dividindo entre tais máquinas sua carga de processamento. A ferramenta proposta consiste na utilização de blocos de programação, de forma que tais blocos sejam compostos por tarefas, e sejam executados utilizando o modelo produtor consumidor, seguindo um fluxo de execução definido. A utilização da ferramenta permite que a divisão das tarefas entre as máquinas seja transparente ao usuário. Com a ferramenta, diversas funcionalidades podem ser utilizadas, como o uso de ciclos no fluxo de execução ou no adiantamento de tarefas, utilizando a estratégia de processamento especulativo. Os resultados do trabalho foram comparados a duas outras ferramentas de processamento de grandes quantidades de dados, Hadoop e que o uso da ferramenta proporciona aumento no desempenho das aplicações, principalmente quando executado em clusters homogêneos. / The topic involving the processing of large amounts of data is widely discussed subject currently, about its challenges and applicability. This work proposes a programming tool for development and an execution environment for applications with large amounts of data. The use of the tool aims to achieve better performance of applications in this scenario, exploring the use of physical resources such as multiple lines of execution in multi-core processors and distributed programming, which uses multiple computers interconnected by a communication network, so that they operate jointly in the same application, dividing such processing among such machines. The proposed tool consists of the use of programming blocks, so that these blocks are composed of tasks, and the blocks are executed using the producer consumer model, following an execution flow. The use of the tool allows the division of tasks between the machines to be transparent to the user. With the tool, several functionalities can be used, such as cycles in the execution flow or task advancing using the strategy of speculative processing. The results were compared with two other frameworks, Hadoop and Spark. These results indicate that the use of the tool provides an increase in the performance of the applications, mostly when executed in homogeneous clusters.