A Tranformada Rápida de Fourier (FFT) é apresentada como um algoritmo que calcula a Transformada Discreta de Fourier mais eficientemente, do ponto de vista computacional. Uma versão mais moderna do algoritmo de Cooley e Tukey é considerada com a finalidade de se obter aplicações da FFT em algoritmos puramente algébricos, como operações de polinômios e a multiplicação de inteiros. Nas aplicações em questão, são levados em conta os aspectos computacionais e algumas implementações são apresentadas.

A Tranformada Rápida de Fourier (FFT) é apresentada como um algoritmo que calcula a Transformada Discreta de Fourier mais eficientemente, do ponto de vista computacional. Uma versão mais moderna do algoritmo de Cooley e Tukey é considerada com a finalidade de se obter aplicações da FFT em algoritmos puramente algébricos, como operações de polinômios e a multiplicação de inteiros. Nas aplicações em questão, são levados em conta os aspectos computacionais e algumas implementações são apresentadas.

A dificuldade dos estudantes em relação à aprendizagem de Algoritmos é um assunto que se renova, devido à grande demanda de mercado em relação a profissionais da área de Tecnologia da Informação. A complexidade na construção do raciocínio lógico e do Pensamento Computacional leva a altos índices de evasão e reprovação em disciplinas introdutórias de programação. A concepção tradicional no ensino de Algoritmos possui grandes desafios, da elaboração de materiais interessantes, que estimulem o aluno a resolver problemas, até o uso de novas tecnologias, a fim de motivar o discente em um ambiente dinâmico. Entendendo essas circunstâncias, esta tese tem como foco propor uma concepção diferenciada para o processo de ensino de Algoritmos, caracterizada por uma prática pedagógica baseada na integração de ambientes imersivos a paradigmas de programação, diferentes dos comumente utilizados em sala de aula. Os resultados alcançados com esta proposta mostraram que as características de interação e imersão, proporcionadas pelo mundo virtual, aliadas a ferramentas de programação em blocos visuais, motivam e estimulam a atenção dos alunos, tornando-os protagonistas no desenvolvimento de seus saberes sobre algoritmos e programação. Estas afirmações estão calcadas na observação dos experimentos realizados, com base na metodologia de ensino proposta, consolidados a partir de uma inferência estatística apurada sobre os resultados dos alunos na disciplina de Algoritmos e programação nos três semestres avaliados e, por uma análise detalhada sobre a evolução destes estudantes durante todas as atividades da última etapa do estudo. Estas análises mostraram efetivamente a evolução dos estudantes, tanto na construção do raciocínio lógico, quanto na melhoria do seu desempenho acadêmico. / Difficulties of students towards learning algorithms are a topic that is being renewed constantly, due to the large market demand in relation to professionals in the field of Information Technology. The complexity in the construction of logical reasoning and Computational Thinking leads to high rates of evasion and failure in introductory programming courses. Traditional concept in teaching algorithms has great challenges, since the development of interesting materials that encourage students to solve problems, until to the use of new technologies in order to motivate the students in a dynamic environment. Understanding these circumstances, this thesis focuses on proposing a different design to the process of teaching algorithms, characterized by a pedagogical practice based on the integration of immersive environments with programming paradigms, different from those commonly used in the classroom. The results obtained with this proposal showed that the interaction and immersion features offered by the virtual world, combined with programming tools in visual blocks, motivate and stimulate student's attention, making them protagonists in developing their knowledge about algorithms and programming. These statements are justified by the observation of experiments conducted, based on the proposed teaching methodology, consolidated from a statistical inference calculated on the results of the students in the discipline of algorithms and programming in three semesters evaluated, and, for a detailed analysis of the evolution of these students during all activities of the last stage of the study. These analyzes showed effectively the progress of students, both in the construction of logical reasoning and in improving their academic performance.

O trabalho apresenta o projeto e o desenvolvimento de uma ferramenta para visualização lógica da execução de programas paralelos, a TFPS de Trace File Preprocessor System, cujo objetivo é a analise de desempenho de tais programas. 0 projeto é baseado no pré-processamento de arquivos de traces de execução dos programas. A idéia básica consiste em aproveitar as informações fornecidas pela monitoração. Estas informações, que em geral são utilizadas apenas para dirigir animação post-mortem destes programas, neste caso são utilizadas também na montagem das janelas de visualização. Assim, são descritos o pré-processador e a montagem das janelas de visualização. O primeiro, e responsável principalmente pela leitura e analise das informações contidas no arquivo de trace e pela geração de um arquivo de saída com todas as informações necessárias a montagem das janelas. Estas foram concebidas levando em consideração o tipo de informação que pode ser obtido de um arquivo de trace. Desta forma, foi possível aproximar o conteúdo das janelas de visualização o máximo possível do programa paralelo em analise. Com o objetivo de demonstrar esta aproximação foi construído um protótipo tanto para o pré-processador quanto para a ferramenta de visualização. Ambos os protótipos são descritos neste trabalho. / This study presents the project and development of a logical visualization tool for parallel programs. the TFPS of Trace File Preprocessor System, whose goal is the performance analysis of such programs. The project is based on the preprocessing of trace files of programs' execution. The basic idea consists in making use of the information given by the monitoring process. This information, whose general application is only to drive the post-mortem animation of these programs, is in this case also used to create the visualization displays. Thus, the preprocessor and the creation of visualization displays are described. The first is mainly responsible for reading and analyzing the information present in the trace file and for generating an output file with all information necessary for creating the views. The latter was conceived by taking into consideration the type of information that can be obtained from a trace file. Therefore it was possible to make the content of the visualization displays close to the parallel program that is being analyzed. A prototype of the preprocessor as well as of the visualization tool was built up in order to demonstrate the described approach. Both prototypes are described in this study.

Este trabalho trata de uma aplicação de programação estocástica para administração de passivos e ativos. Inicialmente, um modelo de administração de ativos e passivos utilizando valores de retorno de ativos determinísticos é formalizado, constatando-se as suas limitações, justificando-se a necessidade de abranger formalmente a incerteza inerente aos mercados financeiros. Para isso, um modelo para administração de ativos e passivos que utiliza otimização e programação estocástica baseado em uma árvore de cenários multiestágio balanceada é apresentado, descrito, e implementado. Os seus resultados determinam uma política de investimento de ativos para o instante inicial do período considerado, definindo-se também uma regra que possibilita, a partir do equilíbrio entre o patrimônio inicial e total de passivo a ser pago ao final do período considerado, estimar a probabilidade de insolvência do fundo de pensão. Além disso, realiza-se o estudo do impacto da redução de uma proxy da taxa de juros básico na composição do portfólio administrado por essas empresas. / This work discusses an application of stochastic programming for asset-liability management. Initially, a deterministic asset-liability model is formalized. Its limitations become clear which justify the need to include uncertainty in the model. Then, a stochastic programming model based on a balanced multistage scenario tree is presented, described and implemented for an asset-liability environment. The main results are: (i) an investment policy for the fund, and, (ii) the pension’s fund insolvency probability considering an initial relation between the current assets and the present value of the future liabilities. The impact of a possible reduction in interested rate on the pension’s fund optimal portfolio is also presented.

Modelos BDI (ou seja, modelos Beliefs-Desires-Intentions models) de agentes têm sido utilizados já há algum tempo. O objetivo destes modelos é permitir a caracterização de agentes utilizando noções antropomórficas, tais como estados mentais e ações. Usualmente, estas noções e suas propriedades são formalmente definidas utilizandos formalismos lógicos que permitem aos teóricos analisar, especificar e verificar agentes racionais. No entanto, apesar de diversos sistemas já terem sido desenvolvidos baseados nestes modelos, é geralmente aceito que existe uma distância significativa entre esta lógicas BDI poderosas e sistemas reais. Este trabalho defende que a principal razão para a existência desta distância é que os formalismos lógicos utilizados para definir os modelos de agentes não possuem uma semântica operacional que os suporte. Por “semântica operacional” entende-se tanto procedimentos de prova que sejam corretos e completos em relação à semântica da lógica, bem como mecanismos que realizem os diferentes tipos de raciocínio necessários para se modelar agentes. Há, pelo menos, duas abordagens que podem ser utilizadas para superar esta limitação dos modelos BDI. Uma é estender as lógicas BDI existentes com a semântica operacional apropriada de maneira que as teorias de agentes se tornem computacionais. Isto pode ser alcançado através da definição daqueles procedimentos de prova para as lógicas usadas na definição dos estados mentais. A outra abordagem é definir os modelos BDI utilizando formalismos lógicos apropriados que sejam, ao mesmo tempo, suficientemente poderosos para representar estados mentais e que possuam procedimentos operacionais que permitam a utilizaçao da lógica como um formalismo para representação do conhecimento, ao se construir os agentes. Esta é a abordagem seguida neste trabalho. Assim, o propósito deste trabalho é apresentar um modelo BDI que, além de ser um modelo formal de agente, seja também adequado para ser utilizado para implementar agentes. Ao invés de definir um novo formalismo lógico, ou de estender um formalismo existente com uma semântica operacional, define-se as noções de crenças, desejos e intenções utilizando um formalismo lógico que seja, ao mesmo tempo, formalmente bem-definido e computacional. O formalismo escolhido é a Programação em Lógica Estendida com Negação Explícita (ELP) com a semântica dada pelaWFSX (Well-Founded Semantics with Explicit Negation - Semântica Bem-Fundada com Negação Explícita). ELP com a WFSX (referida apenas por ELP daqui para frente) estende programas em lógica ditos normais com uma segunda negação, a negação explícita1. Esta extensão permite que informação negativa seja explicitamente representada (como uma crença que uma propriedade P não se verifica, que uma intenção I não deva se verificar) e aumenta a expressividade da linguagem. No entanto, quando se introduz informação negativa, pode ser necessário ter que se lidar com programas contraditórios. A ELP, além de fornecer os procedimentos de prova necessários para as teorias expressas na sua linguagem, também fornece um mecanismo para determinar como alterar minimamente o programa em lógica de forma a remover as possíveis contradições. O modelo aqui proposto se beneficia destas características fornecidas pelo formalismo lógico. Como é usual neste tipo de contexto, este trabalho foca na definição formal dos estados mentais em como o agente se comporta, dados tais estados mentais. Mas, constrastando com as abordagens até hoje utilizadas, o modelo apresentanto não é apenas uma especificação de agente, mas pode tanto ser executado de forma a verificar o comportamento de um agente real, como ser utilizado como mecanismo de raciocínio pelo agente durante sua execução. Para construir este modelo, parte-se da análise tradicional realizada na psicologia de senso comum, onde além de crenças e desejos, intenções também é considerada como um estado mental fundamental. Assim, inicialmente define-se estes três estados mentais e as relações estáticas entre eles, notadamente restrições sobre a consistência entre estes estados mentais. Em seguida, parte-se para a definição de aspectos dinâmicos dos estados mentais, especificamente como um agente escolhe estas intenções, e quando e como ele revisa estas intenções. Em resumo, o modelo resultante possui duas características fundamentais:(1) ele pode ser usado como um ambiente para a especificação de agentes, onde é possível definir formalmente agentes utilizando estados mentais, definir formalmente propriedades para os agentes e verificar se estas propriedades são satifeitas pelos agentes; e (2) também como ambientes para implementar agentes.

A linguagem de programação Java vem sendo uma das escolhidas para a implementação de aplicações compostas por objetos distribuídos. Estas aplicações caracterizam-se por possuir comportamento complexo e, portanto, são mais difíceis de depurar e refinar para obter melhores desempenhos. Considerando a necessidade do desenvolvimento de uma ferramenta de monitoração para o modelo de objetos distribuídos, que colete informações mais detalhadas sobre a execução da aplicação, é apresentado neste trabalho um ambiente de monitoração de aplicações distribuídas escritas em Java, o DOMonitor. Um dos objetivos do DOMonitor é obter o comportamento que a aplicação apresenta durante a execução, possibilitando a detecção de comportamentos equivocados e seu respectivo refinamento. O DOMonitor é voltado para aplicações compostas por objetos distribuídos e caracteriza-se por identificar principalmente: (i) o comportamento dinâmico das threads; (ii) a utilização dos métodos de sincronização; e (iii) a comunicação entre os entes distribuídos da aplicação. O DOMonitor está fundamentado em quatro premissas: (i) ser transparente para o usuário, não exigindo anotações no código fonte; (ii) apresentar uma organização modular, e por isto ser flexível e expansível; (iii) ser portável, não exigindo nenhuma alteração na Maquina Virtual Java; e (iv) operar de forma a garantir a ordem dos eventos previstos pelo programa. Os dados produzidos pelo DOMonitor podem ser utilizados com diversas finalidades tais como visualização da execução, escalonamento e como suporte à execução de aplicações móveis. Para comprovar esta versatilidade, foi proposta a integração do sistema a dois outros projetos, o Pajé e o ISAM. O projeto ISAM utilizará os dados monitorados para tomadas de decisão durante o curso da execução e o projeto Pajé permite a visualização gráfica das características dinâmicas de uma aplicação Java.

[pt] Haeusler e Pequeno desenvolveram um método de prova de teoremas baseado em jogos semânticos introduzidos por Hintikka. Posteriormente Rios desenvolveu o programa PROGRAME que implementa este método. Este trabalho descreve um ambiente de programação lógica desenvolvido com a finalidade de oferecer ao usuário facilidades de programação lógica suportada pelo provador PROGRAME. O ambiente foi idealizado o mais próximo possível nos ambientes PROLOG, com a facilidade adicional de permitir que no código do programa a ele submetido sejam utilizados indiferentemente goals a serem provados neste ambiente ou PROGRAME. / [en] Haeusler and Pequeno developed a theorem proving method based on semântica games introduced by Hintikka. Later, Rios developed the program PROGRAME witch implements this method. Our work describes a logic programming environment developed with the aim of offering the user logic programming facilities supported by the PROGRAME prover. The programming environment was chosen to be PROLOG-like with additional facility of permiting that a given goal can b proved both by or environment and by the PROGRAME prover

[pt] A gerência de redes telefônicas nas modernas concessionáras do chamado Primeiro Mundo têm se apoiado, cada vez mais, sobre sistemas baseados em conhecimento. Esses sistemas inteligentes são apresentados como solução capaz de fazer face às exigências de qualidade e confiabilidade feitas pelos usuários ligados a redes, as quais crescem em dimensão e complexidade, num ritmo jamais visto. Este trabalho incursiona nesse campo e apresenta o projeto, seu desenvolvimento e a implementação, baseada na Programação em Lógica, de um sistema para auxílio à emissão de telecomandos sobre a Rede Nacional de Telefonia, operada pela EMBRATEL. Adicionalmente, apresentamos um levantamento das principais técnicas de obtenção e representação de conhecimento para fins de utilização em computadores eletrônicos. / [en] The management of telephone networks in developed countries hás been based, in a ever-growing scale, on knowledge-based systems. Those intelligent systems have been presented as a means to face the demands in quality and reliability posed by users of those networks, which have been expanding at an uncredibly fast pace. This paper tries to explore this area and presents the project, its development and implement based on Logic Programming, of a system for aiding the sending commands upon the National Telephone Network, operated by EMBRATEL. Additionally we have done a survey of the main techniques for the acquisition and representation of knowledge related to electronic computing

[pt] Interfaces de programação, ou application programming interfaces (APIs) possuem um papel chave no desenvolvimento de software, uma vez que os programadores precisam lidar com diversas rotinas e serviços, desde bibliotecas de sistemas operacionais a frameworks de aplicação complexos. Para o uso efetivo de uma API, programadores devem ter uma boa compreensão do artefato de software, suas abstrações e conceitos subjacentes, desenvolvendo uma interpretação compatível com a intenção do designer. Devido à complexidade dos sistemas e ambientes de programação atuais, aprender e usar adequadamente uma API pode ser uma tarefa não trivial para muitos programadores. Tradicionalmente, estudos sobre o design de APIs foram desenvolvidos sob uma perspectiva de usabilidade. Esses estudos geraram evidências de que o projeto inadequado de uma API pode ter impacto sobre a produtividade de um programador e sobre a qualidade do software, e colaboraram para incrementar o design de APIs novas ou já existentes. Esta tese propõe uma nova abordagem para investigar e discutir design de APIs, baseada numa perspectiva de comunicação sob a orientação teórica da Engenharia Semiótica. Nessa perspectiva, uma API pode ser vista como um processo de comunicação que ocorre entre o designer e o programador, no qual o primeiro codifica uma mensagem para o segundo sobre como ele deve se comunicar com o sistema e usar as suas funcionalidades, de acordo com a visão de design. Essa abordagem provê uma caracterização do espaço de design de APIs que enfatiza os aspectos pragmáticos e cognitivos da comunicação humana mediada por este tipo de artefato de software. Através da coleta e da análise qualitativa de dados empíricos de repositórios de bugs e outras fontes, essa pesquisa contribui para uma compreensão mais ampla sobre o tema, provendo um framework epistêmico que pode ser usado no apoio à análise, discussão e avaliação do design de APIs. / [en] Application programming interfaces (APIs) have a central role in software development, as programmers have to deal with a number of routines and services that range from operating system libraries to large application frameworks. In order to effectively use APIs, programmers should have good comprehension of these software artifacts, making sense of the underlying abstractions and concepts by developing an interpretation that is compatible with the designer s intent. Due to the complexity of today s systems and programming environments, learning and using an API properly can be non-trivial task to many programmers. Traditionally, studies on API design have been developed from a usability standpoint. These studies have provided evidence that bad APIs may a effect programmer s productivity and software quality, offering valuable insights to improve the design of new and existing APIs. This thesis proposes a novel approach to investigate and discuss API design, based on a communication perspective under the theoretical guidance of Semiotic Engineering. From this perspective, an API can be viewed as a communication process that takes place between designer and programmer, in which the former encodes a message to the latter about how to communicate back with the system and use the artifact s features, according to its design vision. This approach provides an account of API design space that highlights the pragmatic and cognitive aspects of human communication mediated by this type of software artifact. By means of the collection and qualitative analysis of empirical data from bug repositories and other sources, this research work contributes to a deeper comprehension of the subject, providing an epistemic framework that intends to support the analysis, discussion and evaluation of API design.