[pt] A dissertação estuda o problema do sequenciamento de uma única máquina com tempos de preparação dependentes da sequência da produção e penalidades por antecipação e atraso. Ilustra um método com uma aplicação a um exemplo de processo de fabricação por usinagem. Dessa forma, pretende-se reunir as metodologias de resolução e os trabalhos existentes na literatura sobre o Problema do Sequenciamento e aplicar ao caso específico de um dos Processos de Fabricação mais comuns existentes na indústria. / [en] The dissertation studies the single machine scheduling problem with sequence dependent setup times, with earliness and tardiness penalties, applied to an example of Machining Process Manufacturing. Thus, it is intended to collect the methodologies of resolution and main studies in the literature about the Problem of Sequencing and apply to the specific case of one of the most common manufacturing processes existing in the industry.

[pt] Tradicionalmente, o processo de desenvolvimento de sistemas paralelos enfatiza o desempenho em detrimento de melhores abstrações de programação, o que acarreta problemas como excessiva complexidade de código e redução da manutenibilidade do software. Novas técnicas tem se mostrado interessantes na construção de software paralelo, tais como as tecnologias de componentes de software. Este trabalho realizou um estudo do mecanismo de comunicação paralela entre componentes conhecido como Interfaces Coletivas. Como parte desse estudo, foi realizada uma implementação desse mecanismo no middleware de componentes SCS, onde foram projetados e implementados dois conectores para sincronizaçãoe comunicação paralela. Essa implementação viabilizou uma análise dos requisitos para a integração das Interfaces Coletivas em um middleware orientado a componentes e possibilitou a identificação dos desafios de implementar esse mecanismo em uma linguagem como C++, amplamente usada em aplicações científicas. / [en] Traditionally, the development process of parallel systems emphasizes performance at the expense of better programming abstractions, which causes problems such as excessive code complexity and reduced software maintainability. New techniques have shown expressive results in building parallel software, such as software components technologies. This work conducted a study of the mechanism of parallel communication between components known as Collective Interfaces. As part of this study, we performed an implementation of this mechanism in the SCS middleware, where two connectors were designed and implemented for parallel synchronization and communnication. This implementation allowed us to analyze the requirements for the integration of Collective Interfaces in a component oriented middleware and to identify the challenges of implementing this mechanism in a language as C++, widely used in scientific applications.

[pt] Neste trabalho defenderemos a tese de que funções e continuações como valores de primeira classe constituem uma boa base para construção de abstrações que se beneficiem do comportamento assíncrono da programação distribuída orientada a eventos.Propomos e desenvolvemos o sistema ORFEO, baseado na linguagem LUA 34, que atribui às funções remotas o mesmo status de primeira classe de funções locais.O sistema também possui a propriedade de tratar continuações como valores de primeira classe, permitindo capturar o que resta a ser executado do processamento de um evento.A aplicação dessas duas propriedades, funções remotas e continuações como valores de primeira classe, em um contexto de comunicação por eventos permite que um desenvolvedor possa construir abstrações de objetos distribuídos e de sincronização sem precisar de primitivas especiais no sistema.O resultado une a expressividade de uma linguagem procedural de técnicas funcionais e mecanismos de extensão presentes na linguagem LUA.

[pt] A penetração crescente de geração de energia renovável combinada com o desenvolvimento de baterias eficazes, capazes de estocar energia no curto prazo, demandam a representação horária (ou até sub horária) de modelos de despacho de operação. A necessidade de representar intervalos de tempo tão curtos implicaria no aumento significativo da dimensão do problema, possivelmente o tornando intratável computacionalmente. Nesta dissertação, é proposto um método capaz de levar em consideração tais pequenos intervalos de tempo, evitando o aumento considerável de esforço computacional para problemas de despacho hidrotérmico. Este método consiste em calcular a representação analítica da função custo imediato que é então aplicada no contexto de programação dinâmica dual estocástica (SDDP). A função representa os custos operativos imediatos em função da decisão ótima de geração hidrelétrica total. Como a função de custo imediato é linear por partes, ela possui estrutura muito semelhante à utilizada para aproximar a função de custo futuro (conjunto de cortes). São apresentados resultados da aplicação do método em sistemas de energia reais. / [en] The increasing penetration of renewable generation plants in electric systems, combined with the development of effective short-term energy storage batteries, demand scheduling to be represented on an hourly basis or even in smaller time intervals. Multistage stochastic optimization in such time resolution would imply in the increase of the problem s dimension, which might result in the impossibility of solving such problems. This work presents a method that is able to take into account such small time intervals while avoiding the considerable increase of computational effort. This method consists in calculating the analytical representation of the immediate cost function that is applied in the context of stochastic dual dynamic programming (SDDP). The function represents immediate operation costs as a function of the total hydroelectric generation optimal decision. As the immediate cost function is piecewise linear, it leads to a structure very similar to the one used to approximate the future cost function (cut sets). Results of the application of the method in real electric systems are presented.

[pt] Se diz que uma linguagem de programação tem funções de primeira classe quando ela fornece a capacidade de manipular funções da mesma maneira que outros valores, isto é, guardar em variáveis, passar como parâmetros, etc.. Programar com funções de primeira classe abre o programadora novas formas de abstração e é o padrão em linguagens de programação funcionais. Porém, se tratando de linguagens imperativas (incluindo linguagens orientadas a objeto), cada linguagem tem semântica, propriedades e terminologia diferentes para funções—em grande parte graças a seu foco em mutabilidade, que as linguagens funcionais não têm. Para esclarecer essas diferenças, nós fizemos um levantamento sobre a especificação de funções como valores em linguagens de programação imperativas de várias disciplinas diferentes. Para cada linguagem, nós ilustramos, nos baseando em exemplos, as propriedades dos valores de funções nela,destacando onde ela difere de outras linguagens—tudo isso usando uma terminologia consistente em todas as linguagens. Nós esperamos oferecer uma referência para desenvolvedores compararem e contrastarem as diferentes versões de funções num só lugar. / [en] A programming language is said to have first-class functions when it provides the capability of manipulating functions in the same way as other values, i.e., storing in variables, passing as parameters, etc.. Programming with first-class functions opens the programmer to new forms of abstractions and it s the default in functional programming languages. However, in the realm of imperative languages (including object-oriented languages), each language has different semantics, properties, and terminology for functions—in great part, thanks to their focus on mutability, which isn t present in functional languages. To help shed light on these differences, we made a survey of the specifi-cation of function values in imperative programming languages from many different disciplines. For each language, we illustrate, based on examples,the properties of function values in it, highlighting where it differs from other languages—all this with a consistent terminology in all languages. We provide a reference that compares and contrasts different renditions offunctions in one single place and conclude that the design of functions in a language depends on the interaction of its features and constraints with its functions.

[pt] O aumento da produção de petróleo brasileiro e o consequente aumento na demanda por transporte marítimo levaram a PETROBRAS a buscar ferramentas para aumentar a eficiência de seu transporte marítimo. Neste sentido, a atividade de programação de navios busca alocar os navios a um conjunto de cargas definido a priori, respeitando as restrições comerciais e operacionais, a fim de transportá-las com o menor custo possível. Com o intuito de auxiliar o programador nesta atividade, esta dissertação propõe um sistema de suporte à decisão (SSD) baseado em otimização para a programação de navios. O SSD proposto foi desenhado especificamente para a atividade de longo curso de navios de petróleo da PETROBRAS, sendo este gerado a partir da adaptação de modelos disponíveis na literatura acadêmica. Os testes comparativos realizados com o protótipo do SSD na atividade de longo curso de navios de petróleo mostraram que a ferramenta tem um significativo potencial de redução de custo. O SSD proposto se apresentou como uma opção viável para auxiliar a programação de navios da companhia na busca pela redução de custos de transporte marítimo. / [en] The increasing production of Brazilian oil and the consequent increase in the demand for shipping, led PETROBRAS to seek tools to increase the efficiency of its shipping. In this sense, the activity of ship scheduling seeks to assign vessels to a set of cargos, respecting business and operational restrictions in order to transport them with the lowest possible cost. To assist the ship scheduling planner in this activity, this dissertation proposes an optimization based decision support system (DSS) for ship scheduling. The proposed DSS was designed specifically for the long-term tanker scheduling activity at PETROBRAS and it was implemented based on models available in the academic literature. The comparative tests using the DSS prototype proposed in this dissertation showed that it has a potential for significant cost reduction. The proposed DSS was considered a viable tool to assist the ship scheduling planners in reducing shipping costs.

[pt] Um cenário comum atualmente é o de aplicações desenvolvidas usando duas linguagens de programação a fim de otimizar partes onde o desempenho é crítico e permitir extensibilidade através de scripts escritos pelo usuário. Há várias formas de se obter esse tipo de interoperabilidade; idealmente, entretanto, uma linguagem deve prover uma interface de acesso externo (foreign language interface, FLI) que permita ao programador receber e enviar tanto chamadas como dados para outra linguagem. Este trabalho discute as principais questões envolvendo o projeto de APIs para integração de ambientes de execução de linguagens em aplicações C. Apresentamos os principais problemas enfrentados na interação entre código executando em um ambiente com características inerentemente dinâmicas como o de uma linguagem de script com código C. Comparamos aqui as abordagens empregadas por cinco linguagens no tratamento da comunicação entre os espaços de dados de C e do ambiente de execução embutido e as conseqüências destas abordagens no gerenciamento de memória, bem como no compartilhamento de código entre a aplicação C e o da linguagem de script. Ilustramos as diferenças das APIs destas linguagens e o impacto destas no código resultante de uma aplicação C através de um estudo de caso. Diferentes linguagens de script são embutidas como plugins de uma mesma biblioteca, que por sua vez expõe a aplicações clientes uma API genérica de scripting. Assim, o código de cada plugin permite observar de forma clara e isolada os procedimentos adotados em cada linguagem para chamada de funções, registro de funçoes C e conversão de dados entre os ambientes. / [en] Applications written in two programming languages, in order to optimize parts where performance is critical or to obtain extensibility through userwritten scripts, are commonplace nowadays. There are several ways to obtain this kind of interoperability; ideally, however, a language should provide a foreign language interface (FLI), allowing the programmer to send and receive both data and function calls to the external language. This work discusses the main issues involving the design of APIs for the integration of language environments within C applications. We present the main problems faced in the interaction between code executed in an environment with inherently dynamic characteristics such as a scripting language and C code. We compare the approaches employed by five languages when handling communication between the data spaces of C and the embedded runtime environment and the consequences of these approaches in memory management, as well as sharing of code between the C application and that from the scripting language. We illustrate the differences of the APIs of those languages and their impact in the resulting code of a C application through a case study. Different scripting languages were embedded as plugins for a library, which on its turn exposes to client applications a generic scripting API. This way, the code of each plugin allows us to observe in a clear and isolated way the procedures adopted by each language for function calls, registration of C functions and conversion of data between the environments.

[pt] Uma maneira de localizar uma informação em uma base de dados grande e caótica como a Internet é utilizar um índice hierárquico que respeita alguma maneira de categorizar os dados. Exemplos desta hierarquia são os serviços de diretório, comuns em sites de busca. Porém, esta abordagem pode apresentar algumas desvantagens, como a necessidade de percorrer muitas páginas até chegar em uma informação muito acessada. Uma maneira de tratar este problema é o uso de hotlinks, hyperlinks adicionais que servem como atalho em uma busca. Estudamos algoritmos eficientes para atribuir hotlinks em um diretório web, de modo a reduzir o número máximo ou o número médio de acessos em uma busca. Fornecemos para o problema de minimização do número máximo de acessos um algoritmo (14/3)-aproximado e um algoritmo polinomial exato baseado em programação dinâmica. Por outro lado, para o problema de minimizar o número médio de acessos, adaptamos o algoritmo exato do problema anterior. Entretanto, este algoritmo adaptado é polinomial apenas para sites representados por árvores com altura O(log n). Por isso, introduzimos um parâmetro que permite ao usuário reduzir o tempo de execução em detrimento da qualidade da solução. Para este problema de minimizar o número médio de acessos, realizamos também experimentos comparando nosso algoritmo, um modelo em programação inteira, e alguns algoritmos propostos por outros autores. Introduzimos modificações práticas que melhoraram a performance do nosso algoritmo. / [en] An approach to search an information in a large and chaotic data base like the Internet is to use a hierarquical index regarding some categorization of the data. As an example, we have the web directories, usually found in search engines. However, this approach may have problems, as the need of visiting too many web pages to find a very accessed information. A way to address this problem is the use of hotlinks, which are hyperlinks added to the web site and used as shortcuts in a search. We studied efficient algorithms to assign hotlinks in web directories, in such a way to minimize the maximum or the average number of accesses to find an information. For the problem of minimizing the maximum number of accesses, we provide an (14/3)-approximation algorithm and an exact polinomial time algorithm based on dynamic programming. On the other hand, for the problem of minimizing the expected number of accesses, we adapted the previous exact algorithm. However, this adapted algorithm is polinomial only for web sites represented by trees with height O(log n). So, we introduce a parameter that allows the user to reduce the execution time under the cost of reducing the solution quality. For this problem of minimizing the expected number of accesses, we also made experiments comparing our algorithm, an integer programming model, and some algorithms proposed by other authors. We introduce pratical changes that improved the performance of our algorithm.

Este trabalho e dedicado ao estudo da exploração de paralelismo na Programação em Lógica. O aspecto declarativo das linguagens de Programação em Lógica permite uma exploração eficiente do paralelismo implícito no código, de forma mais simples que as linguagens imperativas. Ao mesmo tempo, o paralelismo tem-se mostrado uma forte opção para procura de aumentos significativos do desempenho dos computadores. Como conseqüência, nos últimos anos, diversas maquinas paralelas tem surgido no mercado. No entanto, a sua efetiva utilização ainda ressente-se de uma dificuldade de programação maior que a das maquinas sequênciais. Por outro lado, o alto nível das linguagens de Programação em Lógica permite o desenvolvimento de programas de forma mais rápida e concisa do que as linguagens tradicionais (imperativas). Porem, apesar dos importantes progressos nas técnicas de compilação destas linguagens, elas permanecem menos eficientes que as linguagens imperativas. 0 aumento na eficiência de execução da Programação em Lógica, com o use do paralelismo, certamente estenderá o seu emprego. Em função disto, a unido da Programação em Lógica e maquinas paralelas tem sido proposta como uma alternativa para facilitar a programação das maquinas paralelas, bem como para aumentar o desempenho na Programação em Lógica. O ponto central do trabalho e a concepção de um modelo para exploração do paralelismo E Restrito na execução de Prolog, voltado para arquiteturas multiprocessadoras sem memória comum. Como ponto de partida foi utilizado o modelo já definido para exploração do paralelismo OU do projeto OPERA, do Instituto de Informática da UFRGS, de maneira que o modelo de paralelismo E proposto possa vir a compor, com aquele, uma plataforma que integre a exploração simultânea dos paralelismos E e OU. O modelo concebido compreende uma proposta de compilação e um ambiente de execução. A detecção e o controle do paralelismo é iniciado na compilação. Nesta fase, a gerada uma Expressão Condicional de Execução para cada clausula do programa Prolog, cuja avaliação em tempo de processamento determina a execução, em paralelo ou não, dos literais que compõem a clausula. A Maquina Abstrata Prolog, projetada para o emulador paralelo, é baseada na WAM (Warren Abstract Machine), uma das mais eficientes e difundidas técnicas para compilação Prolog. Isto, dentre outros aspectos, confere uma boa portabilidade ao modelo. O ambiente de execução compreende a concepção de uma arquitetura de processos formada por trabalhadores OPERA, uma filosofia de escalonamento de serviço entre estes trabalhadores, uma política para gerencia de sua memória e uma estratégia para as comunicações. Para validar o modelo proposto para exploração do paralelismo E, o mesmo foi implementado em rede local de estações Unix, obtendo bons resultados. / This work is devoted to the study of the exploration of parallelism in Logic Programming. The declarative aspect of the Logic Programming languages allows an efficient exploration of the implicit parallelism in the code, in a simpler form than the imperative languages. At the same time, parallelism has been shown as a strong option to the search for significant increases in the performance of the computers. As a consequence, in the last years, several parallel machines have been sprung up into the market. Nevertheless, their effective usefulness still undergoes some difficulties in programming which are greater than those of the sequential machines. On the other hand, the high level of Logic Programming languages allows programs development to be faster and concise than in the traditional languages (imperatives). However, despite the important progress in compiling techniques for these languages, they remain less efficient than the imperatives languages. The increase in execution efficiency of logic programs, with the use of parallelism, will probabily extend their use. Having this in mind, the union of the Logic Programming and parallel machines has been proposed as an alternative to make programming of the parallel machines easier, as well as to increase the performance of Logic Programming. The central aspect of the work is the conception of a model to explore the Restricted AND Parallelism in the execution of Prolog, turned to multiprocessing architectures without a common memory. As a starting point, the already defined model for exploring OR parallelism of the OPERA project, from the Instituto de Informatica da UFRGS was used. This happened so that the proposed model of AND parallelism can make up a plataform with that one to integrate the simultaneous exploration of the AND and OR parallelisms. The conceived model holds a proposal of compilation and execution environment. The detection and the control of the parallelism is started in the compilation. A Conditional Expression of Execution to each clause of the Prolog program is generated on this phase. Its evaluation, during the time of processing, determines the execution, whether or not in parallel, of the literals that constitute the clause. The Abstract Prolog Machine, projected for the parallel emulator, is based on the WAM (Warren Abstract Machine) which is one of the most efficient and spread techniques for Prolog compilation. This aspects, among others, gives a good portability to the model. The environmente of execution comprises the conception of an architecture of processes formed by OPERA workers and a philosophy of scheduling service among these workers; it also comprise a policy to manage its memory and a strategy for the communications. So that the proposed model for the exploitation of AND parallelism got validated, it was implemented on a local net of Unix workstations, obtaining good results.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reinaldo Augusto de Oliveira Ramos.pdf: 2077084 bytes, checksum: 37060ab0d0c88fe2c2aa4098bf809ea7 (MD5) Previous issue date: 2011-04-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This paper introduces the possibilities of using informatized interactive systems in effectively teaching computer logics and the development of logic thinking and its implications. It is about experiment and analysis accomplished in educational institutions in the city of São Paulo, having the directive to observate the given hypothesis: games and their developing tools can work as methodological resources to the teaching-learning process in the development of the conception of logic programming as used with intentionality. To progress in educating students on logic programming and in mathematical abstraction, it is proposed the development of electronic games through singular tools level editors, simplified scripts and visual programming environments. These help develop propositions, digital productions, animations, sounds and other interactive resources with the objective of working and problematizing in practical environments and of arranging facts and simulated experiments to understand logics. Using development indicators in the evolution processes of students, individual cases were studied, in which it was observed the way the teaching-learning process works, from propositions faced during the game production. Through the discussion, it was analysed the importance of different kinds of tools used to teach and learn the programming logic contents. Therefore, this study is based on theoretical references provided by Jean Piaget s constructivism Lev Semenovitch Vygostky s social-historical approach and Seymour Papert s and José Armando Valente s constructionism. We seek in these methodologies, in special Vygotsky s Proximal Development Zone theory, the key to the pedagogic base of the methodology here proposed. Coming to the conclusion, this present work confirms the hypothesis that games and their development tools can be na adequate instrument for studentes to understand programming logics. It also has a bibliographic revision on interactive media, culture and also education and information science / Este trabalho apresenta as possibilidades de uso de sistemas informatizados interativos para o aproveitamento no ensino da lógica computacional e na construção do raciocínio lógico e suas implicações. Trata-se de experimentos e análises realizadas em instituições de ensino da cidade de São Paulo e experiências em sala de aula com o objetivo de verificar a hipótese de que o jogo e suas ferramentas de desenvolvimento são recursos metodológicos de ensino e aprendizagem para a construção da noção de lógica de programação, ao ser utilizado com intencionalidade. Para desenvolver o ensino de lógica de programação propõe-se o desenvolvimento de jogos eletrônicos através de ferramentas especializadas - editores de fase, scripts simplificados e ambientes de programação visual. Elas auxiliam a resolver problemas, desenvolver produções digitais, animações, sons e demais recursos interativos que objetivam problematizar sobre o aprendizado de lógica e de abstração matemática em ambientes práticos, com experiências de simulação e o entendimento de conceitos para a elaboração do raciocínio lógico. Com base em indicadores de evolução dos processos de desenvolvimento dos alunos estudaram-se casos nos quais se observou o desenrolar do processo de ensino e da aprendizagem a partir dos problemas enfrentados durante a produção dos jogos. Nesta reflexão, analisou-se a importância dos tipos de ferramentas utilizadas para o ensino e a aprendizagem dos conteúdos propostos em lógica de programação. Para tanto, as nossas referências teóricas foram o construtivismo de Jean Piaget, a abordagem sócio-histórica de Lev Semenovitch Vygotsky e o construcionismo de Seymour Papert e de José Armando Valente. Buscamos nestas metodologias e, em especial na teoria da Zona de Desenvolvimento Proximal de Vygotsky a chave para a fundamentação pedagógica de nossa reflexão. Em conclusão, o presente trabalho corrobora a hipótese de que os jogos e suas ferramentas de desenvolvimento podem servir de instrumento para a compreensão de lógica de programação. Este trabalho conta com uma revisão bibliográfica sobre mídias interativas, sua cultura e também educação e informática