Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2573.pdf: 6881795 bytes, checksum: 5e23024444dda620d01df3c398086856 (MD5) Previous issue date: 2009-08-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this thesis, the results regarding the investigation about the cobalt electrodeposition in templates of porous anodic alumina are presented. The doctorade is divided in four main sections. The _rst one has consisted in exploring many experimental set up to the preparation of porous anodic alumina using galvanostatic mode. The main results are related to the high ordering achieved using the galvanostatic mode and the sistem versatility concerning preparation of new architectures in porous anodic alumina such as the two overlapped porous layers presented in this thesis. The second part is about the computational study of the metalic electrodeposition in porous templates. In this step a bidimensional model to the metal electrodeposition in porous sistem was developed and simulated. The model considers one potenciostatic pulse. Potential distribution inside the template is calculated using the Laplace equation. Difusion equation takes into account the transport of electroactive species. Simulations show clearly the interaction between the concentration gradient inside the pore and potential distribution in the oxide inner. This dynamic allows to understand the top deposition and is consistent with the catch up e_ect. Based on insights from early step, the cobalt electrodeposits in porous anodic alumina were prepared by galvanostatic and potentiostatic pulsed electrodeposition. Finaly, the fourth part of the work deal with the magnetic characterization of the cobalt electrodeposits. The electrodeposits prepared by galvanostatic pulsed electrodeposition presented the exchange bias behaviour. The exchange bias is result of the presence of antiferromagnetic cobalt oxide, which lead to the formation of ferromagnetic (Co)/antiferromagnetic (CoO) interfaces responsible by the increase in the coercive _eld when the sample is cooled at presence of high magnetic _eld (Field Cooling procedure - FC). In addition, it was observed a anomalous temperature dependence of coercive _eld. Regarding the electrodeposits prepared by potentiostatic pulsed electrodeposition, they showed similar temperature dependence of coercive _eld. The coercive _eld (HC1) increase as the temperature is reduced from 300 K, achieving a maximum around 100 K, and from this point, the coercive _eld decrease signi_cantly. According to the reversible magnetic susceptibility behaviour, this result is related to the magnetoelastic contribution to the sistem anisotropy. / Esta tese de doutorado apresenta os resultados da investigação do processo de eletrodeposi ção de cobalto em alumina anódica porosa. O trabalho de doutorado está dividido em quatro partes principais. Primeiramente foram explorados os mais diversos arranjos experimentais para a preparação de templates de alumina anódica porosa utilizando o modo galvanostático. Nesta etapa do trabalho, destaca-se o elevado grau de ordenamento atingido utilizando o modo galvanostático de anodização e a versatilidade do sistema no que refere-se às possibilidades de preparação de novas arquiteturas em alumina anódica porosa como as sub-redes porosas apresentadas na tese. A segunda parte do trabalho de tese refere-se à investigação computacional do processo de eletrodeposição metálica em templates porosas. Nesta etapa foi desenvolvido e simulado um modelo bidimensional para a eletrodeposição de metais em sistemas porosos. O modelo considera um único pulso potenciostático. A distribuição de potencial no interior do _lme de óxido é calculada utilizando a equação de Laplace. O transporte de espécies eletroativas no interior do poro é calculado através da equação de difusão. As simulações mostram a interação entre o gradiente de concentração no interior dos poros e a distribuição das linhas de campo no interior do óxido. Esta dinâmica permite entender a top deposition e é consistente com o efeito catch up. A terceira parte do trabalho foi realizada com base nos insights resultantes da investigação computacional. Nesta fase foram preparados os eletrodep ósitos de cobalto em alumina anódica porosa. Os eletrodepósitos foram preparados por eletrodeposição pulsada no modo galvanostático e potenciostático. A caracterização magnética dos eletrodepósitos de cobalto constitui a quarta parte principal da tese. A caracterização magnética dos eletrodepósitos de cobalto preparados por eletrodeposição pulsada em modo galvanostático revelaram o comportamento de exchange bias. Este comportamento é atribuído à presença do óxido de cobalto antiferromagnético, que leva à formação de interfaces ferromagnética (Co)/antiferromagnética (CoO) cujo acoplamento resulta no aumento do campo coercivo (HC1) nos ciclos de histerese obtidos após o resfriamento da amostra na presença de alto campo (Field Cooling - FC). Além do fenômeno de exchange bias foi observado um comportamento anômalo do campo coercivo com a temperatura. O campo coercivo aumenta com a diminuição da temperatura a partir de 300 K, atingindo um máximo em torno de 100 K a partir desta temperatura o campo coercivo reduz signi_cativamente. Tal dependência foi encontrada tanto para os eletrodep ósitos preparados por eletrodeposição pulsada galvanostática, quanto para aqueles preparados por eletrodeposição pulsada potenciostática. Entretanto, os últimos não apresentaram o comportamento magnético de exchange bias. A anomalia do campo coercivo versus a temperatura, baseado na análise da suscetibilidade magnética reversível, se deve à contribuição magnetoelástica à anisotropia total do sistema.

O objetivo deste trabalho é propor técnicas de alocação dinâmica de tarefas periódicas em MPSoCs homogêneos, com processadores interligados por uma rede emchip do tipo malha, visando redução do consumo de energia do sistema. O foco principal é a definição de uma heurística de alocação, não se considerando protocolos de escalonamento distribuído, uma vez que este ainda é um primeiro estudo para o desenvolvimento de um alocador dinâmico. Na arquitetura alvo utilizada, cada nodo do sistema é dado como autônomo, possuindo seu próprio escalonador EDF. Além disso, são aplicadas técnicas de voltage scaling e power managmenent para redução do consumo de energia durante o escalonamento. Durante a pesquisa do estado da arte, não foram encontradas técnicas de alocação dinâmica em NoCs com restrições temporais e minimização do consumo de energia. Por isso, esse trabalho se concentra em avaliar técnicas de alocação convencionais, como bin-packing e técnicas baseadas em teoria de grafos, no contexto de sistemas embarcados. Dessa forma, o modelo de estimativas do consumo de energia de alocações é baseado no escalonamento de grafos de tarefas, e foi utilizado para implementar a ferramenta Serpens com este propósito. Os grafos de tarefas utilizados nos experimentos são tirados do benchmark E3S – Embedded System Synthesis Benchmark Suite, composto por um conjunto de grafos de tarefas gerados aleatoriamente com a ferramenta TGFF – Task Graph for Free, a partir de dados de aplicações comuns em sistemas embarcados obtidos no EEMBC – Embedded Microprocessor Benchmark Consortium. Entre as heurísticas de bin-packing, Best-Fit, First-Fit e Next-Fit geram alocações com concentração de carga, enquanto a heurística Worst-Fit faz balanceamento de carga. O balanceamento de carga favorece a aplicação de voltage scaling enquanto a concentração favorece o power management. Como o bin-packing não contempla comunicação e dependência entre tarefas em seu modelo, o mesmo foi reformulado para atender esta necessidade. Nos experimentos, a alocação inicial com bin-packing original apresentou perdas de deadlines de até 84 % para a heurística Worst-Fit, passando para perdas em torno de 16% na alocação final, praticamente com o mesmo consumo de energia, após a reformulação do modelo. / The goal of this work is to offer dynamic allocation techniques of periodic tasks in mesh networks-on-chip, aiming to reduce the system power consumption. The main focus is the definition of an allocation heuristic, which does not consider distributed scheduling protocols, since this is the beginning of a study for the development of a dynamic partitioning tool. In the target architecture, each system node is self-contained, that is, the nodes contain their own EDF scheduler. Besides, voltage-scaling and power management techniques are applied for reducing power consumption during the scheduling. To the best of our knowledge, this is the first research effort considering both temporal constraints and power consumption minimization on the dynamic allocation of tasks in a mesh NoC. This way, our concentrates in the evaluation of dynamic allocation techniques, which are generally used in distributed systems, in the embedded systems context, as bin-packing and graph theory based techniques. Therefore, the estimation model for power consumption is based on task graph scheduling, and it was used for implementing the Serpens tool with this purpose. The task graphs used in the experiments were obtained from the E3S benchmark (Embedded System Synthesis Benchmark Suite), which is composed by a set of task graphs randomly generated with the TGFF tool (Task Graph for Free), from common application data obtained from the EEMBC (Embedded Microprocessor Benchmark Consortium). Among the bin-packing heuristics, Best-Fit, First-Fit, and Next-Fit generate allocations with load concentration, while the Worst-Fit heuristics works with load balancing. Load balancing favors the application of voltage scaling, while load concentration favors the utilization of power management. Since the bin-packing model does not consider inter-task communication and dependency, it has been modified to fulfill this need. In the experiments, the initial allocation using the original bin-packing model presented deadline losses of up to 84% for the Worst-Fit heuristic, changing for losses around 16% in the final allocation, after modification of the model, maintaining almost the same power consumption.

O estudo e desenvolvimento de sistemas distribuídos é uma tarefa que demanda grande esforço e recursos. Por este motivo, a pesquisa em sistemas deste tipo pode ser auxiliada com o uso de simuladores, bem como por meio da emulação. A vantagem de se usar simuladores é que eles permitem obter resultados bastante satisfatórios sem causar impactos indesejados no mundo real e, conseqüentemente, evitando desperdícios de recursos. Além disto, testes em larga escala podem ser controlados e reproduzidos. Neste sentido, vem sendo desenvolvido desde 2000 um framework para simulação de algoritmos distribuídos denominado Neko. Por meio deste framework, algoritmos podem ser simulados em uma única máquina ou executados em uma rede real utilizando-se o mesmo código nos dois casos. Entretanto, através de um estudo realizado sobre os modelos de defeitos mais utilizados na literatura, verificou-se que o Neko é ainda bastante restrito nesta área. A única classe de defeito abordada, lá referida como colapso, permite apenas o bloqueio temporário de mensagens do processo. Assim, foram definidos mecanismos para a simulação das seguintes classes de defeitos: omissão de mensagens, colapso de processo, e alguns defeitos de rede tais como quebra de enlace, perda de mensagens e particionamento. A implementação foi feita em Java e as alterações necessárias no Neko estão documentadas no texto. Para dar suporte aos mecanismos de simulação de defeitos, foram feitas alterações no código fonte de algumas classes do framework, o que exige que a versão original seja alterada para utilizar as soluções. No entanto, qualquer aplicação desenvolvida anteriormente para a versão original poderá ser executada normalmente independente das modificações efetuadas. Para testar e validar as propostas e soluções desenvolvidas foram utilizados estudos de caso. Por fim, para facilitar o uso do Neko foi gerado um documento contendo informações sobre instalação, configuração e principais mecanismos disponíveis no simulador, incluindo o suporte a simulação de defeitos desenvolvido neste trabalho. / The study and development of distributed systems is a task that demands great effort and resources. For this reason, the research in systems of this type can be assisted by the use of simulators, as well as by means of the emulation. The advantage of using simulators is that, in general, they allow to get acceptable results without causing harming impacts in the real world and, consequently, preventing wastefulness of resources. Moreover, tests on a large scale can be controlled and reproduced. In this way, since 2000, a framework for the simulation of distributed algorithms called Neko has been developed. By means of this framework, algorithms can be simulated in a single machine or executed in a real network, using the same code in both cases. However, studying the most known and used failure models developed having in mind distributed systems, we realized that the support offered by Neko for failure simulation was too restrictive. The only developed failure class, originally named crash, allowed only a temporary blocking of process’ messages. Thus, mechanisms for the simulation of the following failure classes were defined in the present work: omission of messages, crash of processes, and some network failures such as link crash, message drop and partitioning. The implementation was developed in Java and the necessary modifications in Neko are registered in this text. To give support to the mechanisms for failure simulation, some changes were carried out in the source code of some classes of the framework, what means that the original version should be modified to use the proposed solutions. However, all legacy applications, developed for the original Neko version, keep whole compatibility and can be executed without being affected by the new changes. In this research, some case studies were used to test and validate the new failure classes. Finally, with the aim to facilitate the use of Neko, a document about the simulator, with information on how to install, to configure, the main available mechanisms and also on the developed support for failure simulation, was produced.

O planejamento urbano é muito importante para garantir o desenvolvimento sustentável das cidades modernas. Para isso, muitos aspectos devem ser considerados, tais como o crescimento urbano das mesmas, uma vez que, o entendimento das dinâmicas desse fenômeno é um pré-requisito para modelar e prever tendências futuras de mudanças de uso do solo/cobertura da terra (LUCC) e seus impactos ecológicos. Como as cidades são sistemas complexos, que envolvem vários atores com diferentes padrões de comportamento, uma das mais promissoras classes de modelos urbanos designados para simular e analisar mudanças de uso do solo são as baseadas em Sistemas Multiagentes (SMA). Sendo assim, este trabalho descreve uma proposta de abordagem baseada em agentes reativos aplicados na tarefa de simulação de crescimento urbano para a cidade de Bauru/SP, utilizando dados geográficos, extraídos de imagens de satélite, da ocupação e utilização efetiva do uso do solo dessa cidade em um período de aproximadamente trinta e cinco anos, para calibrar e validar o simulador. / Urban planning is a very important issue to guarantee the sustainable development of modern cities. For this, many aspects must be considered such as the urban growth. Understanding the dynamics of this phenomenon is a prerequisite for modelling and forecasting future trends of urban land use/cover change (LUCC) and its ecological impacts. Cities being complex systems, which involve various actors with different patterns of behaviour, one of the most promising class of urban models designed to simulate and analyze LUCC are based in Multi-Agent System (MAS). Hence, this work describes a proposal based in reactive agents applied in the simulation of urban growth of the city of Bauru/SP, using geographic data, extracted from satellite images, of the occupation and land use in this city in a time span of approximately thirty five years, to calibrate and validate the simulator developed.

O atual meio no qual as empresas estão inseridas é caracterizado por mudanças freqüentes na demanda de seus produtos. Para que obtenham sucesso frente à concorrência, é necessário que as empresas saibam lidar com estas variações. No contexto da manufatura celular, uma das possibilidades de ajuste da produção à demanda é através da alteração do número de operadores que atuam nas células. Entretanto, o ambiente competitivo exige que tais mudanças não interfiram na produtividade da mão-de-obra, devido ao seu impacto nos custos. Assim, este trabalho visa estudar o efeito da alteração do número de operadores sobre a produtividade da mão-de-obra em células de manufatura. Neste contexto, é afirmado na literatura que existe uma relação linear entre o número de operadores e a produção das células, chamada linearidade da mão-de-obra. Esta linearidade é resultado da produtividade constante dos operadores, independentemente do número de operadores na célula. Através de três estudos de caso no setor metal-mecânico, foram observadas células em funcionamento para verificar esta relação. Utilizando-se a simulação computacional, para cada célula estudada foi gerado um modelo do estado atual que representa o funcionamento observado na célula, e um modelo alternativo que representa a célula com outro número de operadores. Os resultados obtidos na simulação do cenário alternativo foram confrontados com estimativas realizadas através da hipótese de linearidade da mão-de-obra. Dos três casos observados, apenas um apresentou comportamento linear. Os outros dois casos apresentaram um comportamento não-linear. Como fontes desta não-linearidade foram encontrados: o balanceamento das atividades entre os operadores, a relação entre os operadores e o tempo de ciclo automático dos equipamentos e a alteração nos deslocamentos dos operadores. / The current environment where companies operate is characterized by frequent changes in the demand for their products. To achieve success against competitors, it is necessary for companies to know how to deal with these variations. One of the possibilities of adjusting production to demand in the context of cellular manufacturing is by changing the number of operators in the cells. However, the competitive environment requires that such changes do not interfere in the labor productivity due to its impact on costs. This work aims to study the effect of changing the number of operators on the labor productivity in manufacturing cells. In this context, it is stated in the literature that there is a linear relationship between the number of operators and the cells production, called labor linearity. This linearity is a result of constant operator productivity, irrespective of the number of operators in the cell. Through three case studies in metal-mechanical sector, cells operations were observed to verify this relationship. Using computer simulation, a model was created that represents the current operational state observed in the cell for each cell studied, and an alternative model that represents a cell with another number of operators. The results obtained from the simulation of the alternative model were compared with estimates made on the assumption of labor linearity. Only one of the three cases observed showed linear behavior. The other two cases showed a nonlinear behavior. As sources of nonlinearity we found: the balance of activities between operators, the relation between the operators and the equipment automatic cycle time and the change in the displacement of the operators.

Embora comum na indústria, o Projeto do Sistema de Produção (PSP) ainda é pouco realizado na construção civil. Estudos anteriores apontaram para a necessidade de empregar ferramentas capazes de modelar e avaliar os efeitos da interdependência, da complexidade e da variabilidade no desempenho dos sistemas de produção na construção, como a simulação computacional, ainda é pouco usada na construção civil. Desta forma, este trabalho teve como objetivo geral propor um modelo para a elaboração do Projeto do Sistema de Produção de empreendimentos da construção civil a partir da utilização da simulação computacional como ferramenta de apoio à tomada de decisão, tendo como ponto de partida o modelo anteriormente desenvolvido. Como estratégia de pesquisa optou-se pela pesquisa construtiva, caracterizada pela implementação de construções inovadoras para a solução de um problema com relevância prática, através do aprendizado baseado na experimentação e na reflexão teórica. A partir de uma revisão de literatura, este trabalho foi dividido em três fases. A fase exploratória consistiu da análise e seleção do software de simulação e de um estudo exploratório. A fase de desenvolvimento consistiu na realização de quatro estudos de caso nos quais avaliou-se o emprego da simulação no PSP. Na fase de análise e reflexão, discutiu-se quatro funções básicas do PSP: promover discussões e questionamentos; incentivar a adoção de uma visão sistêmica; sistematizar, formalizar e registrar decisões; e estabelecer um estado futuro a ser alcançado. Quanto à simulação, seu emprego permitiu o teste de diferentes cenários relacionados a mudanças na estratégia de ataque do empreendimento, ao dimensionamento da capacidade dos recursos de produção entre outros. Propôs-se, ainda, a estratégia de reutilização de modelos como forma de reduzir o tempo de desenvolvimento dos estudos. O modelo proposto, que tem seu escopo limitado a decisões de caráter operacional, divide o PSP em duas fases que não são estanques, devendo sobrepor-se: a fase estática, baseada no modelo anterior de elaboração do PSP; e a fase dinâmica, na qual são desenvolvidos os modelos de simulação e testados cenários para apoiar a tomada de decisão. / Though common in industry, the Production System Design (PSD) is still seldom used by the construction sector. Previous studies have pointed to the need to use tools to model and evaluate the effects of interdependence, complexity and variability in production system performance, such as computer simulation. Thus, this study aimed to propose a model for designing production systems of construction projects based on the use of simulation as a tool to support decision-making, whose starting point is a previously developed model. The constructive research approach is characterized by implementing innovative constructions to solve a specific and practically relevant problem through learning based on experimentation and theoretical reflection. Based on literature review, this study was divided into three phases. The exploratory phase consisted of the analysis and selection of simulation software and an exploratory study. The development phase consisted of four case studies in which the use of simulation in the PSD was evaluated. At the analysis and reflection phase four basic functions of the PSD were discussed: promoting discussion and questions; encouraging the adoption of a systemic view; formalizing and recording decisions; and establishing a state to be reached. The use of simulation allowed the testing of different scenarios related to project installment strategy changes and in the capacity planning of production resource planning capacity among others. A strategy for reusing models was also proposed in order to reduce the development time of the studies. The proposed PSD model, which has its scope limited to decisions of operational nature, is made up of two overlapping phases: the stochastic phase, based on the previously proposed PSD model, and the dynamic phase, in which simulation models are developed and scenarios are tested to support decision-making.

Devido ao alto custo dos estudos referentes à análise dos efeitos causados pelo aquecimento em elementos estruturais integrantes de uma estrutura completa, em função da complexidade de instalações e equipamentos necessários para ensaios experimentais desse gênero, esse tipo de pesquisa ainda é escasso no Brasil e no mundo. Uma alternativa consiste no uso de simulações computacionais, que permitem analisar o suposto comportamento do fogo durante um incêndio, testar hipóteses acerca das causas e estimar fluxos de temperatura e particulados. Porém, dada a incerteza acerca da precisão e acurácia dessas ferramentas de simulação para representar situações reais, sua validade é muitas vezes questionada. Cabe, portanto, analisar a eficiência das mesmas através do uso de estudos de caso, contexto no qual se enquadra o presente trabalho. No mesmo se buscou reproduzir, usando uma das ferramentas de simulação computacional mais modernas, o software “Fire Dynamics Simulator”, do NIST, um incêndio ocorrido em uma estrutura real. O caso escolhido foi o incêndio no Shopping Total, em Porto Alegre-RS, em função da disponibilidade de dados acerca de danos e estimativas de temperaturas atingidas em diferentes locais, derivados de uma inspeção detalhada efetuada após o sinistro, com o objetivo de reconstruir a dinâmica do mesmo e identificar os elementos deteriorados. O trabalho discute as dificuldades envolvidas no processo de geração de um modelo capaz de representar adequadamente o incêndio. Após a reprodução da arquitetura da estrutura, foi necessário testar vários cenários, usando formas distintas de ignição e representação da carga de incêndio e ajustando as propriedades dos materiais de forma a reproduzir as características reais do sinistro. Após o ajuste da dinâmica de incêndio, se efetuou um estudo comparativo das curvas de temperatura atuantes em alguns elementos de interesse, estimadas pela simulação, e indícios obtidos por ensaios de amostras coletadas após o incêndio. Os resultados obtidos indicam que as ferramentas de simulação são promissoras, mas que é necessário investir na formação de bancos de dados mais amplos e precisos sobre as características dos materiais encontrados nas edificações, para poder fornecer aos programas informações sobre comportamento de ignição e propriedades em temperatura ambiente e sob aquecimento. Ficou evidente que a introdução de estratégias para consideração do fenômeno de deterioração brusca dos materiais por spalling é fundamental para que se possa reproduzir a dinâmica de alguns incêndios reais. Com os ajustes e adaptações efetuados foi possível ter uma boa aproximação do comportamento registrado na estrutura real através da simulação numérica. Esta pesquisa foi desenvolvida junto ao Centro Nacional de Supercomputação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. / Due to the high cost of studies concerning the analysis of the effects caused by heating in structural members of a complete structure, arising from the complexity of facilities and equipment required for experimental tests of this kind, this kind of research is still scarce in Brazil and worldwide. As an alternative it is possible to use computational simulations that enable fire behavior analysis during a fire as well as testing different hypothesis for their causes and estimated temperature and particulate flows. However, there is still a lot of uncertainty about the performance of such simulation tools to represent real situations, and their validity is often questionable. Thus, it is necessary to analyze their efficiency through the use of case studies, context in which this study fits. This study attempted to represent, using one of the most modern tools of computer simulation, the software "Fire Dynamics Simulator, " NIST, a fire occurred in an real structure. The case chosen was the real fire that occurred at the Shopping Total, in Porto Alegre, RS, due to availability of data about damage and estimates of temperatures reached in different locations, obtained from a detailed inspection that was conducted in the building after the fire occurrence, in order to reconstruct the dynamics of the fire and identify the damaged elements. This dissertation discusses the difficulties involved in the generation of a model capable of adequately representing the fire. After reproducing the building structure, it was necessary to test several fire scenes using different forms of ignition and representation of the fire load and adjusting the material properties to reproduce the real fire characteristics. After adjusting the dynamics of the fire, was then conducted a comparative study of the temperature curves acting on the targeted structural elements, estimated by simulation, and evidence obtained by testing samples collected after the fire. The results indicated that the simulation tools are promising, but it is necessary to invest in the formation of larger databases and precise about the characteristics of the materials found in buildings in order to provide information to programs about ignition behavior and properties at room temperature and under heating. It was evident that the introduction of strategies for consideration by the sharp deterioration of materials by spalling is essential to reproduce the dynamics of some real fires. With the adjustments and adaptations made was possible to have a good approximation of the real structural behavior recorded by numerical simulation. This research was developed at the National Center of Supercomputing from the Federal University of Rio Grande do Sul.

Esta dissertação apresenta uma análise sobre a modelagem de travessias de pedestres. Os simuladores de tráfego recentemente incorporaram modelos de pedestres, porém, as habilidades e limitações para a representação dos comportamentos em travessias não foram analisadas e apresentadas na literatura. Esta dissertação é composta por três artigos, nos quais são apresentados: (i) caracterizações dos comportamentos de pedestres e motoristas em travessias, (ii) análises dos modelos que representam o comportamento em travessias, (iii) a metodologia desenvolvida para coleta de dados de travessias, (iv) a calibração dos modelos de movimentação de pedestres, aceitação de brechas e da decisão dos pedestres sobre desrespeitar semáforos em travessias semaforizadas de pedestres e (v) uma análise da habilidade e limitações dos modelos para representar os atrasos de pedestres em travessias semaforizadas. Observou-se que a representação dos comportamentos em travessias depende de diversos modelos, que representam a escolha de rotas dos pedestres, movimentação, aceitação de brechas, decisão dos motoristas sobre dar preferência em travessias e decisão dos pedestres sobre obedecer aos semáforos. Os modelos de aceitação de brechas de pedestres utilizados, por exemplo, são baseados nos modelos desenvolvidos para representar interseções não semaforizadas de veículos e simplificam consideravelmente os comportamentos de pedestres e motoristas. As dificuldades para coletar dados de pedestres em travessias é um dos fatores que limitam o desenvolvimento de novos modelos. Nesta dissertação foi desenvolvida uma metodologia semiautomática, na qual os pedestres e veículos são rastreados com softwares livres, que facilita a obtenção de dados. As coletas de dados desenvolvidas permitiram a calibração dos modelos do VISSIM para representar uma travessia semaforizada com múltiplas faixas de tráfego, onde a maioria dos pedestres não obedece ao semáforo. Apesar de que parâmetros como as velocidades desejadas e brechas mínimas aceitas pelos pedestres predefinidas nos modelos foram inadequadas para a simulação da travessia, a calibração da movimentação, aceitação de brechas e decisão sobre desrespeitar os semáforos permitiu que o atraso médio de pedestres fosse representado adequadamente. As principais limitações dos modelos estão associadas à representação do comportamento oportunista, como no caso dos pedestres que desrespeitam os semáforos, analisados nesta dissertação. / This dissertation presents an analisys about pedestrians’ crossings modeling. Traffic simulators recently incorporated pedestrians’ models, however, the hability and limitations to represent conflicts in pedestrians’ crossings have not been analysed and presented on the literature. This dissertation is composed by three articles that present: (i) characterizations of pedestrians as motorist behaviors on crossings, (ii) analisys of models that represent the behavior on crossings, (iii) a methodology developed for collecting data from crossings, (iv) a calibration of pedestrian movement, gap acceptance and the decision about disrespecting siganilzation on signalized pedestrian crossings and (v) an analysis of the hability and limitations of the models in representing pedestrian’s delays. It is observed that the representations of the behaviors on pedestrian crossings depend on several models that represent the route choice, movement, gap acceptance, motorist yielding and the decision os pedestrians about obeying the signalization. The models used on simulation correspond, generally, for deterministic models that simplify pedestrians and motorists’ behavior. Pedestrians’ gap acceptance models, for example, were based on models developed to represent vehicle’s unsignilized intersections. Difficulties in pedestrians’ data collection are one factor that limits the development of new models. On this dissertation, a semi-automatic methodology was developed, on which pedestrians and vehicles are tracked with free software that facilitates data obtainment. The collected data allowed the calibration of VISSIM models to represent a signalized pedestrian crossing with multiple traffic lanes where most pedestrians do not obey the siganization. Altough default parameters as desired speed and minimum rear gap accepted by pedestrians were inadequate for the crossing simulation, the calibration of movement, gap acceptance and the decision about disrespecting the signalization allowed the representation of adequate average delays. The main limitations of the models are associated to the representation of opportunistic behavior, as pedestrians disrespecting sigalizations, analyzed on this dissertation.

A Execução Condicional Dinâmica (DCE) é uma alternativa para redução dos custos relacionados a desvios previstos incorretamente. A idéia básica é buscar todos os fluxos produzidos por um desvio que obedecem algumas restrições relativas à complexidade e tamanho. Como conseqüência, um número menor de previsões é executado, e assim, um número mais baixo de desvios é incorretamente previsto. Contudo, tal como outras soluções multi-fluxo, o DCE requer uma estrutura de controle mais complexa. Na arquitetura DCE, é observado que várias réplicas da mesma instrução são despachadas para as unidades funcionais, bloqueando recursos que poderiam ser utilizados por outras instruções. Essas réplicas são geradas após o ponto de convergência dos diversos fluxos em execução e são necessárias para garantir a semântica correta entre instruções dependentes de dados. Além disso, o DCE continua produzindo réplicas até que o desvio que gerou os fluxos seja resolvido. Assim, uma seção completa do código pode ser replicado, reduzindo o desempenho. Uma alternativa natural para esse problema é reusar essas seções (ou traços) que são replicadas. O objetivo desse trabalho é analisar e avaliar a efetividade do reuso de valores na arquitetura DCE. Como será apresentado, o princípio do reuso, em diferentes granularidades, pode reduzir efetivamente o problema das réplicas e levar a aumentos de desempenho. / The Dynamic Conditional Execution (DCE) is an alternative to reduce the cost of mispredicted branches. The basic idea is to fetch all paths produced by a branch that obey certain restrictions regarding complexity and size. As a consequence, a smaller number of predictions is performed, and therefore, a lower number branches is mispredicted. Nevertheless, as other multipath solutions, DCE requires a more complex control engine. In a DCE architecture, one may observe that several replicas of the same instruction are dispatched to the functional units, blocking resources that might be used by other instructions. Those replicas are produced after the join point of the paths and are required to guarantee the correct semantic among data dependent instructions. Moreover, DCE continues producing replicas until the branch that generated the paths is resolved. Thus, a whole section of code may be replicated, harming performance. A natural alternative to this problem is the attempt to reuse those replicated sections, namely the replicated traces. The goal of this work is to analyze and evaluate the effectiveness of value reuse in DCE architecture. As it will be presented, the principIe of reuse, in different granularities, can reduce effectively the replica problem and lead to performance improvements.

Este trabalho propôe a melhoria Walker para o modelo de Schadschneider e colaboradores, esta é uma melhoria que transforma o modelo de Schadschneider em um modelo baseado em sistema multiagentes. Diferentemente dos autômatos celulares e modelos contínuos, Walker apresenta pedestres com diferentes características: sexo, velocidade, conhecimento do ambiente, comportamento de grupo. Além disto, é realizada também a implementação de um protótipo de Walker. Modelos de simulação da dinâmica de pedestres têm chamado a atenção por diversas razões. Primeiro, os pesquisadores descobriram que modelar fluxo de pedestres é desafiante e complexo. Por exemplo, os corredores de pedestres podem ter diversas entradas, não são regulados ordenadamente como rodovias e são normalmente bi-direcionais. Segundo, modelos de pedestres podem ser ferramentas importantes para o desenvolvimento e planejamento de áreas para pedestres, tais como metrôs, estações de trens, edifícios e shopping centers. Portanto, simulações computadorizadas de dinâmica de pedestres permitem a observação de uma ampla gama de características do fluxo de pessoas e um maior entendimento de seus princípios básicos. O conhecimento do comportamento de pedestres é valioso por prover informações de como formular melhores saídas, geometrias de salas e estádios. Com o objetivo de definir as características importantes para esta melhoria, um estudo do estado da arte da Dinâmica de Pedestres foi realizado e aspectos importantes dos modelos estudados foram utilizados na criação da melhoria. Com o fim de validar a melhoria Walker e demonstrar suas capacidades 18 experimentos foram realizados. Os cenários abrangem desde a validação da melhoria Walker com experimentos realizados por outros autores, verificação do impacto da variação dos parâmetros nas simulações, simulação de diversos experimentos com tamanhos de portas e salas diferentes, até a simulação com dois grupos diferentes de pedestres. Através dos experimentos realizados mostrou-se as qualidades da melhoria proposta, assim como sua capacidade de realizar diversas simulações. / This work presents a improvement (Walker improvement) over the model from Schadschneider and cooworkers. This improvement transforms the Schadschneider’s model in a multiagent system based model. Differently from the cellular automata and continuous models, Walker represents many pedestrian’s characteristics: gender, speed, environment knowledge, herding behavior. We also implement a prototype for the Walker improvement. Pedestrian dynamics models are important for many reasons. First, researches discovered that modelling and simulating pedestrian flux is complex. Second, pedestrian dynamic models are important tools for the development and planning of pedestrian areas, such as: subways stations, train stations, buildings and shopping centers. Therefore, computer simulation of pedestrian dynamics are capable of showing a high number of characteristics that exist in real traffic and contribute for a better understanding of basic pedestrian traffic principles. The knowledge of pedestrian behavior is important to provide information about better exit paths, room and stadium geometries. We made a study of the state of the art in pedestrian dynamics to define important features for this improvement. And many important aspects of the studied models were utilized in the Walker improvement. We also have made 18 experiments to validate and show the Walker’s capabilities. The experiments are: experiments created by others authors, verification of parameters influence in the simulation, simulation of many scenarios with different doors and room sizes, simulation of two different groups of pedestrians. The Walker’s qualities are shown in the experiments, as well its ability to simulate many situations.