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Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Redes Neurais Artificiais (RNA), que são inspiradas nas naturalmente paralelas Redes Neurais Naturais (RNN), são modelos computacionais capazes de auto ajustar seus pesos sinápticos a partir de exemplos, sendo assim capazes de aprender e generalizar soluções. Grande parte das implementações de RNA teve seu desenvolvimento guiado pelo Paradigma Imperativo (PI), geralmente resultando em programas acoplados. Assim, mesmo se inspiradas em RNN paralelas, as RNA não têm uma distribuição efetiva de execução, quando desenvolvidas sob PI, devido ao seu fator de acoplamento. Como alternativa, o Paradigma Orientado a Notificações (PON) surge como uma abordagem de processamento que se baseia em entidades colaborativas e notificantes. O PON tende a ser mais eficiente e desacoplado quando comparado ao PI, pois permite a exploração de processamento de maneira mais simples e eficiente. Tais vantagens se tornam ainda mais relevantes em sistemas que devem ter partes desacopladas, a serem executadas em paralelo, como RNA. A execução de aplicações PON, entretanto, nem sempre pode ser feita da forma mais eficiente pelas arquiteturas de computadores tradicionais, baseados em modelos de execução sequencial (tanto monocore como multicore). Neste contexto, a tecnologia de Field Programmable Gate Arrays (FPGA) é uma alternativa para o desenvolvimento em PON. Neste âmbito surgiu a tecnologia PON-HD, que permite se desenvolver sistemas de forma declarativa utilizando a linguagem própria do PON (LingPON) e, por meio de compilador específico, gerar código paralelo para execução em dispositivos FPGA. O presente trabalho propõe então a especificação e elaboração do modelo computacional NeuroPON, que permite a construção de RNA com conceitos do PON, por meio de uma linguagem declarativa de alto nível. Este modelo herda do PON a abstração do conhecimento por meio de regras lógicocausais, utilizando uma linguagem declarativa. Também é foco deste modelo a geração de código eficiente para execução em processadores monocore, concorrente para execução em processadores multicore e paralelizável para dispositivos FPGA. Tais códigos permitem que a RNA criada execute no modo operacional e de treinamento, de forma adaptável e escalável, em tais plataformas computacionais. Testes foram realizados utilizando materializações do PON em software (Framework PON C++ 2.0, 3.0 e LingPON), bem como em hardware (PONHD). Tais testes demonstraram a factibilidade do modelo computacional NeuroPON. Os resultados de experimentos com NeuroPON em software monoprocessado, quando comparados com equivalentes em PI, apresentaram um alto nível de desacoplamento, tornando explícitos os elementos factuais e lógico-causais. Experimentos com o Framework PON C++ 3.0 e com o Framework Elixir/Erlang demonstraram a distribuição das entidades PON para execução em diferentes núcleos de processamento (multicore). Experimentos efetuados em hardware (PON-HD) resultaram na geração de código VHDL paralelo, de forma transparente ao usuário. Em suma, o NeuroPON se apresenta de fato como um novo modelo computacional para RNA, que apresenta características ausentes em demais abordagens da literatura, como treinamento e execução de RNA em plataformas distintas por meio entidades neurais efetivas criadas a partir de sua implementação em linguagem descritiva de alto nível. Artificial Neural Networks (ANN), which are inspired by the naturally parallel Natural Neural Networks (NNN), are computational models capable of self-adjusting their synaptic weights based on examples, thus being able to learn and generalize solutions. Most ANN implementations were driven by the Imperative Paradigm (IP), often resulting in coupled programs. Thus, even if inspired by parallel NNN, ANN does not have an effective execution distribution when developed under IP, due to their coupling factor. Alternatively, the Notification Oriented Paradigm (NOP) emerges as a processing approach that relies on collaborative and notifying entities. NOP tends to be more efficient and decoupled compared to IP, as it allows a simpler and more efficient exploration of processing. Such advantages become even more relevant in systems that must have decoupled parts to be executed in parallel, such as ANN. The execution of NOP applications, however, cannot always be held most efficiently by traditional computer architectures based on sequential execution models (both monocore and multicore). In this context, Field Programmable Gate Arrays (FPGA) technology is a great alternative to NOP development. In this sense emerged the NOPHD technology, allowing the development of systems declaratively using NOP's own language (NOPL) and, through a specific compiler, generate parallel code for execution on FPGA devices. The present work proposes the specification and elaboration of the computational model NeuroNOP, which allows the construction of ANN with NOP concepts through a high-level declarative language. This model inherits from NOP the abstraction of knowledge through logical-causal rules using a declarative language. The focus of this model is also on efficient code generation for execution on monocore processors, concurrent for execution on multicore processors and parallel to FPGA devices. Such codes allow the created ANN to run in operational and training mode, adaptably and scalably, on such computational platforms. Tests were performed using NOP materializations in software (NOP Framework C++ 2.0, 3.0 and NOPL) as well as in hardware (NOPHD). Such tests proved the feasibility of the NeuroNOP computational model. The results of experiments with NeuroNOP in monoprocessor software, when compared with equivalents in IP, revealed a high level of decoupling, making the factual and logical-causal elements explicit. Experiments with the Framework NOP C++ 3.0 and the Framework Elixir/Erlang have proven the distribution of NOP entities for execution in different cores (multicore). Hardware experiments (NOPHD) resulted in the generation of parallel VHDL code, in a transparent way to the user. In short, NeuroNOP presents itself as a new computational model for ANN, which presents absent characteristics from other approaches in the literature, such as ANN execution and training in different computational platforms, through effective neural entities created from its descriptive and high-level language implementation.

Trocas sociais foram utilizadas na literatura como base das interações em Sistemas Multiagente, tais interações conhecidas como trocas de serviços que são avaliadas pelos próprios agentes que participam das trocas, com a finalidade de determinar e manter o equilíbrio da sociedade, permitindo e estimulando a continuidade das interações, em ambientes onde os agentes podem adotar diferentes estratégias de troca. O jogo dramático de autorregulação denominado Natyasastra utiliza a teoria do drama para simular as interações e trocas de serviços entre os agentes em uma sociedade. Neste jogo, agentes efetuam trocas entre si, avaliam essas trocas, evoluem suas estratégias de acordo com o ganho e a perda de fitness dos ciclos passados,calculando seu fitness com ou sem emoções, dependendo da divergência encontrada entre as ofertas dos agentes. Quando ocorrem mudanças no jogo, os jogadores podem enfrentar um ou mais dos seis dilemas da Teoria do Drama, que são: confiança, dissuasão, ameaça, posicionamento, cooperação e indução. Nesse trabalho foi feita uma revisão dos dilemas da teoria do drama no contexto do jogo dramático Natyasastra. Propõe-se a interpretação de todos os dilemas com sua implementação, e inclusão de gatilhos para a ativação dos dilemas. Visto que a ação constante dos dilemas é algo irreal, os gatilhos foram feitos de forma a simular a ocorrência dos dilemas, enquanto as funções ligadas aos gatilhos têm como objetivo desativar os dilemas, já que a ausência de dúvidas é uma condição desejada para a autorregulação.Os resultados mostram que a influencia dos dilemas, em sua grande maioria,prejudicam o ganho individual dos agentes, enquanto que, ao mesmo, tempo promove a estabilidade da sociedade. Social exchanges were used in the literature as the basis of the interactions in Multiagent Systems, such interactions known as service exchanges that are evaluated by the agents involved in the exchanges, in order to determine and maintain the society equilibrium, allowing and stimulating the continuity of the interactions, in environments where agents can adopt different exchange strategies.The dramatic game of self-regulation called Natyasastra uses drama theory to simulate interactions and service exchanges between agents in a society. In this game, agents make exchanges between themselves, evaluate these exchanges, evolve their strategies according to the gain and loss of fitness of the past cycles, calculating their fitness with or without emotions depending on the divergence found between agents offers.When game changes occur, players may adopt one or more of the six dilemmas of Drama Theory, which are: Trust, Deterrence, Threat, Positioning, Cooperation,and Inducement. In this work, a revision of the drama theory dilemmas in the context of the dramatic game Natyasastra was done. It proposes the interpretation of all the dilemmas with their implementation, and inclusion of triggers for the activation ofthe dilemmas. Since the constant action of the dilemmas is somewhat unrealistic, the triggers were done in a way to simulate the occurrence of the dilemmas, whereas the functions linked to the triggers are aimed at deactivating the dilemmas, since the absence of doubts is a desired condition for self-regulation.The results show that the influence of the dilemmas, for the most time, decreasing the individual agents gain. However, it promotes the stability of society.

A garantia do desempenho, da acurácia e dos baixos custos na produção em larga escala de circuitos integrados (CI) é influenciada pelo teste, sendo essa uma rotina crucial no processo de desenvolvimento de CIs. As métricas de testabilidade permitem melhorias no projeto de CIs. Durante o estudo das métricas de testabilidade no método SCOAP pelo autor, foi observada a falta de uma metodologia padrão para obtenção das equações para cálculo da controlabilidade e observabilidade para uma função lógica qualquer. Deste modo, este trabalho apresenta uma metodologia para obtenção destas equações para qualquer função lógica. A comparação dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura mostrou que os objetivos parciais foram alcançados. Além disso, foi desenvolvido um software para automatizar a obtenção das métricas de testabilidade em circuitos com os métodos CAMELOT e SCOAP. Ambos métodos se mostraram eficazes para apontar topologias de CIs melhor projetadas com foco na testabilidade. Ensuring the performance, accuracy and low costs of large-scale production of integrated circuits (IC) is influenced by test, which is a crucial routine in IC developing process. Testability measures allows improvements in IC design. This works author observed the lack of a standard methodology to obtain the equations to calculate the controllability and observability of combinational circuits for any logical function with the SCOAP method. Thus, this work presents a methodology for obtaining these equations for any logical function. The comparison of the results obtained with those available in the literature showed that the objectives were achieved. In addition, a software was developed to automate the generation of testability metrics for ICs with the CAMELOT and SCOAP methods. Both methods shown effective for pointing out better designed IC topologies focusing on testability

Com a evolução na área de tecnologia, soluções destinadas a pessoas com deficiência podem possibilitá-las viverem com maior independência, segurança e conectividade com o resto do mundo. Alguns eventos emitem sinais característicos que podem ser interpretados, por exemplo, como a ocorrência de uma situação de perigo. Os surdos, por não receberem os sinais sonoros, seguidamente mantém-se em estado de alerta, fazendo varreduras visuais nos ambientes, dificultando o processo natural de atenção seletiva e a concentração em outras atividades. Foi elaborado um levantamento prévio por meio de questionário estruturado, respondido por pessoas com surdez ou que possuem alguma relação, coletando informações sobre a demanda dos surdos, como a identificação de sinais de alerta importantes. Os resultados apontaram ser importante que o surdo tenha um recurso que auxilie na identificação de eventos que caracterizam situação de perigo. O desenvolvimento realizou estudos elucidativos sobre o público alvo/motivador, tecnologias existentes e comunicação visual. Desta forma, o trabalho tem como objetivo apresentar um estudo de caso de aplicação de modelo de rede neural profunda que, por meio de Detecção de Eventos Acústicos (AED), visa classificar alertas sonoros específicos para surdos. Foram realizados dois experimentos utilizando modelos de rede neural profunda, utilizando parte de três conjuntos de dados disponibilizados por grupo de pesquisa ligado a AED. Os dados foram sintetizados em um dataset que pode ser dividido entre classes de sons de alerta de sons ambiente. Um dos testes utilizou áudios brutos como entrada, os demais a extração do cepstrum de mel-frequência (MFCC), extraído em etapa de pré-processamento. Como resultados, quatro dos testes alcançaram F1 Score baseado em segmento acima de 85%, caracterizando possível problema de overfitting e outro alcançou 14% baseado em evento, caracterizando underfitting. Ao final, são discutidas possíveis causas para problemas apresentados, é sugerido o seguimento da pesquisa no modelo que utiliza uma Rede de Memória de Longo Prazo (LSTMs) e alterações no dataset para obtenção de melhores resultados. The evolution in the area of technology possibility solutions for people with disabilities to improve our independence, security and connectivity with the rest of the world. Some events emit characteristic signals and it can be interpreted, for example, as the occurrence of a dangerous situation. The deaf, because they did not receive the sound signals, then kept on alert, making visual sweeps in the environments, making it difficult for the process of natural selective attention and concentration on other activities. A previous survey was conducted using a structured questionnaire, answered by people with deafness or who have some relation, collecting information about the deaf people's demand, such as the identification of important warning signs, the results pointed out importance to deaf people a resource to assists identification for events of danger situations. The development carried out elucidative studies on the target/motivating public, existing technologies and visual communication. This work presents the use case application of a deep neural network model in Acoustic Events Detection (AED) to classify specific sound alerts for deaf people. Two experiments were carried out to adapt deep neural network models, using part of three datasets provided by a research group linked to AED. The data has been synthesized in a dataset that can be divided between ambient sound alert sound classes. Each model sent information to its neural network in a format different from the same resources. One of the tests used raw audios as input, the others the extraction of honey-frequency cepstrum (MFCC), extracted in pre-processing stage. As a result, four of the tests achieved segment-based F1 Score above 85%, characterizing possible overfitting problem and another reached 14% event-based characterizing possible underfitting. In the end, possible causes for problems presented are discussed, it is suggested to follow the research in the model that uses a Long Term Memory Network (LSTMs) and changes in the dataset for better results.

Nas últimas décadas, alguns tipos de veículos híbridos do tipo ar-água foram propostos para uma série de diferentes aplicações. Inspeções de estruturas parcialmente submersas e o mapeamento de regiões em ambientes alagadiços são alguns exemplos. Porém, o tempo gasto na realização de tais operações é relativamente elevado, sendo normalmente necessário sistemas com grande autonomia operacional. Apesar das vantagens no uso de sistemas do tipo quadricópteros, sua autonomia ainda é bem limitada devido a restrições das baterias disponíveis. Focando na questão energética, neste trabalho inicialmente são apresentadas análises das diferentes configurações de veículos híbridos do tipo ar-água existentes. Na sequência são realizadas avaliações com diferentes configurações de motores e hélices. Nesses ensaios identifica-se diferentes formas de aumentar a eficiência do sistema propulsor do veículo, reduzir o arrasto e também diminuir a massa adicional do veículo em operações subaquáticas. Dessa forma, este trabalho propõe uma nova plataforma híbrida do tipo quadrirrotor, focada em um melhor desempenho e uma melhor eficiência do consumo energético In the last few decades, some types of hybrid air-water vehicles have been proposed in the literature for several diverse applications. Inspection of partially submerged structures and mapping of marshy regions are examples of such applications. However, the time spent in carrying out such missions is relatively high, and systems with a high operating autonomy are normally required. Such autonomy is still quite limited in quadrotor-like platforms due to restrictions of the available batteries. This work initially presents analyzes of the different configurations of existing hybrid air-water vehicles to assist in this problem. Following, we evaluated engine and propeller configurations. These tests identify different ways to increase the efficiency of the vehicle's propulsion system, reduce drag and also decrease the additional mass of the vehicle in underwater operations. In this way, this work proposes a new hybrid platform of the quadrotor-like vehicle, focused on a better performance and a better efficiency of the energy consumption.

A evolução dos processos de fabricação de circuitos integrados permite que sistemas grandes, implementando diversas funcionalidades, sejam construídos dentro de um mesmo chip. Este conceito é conhecido como SoC (System-on-a-Chip). Porém, estes sistemas complexos requerem o desenvolvimento de mecanismos de comunicação entre as partes que compõem esse sistema. A forma de comunicação entre componentes de um SoC, feita com o auxílio de roteadores, é conhecida como NoC (Network-on-Chip). Para explorar melhores opções de projeto durante a criação de uma NoC, o uso de simuladores torna-se fundamental. Ao se utilizar simuladores, é possível criar e testar vários cenários, variando configurações da NoC, como tamanho de buffers ou tamanho da rede. Deste modo, os simuladores possibilitam a verificação do impacto das alterações nas configurações da NoC sem a necessidade de uma implementação em hardware, tornando o processo mais rápido e barato. Este trabalho visa o desenvolvimento de um simulador de NoCs. Para a implementação do simulador, foi utilizado um sistema multiagente. A escolha de desenvolver um simulador de NoCs na forma de um sistema multiagente se deu através da análise das características que os roteadores, que compõem as NoCs, têm em comum com os agentes, que compõem os sistemas multiagente. O simulador permite aos projetistas de NoCs avaliar diferentes configurações e estratégias de roteamento. Como resultados de simulação, podem ser observados indicadores como taxa de utilização de roteadores, contenção da rede e atraso latência no envio de mensagens. Para a validação do simulador, são comparados cenários com diferentes configurações e o impacto destes na utilização de recursos é analisado. The evolution of integrated circuits manufacturing processes allows large systems, implementing several functionalities, to be built within the same chip. This concept is known as SoC (System-on-a-Chip). However, these complex systems require the development of mechanisms of communication between the parts that compose this system. The communication between components of a SoC, performed by routers, is known as NoC (Network-on-Chip). To explore better design solutions during the creation of a NoC, the use of simulators becomes crucial. When using simulators, it is possible to create and test various scenarios, varying NoC configurations, such as buffers size or network size. Thus, simulators allow verification of the impact caused by NoC configuration changes without the need for a hardware implementation, making the process faster and cheaper. This work aims at the development of a NoC simulator. For the implementation of the simulator, a multi-agent system was used. The choice of developing a NoC simulator in the form of a multi-agent system was based on the analysis of the characteristics that the routers have in common with the agents. The simulator allows NoC designers to evaluate different routing configurations and strategies. As simulation results, indicators such as the rate of utilization of routers, network contention and latency delay in sending messages can be observed. In order to validate the simulator, scenarios with different configurations are compared and their impact on resource utilization are analyzed.

A Indústria 4.0, ou manufatura avançada, está promovendo uma nova revolução industrial através da integração de tecnologias computacionais e de comunicação. O desenvolvimento dos Sistemas Ciberfísicos e o emprego da Internet das Coisas e Serviços podem ser considerados como peças chave para o desenvolvimento dessa revolução. Quanto aos Sistemas Ciberfísicos (CPS), a arquitetura 5C apresenta-se como uma das mais relevantes na literatura, mas apenas enumera as funções necessárias a constituição de um CPS, sem dar maiores detalhes de desenvolvimento e implementação. Por outro lado, a utilização do Computador de Placa Única (Single Board Computer - SBC) já encontra aplicações em diversas áreas como controle industrial de eletrônicos de consumo, instrumentos médicos, comunicação em rede, automóveis e outros dispositivos portáteis. O presente trabalho tem por objetivo principal, classificar dispositivos SBC que ofereçam suporte a implementações que atendam aos requisitos da Industria 4.0, mais especificamente como plataforma de hardware para a arquitetura 5C. Essa classificação e feita a partir da definição de um conjunto de funções mínimo que estes dispositivos devem oferecer para que possam ser integrados a uma rede de dispositivos CPS. Um estudo de caso demonstra quais são essas funcionalidades mínimas e o uso de alguns SBCs dentro destas condições. Industry 4.0, or advanced manufacturing, is promoting a new industrial revolution through the integration of computing and communication technologies. The development of Cyber Physical Systems (CPS) and the use of the Internet of Things and Services can be seen as key to the development of this new revolution. As for Cyber Physical Systems, the 5C architecture is one of the most relevant in the literature, but only lists the functions necessary to build CPS, without giving further development and implementation details. On the other hand, the use of Single Board Computer (SBC), already finds applications in industrial control of consumer electronics, medical instruments, network communication, automobiles and other portable devices. The main objective of this work is to classify SBC devices that support implementations that meet the requirements of Industry 4.0, more specifically as hardware platform for the 5C architecture. This classification is made from the definition of a minimum set of functions that these devices must offer so that they can be integrated into a network of CPS devices. A case study demonstrates what these minimum functionalities are and the use of some SBCs within these conditions.

Nos últimos anos, a evolução dos sistemas Web proporcionaram o surgimento de iniciativas de promoção do Acesso Aberto a Dados de Pesquisa em todo o mundo. Dentre as principais motivações para que os pesquisadores disponibilizem dados resultantes de projetos de pesquisa em plataformas de acesso aberto destacam-se aumentar a visibilidade dos grupos de pesquisa, facilitar o intercâmbio de informações, validar resultados e a transparência na prestação de contas para as agências de fomento públicas ou privadas. A escolha de uma ferramenta para esse fim assim como a definição de metodologias e políticas de uso desses repositórios se tornou imprescindível para o desenvolvimento da pesquisa no país. Este trabalho apresenta um estudo sobre iniciativas de acesso aberto a dados de pesquisa e soluções tecnológicas para repositórios de dados de pesquisa, mostra como essas soluções foram selecionadas com base em uma série de critérios de comparação. A seguir é descrito o processo de implantação da solução e um conjunto de testes realizados. Por fim, técnicas de avaliação de usabilidade são apresentadas e aplicadas sobre uma instância do sistema de repositório de dados em diferentes experimentos, um empírico e um analítico, resultando em um conjunto de recomendações de correções para os problemas encontrados. In recent years, the evolution of Web systems has led to the emergence of initiatives to promote Open Access to Research Data around the world. Among the primary motivations for researchers to make data available from research projects on open access platforms stand out is to increase research group visibility, facilitate information exchange, validate results, and accountability transparency for research agencies - public or private development. The choice of a tool for this purpose as well as the definition of methodologies and policies for the use of these repositories became essential for the development of research in the country. This work presents a study of open data access initiatives and technological solutions for research data repositories, showing how these solutions were selected based on a series of comparison criteria. The following describes the solution deployment process and a set of tests performed. Finally, usability assessment techniques are presented and applied to an instance of the data repository system in different experiments, an empirical and other analytical, resulting in a set of recommendations for corrections to the problems founded

Roteamento é a etapa do fluxo de síntese física de circuito integrados responsável pela geração das conexões do circuito após as células estarem posicionadas. A evolução na tecnologia dos transistores e, consequente evolução dos circuitos, trouxe consigo novos desafios para todas as etapas da síntese física. Rotear um circuito VLSI (Very Large Scale Integration) é uma tarefa de difícil resolução, tanto por possuir um grande volume de dados a ser processado, quanto por se tratar de um problema NP-completo, significando que não existe uma solução ótima que possa ser processada em tempo polinomial. Para resolver o problema, é necessária a utilização de algoritmos gulosos, heurísticas, aprendizado de máquina ou técnicas mais específicas para trabalhar com as estruturas de dados de forma mais intuitiva e obter melhores resultados. Apesar dos roteadores estado-da-arte gerarem resultados satisfatórios, ainda é possível realizar melhorias nestes. Este trabalho explora técnicas de otimização de programação aplicadas a um roteador estado-da-arte de código-fonte aberto. A partir das análises realizadas no roteador NTHU Route, apresentamos melhorias envolvendo parâmetros utilizados nos algoritmos, e aplicação de paralelismo em alguns dos estágios do roteador, buscando uma melhoria no desempenho e na qualidade dos resultados. Com a aplicação das estratégias envolvendo alteração nos parâmetros, mais especificamente com a aplicação de um limiar para aceitação de congestionamento na fase principal do roteador, foi possível diminuir o tempo de execução de todos benchmarks utilizados em média em 9%, sendo no melhor caso observada uma redução de aproximadamente 20% sem grandes impactos no comprimento total de fio. Com a aplicação de paralelismo no estágio de refinamento, foi possível melhorar o tempo tomado nesta fase em até 20%, com uma melhoria média de 10%. Com experimentos aplicando paralelismo na fase principal em conjunto com o aumento da caixa de expansão de busca para ligar dois pinos, o tempo de execução dobrou, devido ao comportamento de busca para achar as soluções nesta fase. Ao juntar as duas modificações, aplicando um limiar para aceitação de congestionamento na fase principal e paralelismo em blocos menores nas duas fases sem o aumento da caixa de expansão de busca, foi possível obter melhorias no tempo de execução de até 20%, sem impacto considerável no comprimento total de fio. Explorar estas técnicas de otimização nos algoritmos de roteamento mostrou bons resultados, que podem ser aplicados a diferentes ferramentas de roteamento e de outras etapas da síntese física. Routing is the stage of integrated circuits physical synthesis flow responsible for generating the connections of the circuit after the cell placement. The evolution in transistors technology along with circuits growth, brought new challenges for all physical synthesis stages. Routing a VLSI (Very Large Scale Integration) circuit is a hard task to solve, due to the great amount of data to be processed, and the fact that it is a NP-complete problem, meaning that there is not an optimum solution that can be processed in polynomial time. To solve this problem, it is necessary the use of greedy algorithms, heuristics, machine learning or more specific techniques to work along with the data structures in a more intuitive way and obtain better results. Even with the satisfactory results generated by the state-of-the-art global routers, it is still possible to do enhancements in those. This paper explores programming optimization techniques applied to a state-of-the-art open-source global router. From the analysis we made in the NTHU Route, we could present enhancements involving the algorithms parameters, and the application of parallelism in some of the router stages, seeking for improvements in the performance and quality of the results. With the application of the strategies involving parameters, more specific with the application of an overflow threshold for accepting overflowed results at the main phase of the router, it was possible to reduce the runtime of all used benchmarks in average in about 9%, being the best case a reduction of about 20% with no further impacts on the total wirelength. With the application of parallelism strategies at the refinement stage, it was possible to improve the runtime of this phase in 20%, with the average improvement by 10%. With experiments applying parallelism at the main phase together with the increment in the bounding-box expansion for connecting two pins, the execution time doubled, because of the behavior for finding solution on this phase. By mixing both modifications, applying the threshold for overflow acceptance on the main phase, and the parallelism in minor blocks in both phases without the increment of the bounding-box expansion, it was possible to obtain improvements in the general runtime in about 20%, with no considerable impact in the total wirelength. Exploring this techniques of optimization on the routing algorithms showed good results, that can be applied in different routing and other physical synthesis tools.

O objetivo deste trabalho é propor o uso de funções de (pré)-agregação derivados da integral de Choquet, para utilização em conjuntos de Sistemas de Classificação baseados em Regras Fuzzy, cuja tomada de decisão final pode ou não ser dada por funções de penalidade. Primeiramente, foi introduzido um método para criar medidas de confiança e suporte baseado em índices de overlap, que geralmente são usados para avaliar o grau de certeza ou interesse de uma determinada regra de associação. Estes índices de overlap são construídos a partir de funções de overlap, que são um tipo especial de funções de agregação, não necessariamente associativas, que servem para aplicações relacionadas aos problemas de sobreposição de conjuntos. Esta dissertação apresenta um novo Mecanismo de Raciocínio Fuzzy para ser usado em sistemas de classificação baseados em regras fuzzy considerando diferentes índices de overlap, que generaliza os métodos clássicos. Ao considerar vários índices de overlap e as funções de pré-agregação baseada na integral de Choquet para a tomada de decisão obtém-se a seleção da melhor classe, sem utilizar funções de penalidade. Por fim, é apresentado um exemplo detalhado de uma geração de conjuntos baseados em regras fuzzy e a seleção da melhor classe com base na abordagem proposta. The purpose of this work is to offer the use of (pre)-aggregation functions derived from the Choquet integral, for use in Classification Systems based on Fuzzy Rules, whose final decision may or may not be given by penalty functions. Firstly, a method was introduced to create trust and support measures based on overlap indexes, which are generally used to evaluate the degree of certainty or interest of a given association rule. These overlap indices are built from overlap functions, which are a special type of aggregation functions, not necessarily associative, that serve for applications related to set overlapping problems. This dissertation presents a new Fuzzy Reasoning Mechanism to be used in classification systems based on fuzzy rules considering different indexes of overlap, which generalizes the classical methods. Considering several indexes of overlap and the pre-aggregation functions based on the Choquet integral for decision making, one obtains the best class selection without using penalty functions. Finally, a detailed example of a generation of sets based on fuzzy rules and the selection of the best class based on the proposed approach is presented.

Os avanços no campo da microeletrônica possibilitaram fabricar dispositivos que utilizam tecnologias nanométricas, aumentando as funcionalidades disponíveis em um chip, e, consequentemente, o número de transistores compondo um mesmo sistema integrado. No entanto, também surgem uma gama de desafios para os projestistas de circuitos integrados. Dentre os principais desafios estão a variabilidade, o envelhecimento e, principalmente, a sensibilidade a falhas. Para lidar com esse último desafio, aplicam-se diversas técnicas capazes de tolerar ou mascarar falhas. A técnica mais utilizada atualmente é a técnica Triple Modular Redundancy ou TMR, que consiste em triplicar um módulo do circuito e fazer com que suas saídas apontem para um circuito votador majoritário. Porém, a desvantagem deste método é que ele aumenta em mais de três vezes a área do circuito, considerando a triplicação dos módulos mais a área do circuito votador majoritário. Uma das alternativas para minimizar este problema é o uso de uma técnica chamada de Diverse Triple Modular Redundancy ou DTMR. A diversidade de projeto visa evitar que erros sejam replicados no circuito e, também, pode, de acordo com os circuitos escolhidos, minimizar a área ocupada, ao mesmo tempo que o torna mais rosbusto com relação a falhas. O objetivo deste trabalho é comparar as técnicas TMR e DTMR aplicadas ao projeto de circuitos em tecnologias nanométricas. Como estudo de caso, as técnicas são aplicadas a circuitos somadores completos de 1 bit e a portas lógicas XOR. Estas funções foram escolhidas baseado na importância para todo e qualquer sistema de computação e também pela possibilidade de serem implementados com diferentes arranjos, capazes de explorar diferentes números de transistores por topologia. Os circuitos utilizados nos experimentos foram implementados utilizando em um primeiro momento a tecnologia CMOS de 32 nm HP. Resultados mostram que, além de adicionar a diversidade de projeto reduzindo as chances de que um mesmo vetor de entrada seja sensível em todos os módulos, a técnica DTMR mostrou apresentar o mesmo grau de robustez que a técnica TMR. Advances in the field of microelectronics have made it possible to manufacture devices that use nanometric technologies, increasing the functionalities available on a chip, and consequently the number of transistors composing the same integrated system. However, there is also a range of challenges for integrated circuit designers. Among the main challenges are variability, aging and, especially, sensitivity to failure. To deal with this latter challenge, several techniques that tolerate or mask failures are applied. The most commonly used technique today is the Triple Modular Redundancy or TMR technique, which consists of tripling a circuit module and having its outputs point to a majority voting circuit. However, the drawback of this method is that it increases by more than three times the area of the circuit, considering the triplication of the modules plus the area of the majority voting circuit. One of the alternatives to minimize this problem is the use of a technique called Diverse Triple Modular Redundancy or DTMR. The diversity of the project is designed to avoid errors being replicated in the circuit and also, according to the chosen circuits, to minimize the area occupied, at the same time that it makes it more robust with respect to failures. The objective of this work is to compare the TMR and DTMR techniques applied to circuit design in nanometric technologies. As a case study, the techniques are applied to complete 1-bit adder circuits and XOR logic gates. These functions were chosen based on the importance to each and every computer system and also the possibility of being implemented with different arrangements, capable of exploring different numbers of transistors per topology. The circuits used in the experiments were implemented using CMOS technology at 32 nm HP. Results show that, in addition to adding design diversity, reducing the likelihood that the same input vector will be sensitive in all modules, the DTMR technique showed the same degree of robustness as the TMR technique.

Os Sistemas Multiagentes (SMA) possuem propriedades que dificultam prever completamente seus comportamentos. Para limitar comportamentos atípicos, modelos organizacionais, como o Moise, podem ser empregados para especificar o sistema a partir de um modelo de organização. Estes modelos estruturam os agentes em grupos, onde os membros destes grupos possuem papéis a desempenhar e restrições a obedecer. Mesmo com este nível de controle sobre os SMA, comportamentos inesperados podem surgir. Para garantir que comportamentos imprevistos não prejudiquem o funcionamento do sistema, e assegurar que software cumpra com os requisitos previstos, técnicas de teste de software podem ser empregadas como uma das ferramentas. Entretanto, para garantir uma melhor cobertura possível do sistema, com os recursos disponíveis, estratégias específicas devem ser tomadas, e para isso é necessário avaliar a testabilidade do sistema, ou seja saber o esforço necessário para testar adequadamente um programa. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um método para avaliar a testabilidade de SMA que empregam o modelo de organização Moise, utilizando Rede de Petri (RP) como ferramenta de descrição e análise, onde as especificações do modelo Moise do SMA devem ser mapeado para Redes de Petri para realizar a análise. O resultado indica o número de cenários de testes necessários para garantir através da abordagem todos os caminhos uma boa cobertura testes. Multiagent Systems (MAS) have properties that make it difficult to fully predict their behavior. To limit atypical behavior, organizational models such as Moise can be employed to specify the system from an organizational model. These models structure the agents into groups, where members of these groups have roles to play and constraints to obey. Even with this level of control over MAS, unexpected behaviors may arise. To ensure that unforeseen behaviors do not adversely affect the operation of the system, and to ensure that the software meets the intended requirements, software testing techniques can be employed as one of the tools. However, in order to ensure a better possible coverage of the system, with the available resources, specific strategies must be taken, and for this, it is necessary to evaluate the system's testability, that is, the effort required to adequately test a program. The main objective of this work is to develop a method to evaluate the testability of MAS using the Moise organization model, using Petri Net (PN) as a description and analysis tool, where the specifications of the Moise model of the MAS should be mapped to PN to carry out the analysis. The result indicates the number of test scenarios required to ensure through the approach all paths, a good test coverage.

Sistemas computacionais necessitam armazenar dados com desempenho adequado. Para alcançar este objetivo é necessário a utilização de uma hierarquia de memória, para combinar o uso de memórias de alta velocidade com memórias de alta capacidade e baixo custo por bit. Este trabalho é focado no estudo de memórias SRAM (Static Random Access Memory), que estão localizadas no topo da hierarquia de memória, que permitem o acesso aos dados em alta velocidade por serem fabricadas na mesma tecnologia do processador. Memórias SRAM permitem o armazenamento de dados enquanto o sistema estiver conectado a alimentação. Este tipo de memória é projetado em estruturas de blocos, que por sua vez são um conjunto de colunas que conectam n células aos circuitos de escrita, leitura e pré-carga. A célula é o componente que armazena dados, sendo que cada uma armazena 1 bit. A evolução tecnológica possibilitou a redução dos transistores e consequentemente aumentou o seu desempenho assim como reduziu a potência destes dispositivos. Na atual geração de circuitos integrados, as dimensões dos transistores chegaram à escala nanométrica. Entretanto, circuitos nessa escala são mais vulneráveis aos efeitos de variabilidade PVT (Process Voltage Temperature) e envelhecimento por BTI (Bias Temperature Instability). Estes efeitos fazem com que o circuito possa apresentar desvios em relação ao projeto inicialmente definido. Em células de memória SRAM, esses efeitos podem provocar a inversão dos bits armazenados, mau funcionamento e até mesmo impossibilitar a escrita e/ou leitura de dados. Este trabalho tem como objetivo o estudo de três topologias de células de memória SRAM: 6T, 8T e 9T. É investigado o impacto da variabilidade PVT e envelhecimento por BTI no desempenho, robustez e consumo elétrico nas células avaliadas em duas tecnologias: 16n de alto desempenho em tensão nominal e low power em regime near-threshold. Os resultados mostram que as células SRAM operando com tensão de alimentação reduzida são mais sensíveis a variabilidade de processo e envelhecimento. Considerando operação com tensão nominal e near-threshold, as células 8T e 9T se mostram mais robustas que a célula convencional 6T. No geral, a célula 8T mostrou menor variação diante dos impactos de variabilidade e envelhecimento. Embora a célula 9T apresente um comportamento próximo da 8T na maioria dos casos, justamente por ser uma adaptação da 8T, esta célula apresentou resultados de variabilidade PVT levemente inferior. Computing Systems need to store data with good performance. To achieve this goal is required to use a memory hierarchy to combine fast technologies with high number of bits and cheap cost per bit memories. This work is focused in SRAM memories that are made in the same technology of the processor which allows to have high performance. SRAM (Static Random Access Memory) allows the data storage while the system is connected to the power supply. This kind of memory is organized in block structures that are formed by various columns with n cells connected in bitlines with write driver, read driver and precharge circuit. Each cell stores a single bit. Technological evolution promoted transistors reducing and consequently increased its performance and reduced its power consumption. In modern integrated circuits, transistors sizing reached nanometric scale. However, circuits in that scale are more vulnerable to PVT variability, BTI aging and radiation by SEU. All these effects can make deviations in initial design expectation. In SRAM memory cells, it can provoke bit-flips, malfunctioning and even impede writing and/or reading data from memory. This work objective is the evaluation of 1-bit SRAM cells 6T, 8T and 9T. The present work investigates the impact of PVT variability, BTI aging and SEU on performance, robustness, and power of evaluated cells in two technologies: 16n high performance at nominal voltage and low power at near-threshold regime. Results show that SRAM cells at lower voltages show higher sensibility to variability and aging. Considering near-threshold and nominal operation 8T and 9T cells show higher tolerance to these effects than conventional 6T cell. In general, 8T cell showed smaller variation under variability and aging impact. Despite the 9T cell presented behavior close to 8T cell, precisely because it is an adaptation of 8T cell, this cell presents variability PVT results slight lower.

Este trabalho busca evidências sobre o potencial dos Massive Open Online Courses (MOOCs) como estratégia de engajamento pedagógico e instrumento de aprendizagem autônoma. O experimento ocorreu com um grupo de estudantes da disciplina da Interface Humano Computador do curso de Sistemas de Informação, com alunos participando de cursos MOOCs durante o semestre. Como instrumento de investigação foi construída uma avaliação baseada na Taxonomia de Bloom que organiza de forma hierárquica os seis níveis do domínio cognitivo. Identificou-se melhoria de desempenho dos processos cognitivos entender, aplicar, analisar e criar. This paper seeks evidence on the potential of the Massive Open Online Courses (MOOCs) as a pedagogical engagement strategy and an autonomous learning tool. The experiment was carried out with a group of students from the Human Computer Interface course of the Information Systems course, with students participating in MOOCs courses during the semester. As an instrument of investigation, an evaluation was constructed based on the Taxonomy of Bloom that hierarchically organizes the six levels of the cognitive domain. It was identified performance improvement of cognitive processes to understand, apply, analyze and create.

Processos de soldagem são reconhecidos por serem laboriosos, repetitivos e pelos riscos no ambiente de trabalho, mas são essenciais em diversos setores industriais. Os avanços tecnológicos permitiram a robotização e automatização destes processos nos últimos anos, reduzindo a necessidade de intervenção humana, com ganhos de produtividade. Para automatizar um processo de soldagem é necessária a medição óptica das características pertinentes ao processo das peças a serem soldadas. Entre elas, as dimensões da junta e a disposição espacial das peças. É importante ainda identificar a trajetória de movimentação da tocha de solda para deposição uniforme de material na junta para produzir um cordão de solda dentro das especificações. Para tanto, faz-se necessário um sistema automático de rastreio e identificação de características. Neste trabalho propõem-se um sistema baseado em imagens monoculares passivas para rastreio e dimensionamento automático de chanfros. O sistema de visão é responsável por extrair as características geométricas do chanfro nas imagens, selecionar os parâmetros para o processo de soldagem, e garantir o alinhamento do sistema durante a execução, baseado em imagens monoculares passivas. Métodos de processamento de imagens e detecção de características levantados de trabalhos relacionados são apresentados e discutidos. Apresenta-se ainda as dificuldades no desenvolvimento do sistema baseado somente em imagem passiva. Posteriormente, faz-se a avaliação dos métodos selecionados na capacidade de percepção da geometria dos chanfros. Resultados finais de funcionamento do sistema durante a soldagem são apresentados com imagens obtidas durante testes, sem a intervenção humana na execução. Por último, destaca-se ainda as necessidades de desenvolvimento do sistema e da metodologia para avaliação dos resultados. Welding processes are recognized by the laborious, repetitive work and the hazardous work environment, but are essential in various industrial sectors. Technological advances allowed the robotization and automation of these processes in recent years, reducing the need for human intervention, with productivity gains. To automate a welding process it is necessary to identify the pertinent characteristics of the parts to be welded to set-up the process. Among them, the physical dimensions of the joint and the spatial arrangement of the parts. It is also important to identify the welding torch path for a uniform material deposition in the joint, producing a weld bead within the specifications. Therefore, it is necessary a system to automatically identify and track the characteristics. In this work, it is proposed a system based on passive monocular images to automatically track and identify the joints. The vision system is responsible for extracting the geometric characteristics of the joint in the images, selecting the parameters for the welding process, and ensuring the alignment of the system during execution, based on passive monocular images. Image processing and features detection methods extracted from related works will be presented and discussed. The difficulties to develop a system based only on passive images are also presented. Subsequently, the selected methods are evaluated in the ability to detec the joints' geometry. Final results of the system operation during the welding process, without execution intervention, will be presented. Finally, the system development needs and the proposed results evaluation and validation are also highlighted.

O processo de teste de circuitos integrados tem grande importância para detectar possíveis erros gerados por sistemas digitais, especialmente quando se trata de aplicações críticas como em sistemas médicos e aeroespaciais. Ao longo dos anos, o avanço tecnológico inspirado pela Lei de Moore contribuiu para que a miniaturização afetasse diretamente a densidade dos circuitos integrados, bem como sua complexidade, tornando-os mais propensos a falhas e mais difíceis de serem testados. Para atender essa demanda, foram propostos meios para facilitar o teste, tais como técnicas de projeto para Testabilidade e ferramentas como ATPG (Automatic Test Pattern Generation), que é o foco deste trabalho. Ferramentas ATPG têm como objetivo gerar um conjunto reduzido de padrões de teste que possuam uma alta taxa de cobertura de falhas em tempo de execução hábil. Atualmente, há dois principais métodos ATPG: métodos estruturais e métodos baseados em SAT (Método de Satisfatibilidade Booleana). Os métodos estruturais executam uma análise topológica sobre o circuito, ao passo que métodos baseados em SAT apresentam uma abordagem algébrica e funcional, analisando o circuito por meio de expressões booleanas. Os métodos estruturais são ótimos na geração de padrões de teste para falhas fáceis de testar (easy-to-test faults); por outro lado, os métodos baseados em SAT são bons na geração de padrões de teste para falhas difíceis de testar (hard-to-test faults). Métodos híbridos buscam a composição e a interação entre variados métodos ATPG. Desse modo, o presente trabalho tem por objetivo dissertar sobre a área de teste e a implementação e análise de métodos ATPG híbridos, com o intuito de difundir mais a relevância das mesmas. Levando em consideração as características de cada método e uma boa estruturação, os resultados deste trabalho apresentaram metodologias híbridas que conseguem reduzir o tempo de execução em até 90%, mantendo um equilíbrio em outros fatores, tais como cobertura de falhas e conjunto de padrões de teste. The integrated circuits testing process has great importance to detect errors produced by digital systems, especially in critical applications such as medical and aerospace systems. Over the years, the technological advances inspired by Moore's Law made the scaling affects directly the integrated circuit density and its complexity, making them fault prone and more difficult to test. As a result, ways to facilitate the testing process techniques like Design for Testability techniques and softwares like ATPG (Automatic Test Pattern Generation) have been proposed. ATPG tools aim to generate a reduced test pattern set that guarantees a high fault coverage and an acceptable testing process execution time. There are two main ATPG approaches: structural and SAT-based (Boolean Satisfiability Method). Structural methods perform a topological analysis, and SAT-based methods are based on algebraic and functional approaches to deal with the Boolean expression as the circuit structure. Structural methods are great for generating test patterns for easy-to-test faults; on the other hand, SAT-based methods are good for hard-to-test faults. Hybrid ATPG methods seek for the composition and the interaction between different ATPG methods. The goals of this work are to discourse about testing process, the implementation and analysis of different hybrid ATPGs methods, focusing on the pros and cons of their use. The results of this work show that, taking into account the characteristics of each method and a good structuring in the interaction between them, hybrid approaches can reduce the execution time by up to 90%, generating a pattern set and fault coverage similar to the standalone version methods.

Sonares de imageamento frontal são sensores de percepção subaquática que não são afetados pela turbidez. São empregados para auxiliar Veículos Operados Remotamente (ROVs) nas tarefas de exploração, navegação e mapeamento de regiões. Apesar das vantagens do uso de imagens acústicas sobre as imagens ópticas, as primeiras possuem inúmeros desafios inerentes à sua aquisição e representação. Algoritmos de Visão Computacional clássicos possuem restrições quando aplicados a imagens acústicas. O presente trabalho tem como objetivo propor um método para o problema de comparar duas cenas subaquáticas a partir de imagens acústicas obtidas por Forward Looking Sonar - Sonar de Varredura Frontal (FLS), avaliando o par de imagens quanto às suas similaridades. São descritas e comparadas algumas das principais abordagens de aprendizagem de profunda para o problema. Dentre elas foi proposta uma arquitetura de regressão para análise da cena, que foi comparada com um método desenvolvido especificamente para comparação de cenas a partir de imagens Forward Looking Sonar - Sonar de Varredura Frontal (FLS). Na comparação descrita, a arquitetura de regressão de similaridade proposta obteve melhores resultados. Também foi proposta uma nova estratégia de extração de características para imagens de FLS usando aprendizagem de métrica. Esta estratégia foi comparada com outra abordagem estado-da-arte para obtenção de características, também obtendo resultados superiores na tarefa de recuperação de imagens. Forward-looking sonars are perception sensors unaected by underwater turbidity. FLS are used in Remotely Operated Vehicles to help them in the tasks of exploration, navigation and region mapping. Besides the advantages of working with acoustic images rather than optical images, the former presents various challenges inherent to their construction. Classic Computer Vision algorithms have many restrictions when applied to acoustic images. This work has as main goal the proposal of a method for the problem of comparing two underwater scenes perceived with FLS acoustic images, evaluating the image pair with respect to their similarities. It was described and compared some of the main deep learning approaches for the problem. One architecture for similarity regression of the underwater scenes was proposed. This novel architecture was compared with a method specifcally designed for underwater scene comparison and achieved better results. Also, a new strategy for automatic feature extraction of FLS images was proposed using deep metric learning. This strategy was compared with a new state-of-the-art approach for feature extraction, also achieving superior results in the task of acoustic image retrieval.

Esta dissertação visa diagnosticar a dimensão do estágio de institucionalização da Educação a Distância na Universidade Federal do Rio Grande (FURG). Para isso, foram investigados e modelados três domínios de processos: institucionais, metodológicos e administrativos. Foram realizadas entrevistas com servidores e profissionais que atuam com a modalidade para identificação dos principais processos da Secretaria de Educação a Distância (SEaD) da FURG. Os processos foram analisados através de modelos gerados com UML (Unified Modeling Language) e S-BPM (Subject-oriented Business Process Management). Depois de modelados e analisados os processos da SEaD, e embasado na bibliografia, percebeu-se que a modalidade na FURG encontra-se no estágio de semi-instituicionalização. Com a analise, alcançou-se os processos envolvidos e cursos EaD na instituição que carecem de institucionalização. Por fim, fez-se uma proposta de estrutura para que a SEaD aperfeiçoe a institucionalização dos processos, e amplie a formação tecnológica para educação e a produção de materiais educacionais digitais. This dissertation aims to diagnose the dimension of the institutionalization stage of distance education at the Federal University of Rio Grande (FURG). For this, three domains were investigated: institutional, methodological and administrative. The first step, interviews were conducted with servers and professionals who work with distance education to identify the main processes of the Secretariat for Distance Education. The processes were analyzed through an S-BPM (Subject-oriented Business Process Management) modelling and Use Cases diagrams using UML (Unified Modelling Language). After modeling and analyzing the processes of the Secretariat for Distance Education, and based on the bibliography, it was noticed that the modality in the FURG is in the stage of semi-institutionalization. With the analysis, we reached the processes and actors involved in the management and execution of distance education courses in the institution that lack institutionalization. And a proposal was made for the structure of the Secretariat for Distance Education to maintain the execution of courses in the modality, and also to expand and explore its main biases, which are the training for technologies in the education and production of digital educational materials.

O processo de soldagem gera uma grande exposição do soldador a materiais nocivos a saúde, como fumo, faíscas, radiação e altas temperaturas geradas pela fusão no poço de solda. Ao automatizar esse processo, a figura do soldador, que manuseia ativamente a tocha de soldagem e manualmente posiciona e realiza a trajetória da soldagem, acaba sendo substituída pelo operador de soldagem. O operador de soldagem apenas informa à plataforma de soldagem os parâmetros necessários para execução do processo, ficando livre da exposição de materiais tóxicos e da atuação direta no sistema. Neste trabalho, o problema a ser tratado é como manter a distância da tocha em relação ao chanfro de soldagem de modo a obter um comprimento de arco de soldagem mais uniforme possível em uma situação de soldagem multi-passe. Essa distância pode variar devido à solda depositada em um passe anterior de solda, deformidades nas chapas de soldagem que possam acontecer, tanto no manuseio, como por dilatação ou um posicionamento não paralelo do sistema ao chanfro de soldagem feito pelo operador de solda. Ao corrigir essas variações, é esperada uma melhor qualidade de solda, com menor porosidade possível, além de evitar formação de trincas. Visto que um sistema de detecção de distância por visão computacional para a aplicação de interesse exige robustez, os resultados obtidos utilizando um sistema de câmera monocular e um ponto laser obtiveram resultados satisfatórios para facilitar a conversão das primitivas do domínio da imagem em pixeis para domínio real em escala métrica. The welding process expose the welder to harmful material such as smoke, sparks, radiation and high temperatures generated by the welding pool. By automating the welding process, the welder in the process is changed by the welding operator. The welding operator does not operate the torch manually to make a correctly trajectory like the welder, but welding operator just adjusts the welding parameters to execute the process, without exposure of toxic materials. In this work, the problem to be addressed is how to maintain the distance of the torch from the welding bevel to obtain a weld arc length more uniform possible in a multipass welding situation. This distance may vary due to the solder deposited in a previous soldering pass, deformities in the welding plates that may occur, both in handling, as well as by expansion or a non-parallel system's positioning to the welding bevel made by the welding operator. Correcting these variations, a better weld quality is expected, with lower possible porosity and avoid cracking. Once distance detection system by a computer vision for the application of interest requires robustness, the results obtained using a monocular camera system and a laser dot have obtained satisfactory results to facilitate the conversion of the image domain primitives to pixels for real domain in metric scale.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor optoeletrônico para ser utilizado na detecção e classificação das moscas-das-frutas Anastrepha fraterculus e Ceratitis capitata em tempo real para ser utilizado em uma armadilha inteligente. Uma revisão bibliográfica foi realizada buscando os fundamentos teóricos e o estado da arte do tema. Com base no estudo realizado foi projetado e construído o protótipo de um sensor para ser utilizado em uma armadilha inteligente. O protótipo desenvolvido foi testado e ajustado com um simulador de batimento de asas desenvolvido especificamente para este trabalho. Após os ajustes experimentos de laboratório foram conduzidos para verificar e comprovar o funcionamento do sensor com as moscas-das-frutas. Os ensaios experimentais produziram sinais amostrados em 16 bits a taxa de 192 ksamples gerando um dataset que é um dos resultados do trabalho. Foram estudas e avaliadas à técnica do limiar em amplitude (RMS) para detecção da passagem do inseto pelo sensor e as técnicas da autocorrelação e transformada de Fourier para a realização da extração de características do sinal do batimento de asas das moscas-das-frutas. Os resultados obtidos demonstram que é possível detectara passagem das espécies de moscas-das-frutas Anastrepha fraterculus e Ceratitis capitata com o uso do RMS e o discernimento delas através do sinal capturado do batimento de asas. Sendo considerada a frequência fundamental obtido pela técnica da autocorrelação o melhor método e que os melhores resultados são obtidos com ouso conjunto das técnicas da autocorrelação e FFT. This work presents the development of an optoelectronic sensor to be used in the detection and classification of Anastrepha fraterculus fruit flies and Ceratitis capitata in real time to be used in an intelligent trap. A bibliographical review was carried out seeking the theoretical foundations and the state of the art of the theme. Based on the study carried out was designed and built the prototype of a sensor to be used in an intelligent trap. The developed prototype was tested and adjusted with a wing beat simulator developed specifically for this work. After adjusting the laboratory experiments were conducted to verify and prove the operation of the sensor with the fruit flies. The experimental tests produced 16-bite sampled signals at the rate of 192 ksamples generating a dataset which is one of the results of the work. The amplitude threshold technique (RMS) for detecting the passage of the insect by the sensor and the autocorrelation and Fourier transform techniques were studied and evaluated for the extraction of characteristics of the signal of the wings beating of fruit flies. The results obtained show that it is possible to detect the passage of species of fruit flies Anastrepha fraterculus and Ceratitis capitata with the use of RMS and their discernment through the captured signal of the wing beat. Considering the fundamental frequency obtained by the autocorrelation technique the best method and that the best results are obtained with the joint use of the autocorrelation and FFT techniques.

Sistemas multiagente são um conjunto de agentes autônomos, que atuam de forma organizada em um ambiente compartilhado, colaborando entre si e buscando de uma forma conjunta atingir um objetivo satisfatório para o grupo. Em sistemas multiagente, existem distintas arquiteturas que possuem a finalidade de especificar a estrutura interna de um agente, neste trabalho utilizamos a arquitetura racional chamada BDI. A arquitetura BDI é uma das arquiteturas mais conhecidas para modelar o comportamento de agentes racionais e possibilita construir um agente com algumas atitudes mentais, sendo estas: crenças, desejos e intenções. Prover técnicas e métodos para proporcionar o raciocínio dos agentes, evitando conflito de crenças e possibilitando tomadas de decisões bem fundamentadas é muito importatne. Neste contexto, a argumentação surge como uma ferramenta que possibilita os agentes utilizarem um raciocínio baseado em argumentação para tomarem decisões e reduzirem conflitos de informações. A teoria da argumentação abrange diversas áreas do conhecimento e tem ganhado um espaço significativo na comunidade de sistemas multiagente, uma vez que, pode possibilitar ao agente raciocinar sobre suas decisões, basedo em percepções adquiridas sobre o ambiente ou através da comunicação com outros agentes. Toulmin, no campo da filosofia, desenvolveu um modelo, o qual indica seis componentes para montar a estrutura de um argumento, sendo eles: dados, garantias, alegação, apoio, qualificador e refutação. Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma arquitetura para inferência baseada em argumentos em agentes BDI, a qual foi desenvolvida sobre o modelo de Toulmim. A arquitetura desenvolvida possibilita analisar e justificar uma alegação, proporcionando a representação de incertezas através da geração de quantificadores de força, os quais acompanham a alegação, como forma de justificar a decisão tomada. Para demonstrar o funcionamento da arquitetura desenvolvida, foram descritos quatro estudos de caso distintos, os quais apresentam situações reais dentro do cenário de aplicação da arquitetura. Multi-agent systems are a set of autonomous agents, which act in an organized way in a shared environment, collaborating among themselves and seeking a joint form a satisfactory goal for the group. In multi-agent systems, there are different architectures that have the purpose of specifying the internal structure of an agent, in this work we use the rational architecture called BDI. The BDI architecture is one of the most well-known architectures for modeling the behavior of rational agents, and it makes possible to construct an agent with some mental attitudes: beliefs, desires and intentions. With techniques and methods that provide agents reasoning, it is possible avoid conflict of beliefs and enable informed decision making. In this context, argumentation emerges as a tool that enables agents to use argumentation-based reasoning to make decisions and reduce information conflicts. The theory of argumentation embraces several areas of knowledge and it has gained significant space in the community of multi-agent systems, since it can enable agents to reason about their decisions, based on acquired perceptions about the environment or through communication with other agents. Toulmin, in the philosophy field, developed a model, which indicates six components to assemble the structure of an argument: data, warrant, claim, backing, qualifier and rebuttal. This work describes the development of an argument-based inference architecture in BDI agents, which was developed on the Toulmin model. In the developed architecture, it possible to analyze and justify a claim, providing the representation of uncertainties through the generation of force quantifiers, which accompany the claim, as a way of justifying the decision making of the agents. In order to demonstrate the operation of the developed architecture, four different case studies were described, which present real situations using the proposed architecture.

Infraestruturas computacionais modernas fazem uso de recursos virtualizados e são capazes de oferecer ambientes escaláveis e prover elasticidade ao se adaptar a mudanças repentinas de demanda aos sistemas. O uso de contadores de desempenho possibilita o monitoramento de recursos computacionais e contribui para um gerenciamento eficiente deles. A observação de eventos ocorridos no sistema através de contadores de desempenho possibilita uma visão detalhada de como diferentes aplicações impactam na utilização de recursos. Com isso, aplicações em desenvolvimento podem ser otimizadas para melhor aproveitar os recursos disponíveis e atender a requisitos associados ao consumo de energia, desempenho e escalabilidade. Contadores de desempenho também possibilitam o monitoramento de infraestruturas com objetivo de detectar gargalos e verificar se níveis de acordo de serviço são cumpridos. Este trabalho faz um levantamento do uso de contadores de desempenho em diferentes cenários, descreve os tipos de contadores disponíveis em diferentes plataformas, e apresenta algumas ferramentas de monitoramento baseadas em contadores de desempenho. Em adição, são discutidas algumas métricas de desempenho e interpretações para dados de monitoramento. Com base no conteúdo discutido, é proposto um método de seleção de contadores de desempenho para o monitoramento de sistemas. O método proposto possui como objetivo reduzir o custo de monitoramento, e traz como benefícios: um método automático para a seleção de contadores de desempenho; redução de sobrecarga gerada pela atividade de monitoramento ao descartar contadores de desempenho desnecessários. Os resultados experimentais obtidos neste trabalho caracterizam a sobrecarga gerada pela atividade de monitoramento em ambientes virtualizados. E, caracterizam também, a sobrecarga gerada pela atividade de monitoramento utilizando os contadores de desempenho selecionados pelo método proposto. Ademais é realizada uma avaliação qualitativa para os resultados obtidos através de experiência profissional documentada sobre o tema. Modern computing infrastructures make use of virtualized resources and are able to provide scalable environments and provide elasticity by adapting to sudden changes in demand to systems. The use of performance counters enables the monitoring of computational resources and contributes to their efficient management. The observation of events occurring in the system through performance counters provides a detailed view of how different applications impact the use of resources. Developing applications can be optimized to better leverage available resources and meet requirements associated with power consumption, performance, and scalability. Performance counters also enable monitoring of infrastructures to detect bottlenecks and check if service agreement levels are met. This work surveys the use of performance counters in different scenarios, describes the types of counters available on different platforms, and presents some monitoring tools based on performance counters. In addition, some performance metrics and interpretations for monitoring data are discussed. Based on the content discussed, a method of selecting performance counters for system monitoring is proposed. The proposed method aims to reduce the cost of monitoring, and brings as benefits: an automatic method for the selection of performance counters; reducing the overhead generated by the monitoring activity by discarding unnecessary performance counters. The experimental results obtained in this work characterize the overhead generated by the monitoring activity in virtualized environments. And, they also characterize the overhead generated by the monitoring activity using the performance counters selected by the proposed method. In addition a qualitative evaluation is carried out for the results obtained through documented professional experience on the subject.

A escassez de manuais técnicos em Angola e o custo elevado do pouco que existe no mercado local, são factores de enorme relevância para este trabalho de pesquisa. Com este trabalho procurou-se utilizar o wiki como forma de partilhar e disseminar documentação técnica, dentro do ambiente académico do Instituto Superior Politécnico Lusíada de Benguela(ISPLB). Ao colher informações baseadas na utilização do ISPLBWiki (denominação atribuída ao wiki) por parte do grupo de alunos e docentes, esperamos ter condições de avaliar a viabilidade da utilização de uma ferramenta colaborativa, com o intuito de aplicar à posteriori o mesmo princípio nas unidades de ensino à distância da Universidade Lusíada de Angola (projecto a implementar pela universidade a longo prazo). A ferramenta utilizada para a execução do estudo de caso foi o MediaWiki, que é um software Wiki escrito em PHP utilizando sistemas de gestão de base de dados MySQL, e licenciado sob a GNU GPL. O projecto é desenvolvido através de SVN da SourceForge. Esta tecnologia é utilizada principalmente nos projectos da Wikimedia. Antes de aplicar este estudo de caso, outras hipóteses para partilha e disseminação de conhecimento foram cogitadas, como por exemplo o Moodle, no entanto a popularidade do Wikipédia aliada à relativa simplicidade no seu uso, foram factores preponderantes para a escolha do MediaWiki. O presente trabalho tem como objetivo analisar a vivência experimentada por alunos do curso de informática, no uso pedagógico de uma ferramenta colaborativa baseada em wiki. A pesquisa foi realizada no ISPLB durante o primeiro semestre do ano de 2016. Através da análise dos resultados (por intermédio de um inquérito), foram registadas dificuldades técnicas de operação e culturais, especialmente relacionados com a colaboração em equipa; porém alunos e docentes consideraram a ferramenta como sendo pedagogicamente útil e viável, considerando a vantagem de partilha de informações como a maior vantagem da ferramenta wiki., The shortage of technical manuals in Angola and the high cost of what little there is in the local market, are factors of great relevance to this research. With this work we tried to use the wiki as a way to share and disseminate technical documentation within the academic environment of Instituto Superior Politécnico Lusíada de Benguela(ISPLB). By collecting information based on the use of ISPLBWiki (name given to the wiki) by the group of students, we hope to be able to assess the feasibility of using a collaborative tool, in order to apply the same principle in the subsequent units of learning distance from Lusíada University of Angola. The tool used for implementing the case study was MediaWiki, which is a wiki software written in PHP using management systems database MySQL and licensed under the GNU GPL. The project is developed through the SourceForge SVN. This technology is mainly used in Wikimedia projects. Before applying this case study, other possibilities for sharing and disseminating knowledge been contemplated, such as Moodle, however the popularity of Wikipédia combined with relative simplicity in its use were important factors for choosing MediaWiki . This paper aims to examine the experiences experienced by students of computer science, while using a pedagogical tool based collaborative wiki. The research was conducted at the Instituto Superior Politécnico Lusíada de Benguela(ISPLB). Through the analysis of results (through a survey), teachers and students were perceived by some technical difficulties of operation and cultural difficulties, especially related to team collaboration, however they all found the tool as useful and educationally viable, considering the advantage of information sharing as the greatest advantage of the wiki., Orientação: Rui Pedro Nobre Ribeiro

Com a entrada num paradigma de escassez da distribuição dos endereços IPv4 a transição para IPv6 é a única solução para o crescimento contínuo da Internet. Contudo o IPv4 não é totalmente compatível com o IPv6 mas, uma vez que o IPv4 é o protocolo dominante, é necessário usar métodos de transição para que os protocolos funcionem em simultâneo até que surja uma possibilidade real de realizar uma transição total para o protocolo IPv6. A transição terá de ser feita desta forma, de modo a que cada aplicação que necessite de recursos de rede consiga comunicar tanto com redes em IPv4 como IPv6. É importante perceber que esta mudança não irá acontecer da noite para o dia e vai ser um processo que irá demorar algum tempo e que será necessário avaliar diversas métricas antes da sua transição completa, tais como o desempenho. Esta tese visa avaliar o desempenho com recurso a métricas de avaliação de qualidade de serviço (QoS) dos protocolos IPv4 e IPv6 no interior da rede de investigação e ensino Portuguesa (RCTS) através da injecção de tráfego na rede com recurso ao software de geração e medição de tráfego D-ITG. Para tal foram realizados dois testes experimentais, onde a injecção de tráfego ocorreu em dois momentos distintos (em horário laboral e horário pós-laboral) e simulados quatro cenários em simultâneo sendo eles: transferência de pacotes UDP e TCP, VoIP e streaming de áudio e vídeo. Os parâmetros de avaliação escolhidos foram a quantidade de pacotes transferidos, atraso, variação do atraso e perda de pacotes. São também referidas algumas vantagens do protocolo IPv6 em relação ao IPv4., With the entry into a paradigm of distribution scarcity of IPv4 addresses the transition to IPv6 is the only solution for the continued growth of the Internet. However IPv4 is not compatible with IPv6 but, still there are many IPv4 networks that use that protocol so, it is necessary to use transition methods for both protocols to work simultaneously until a real possibility of making a full transition to IPv6 protocol. The transition will have to be done in this way, so that each application requiring network resources can communicate with both IPv4 and IPv6 networks. It is important to realize that this change will not happen overnight and it will be a process that will take some time and it will be necessary to evaluate several metrics before full transition, such as performance. This thesis aims to evaluate the performance using the metrics for the evaluation of quality of service (QoS) of IPv4 and IPv6 protocols within the Portuguese Research and Education Network (RCTS) through traffic injection on the network using the software of generation and measurement of traffic D-ITG. For this there were two experimental tests, where the traffic injection occurred at two different times (during working hours and after work hours) and simulated four scenarios simultaneously: transfer of UDP and TCP packets, VoIP and streaming audio and video. The evaluation parameters chosen were the amount of transferred packets, delay, jitter and packet loss. Some advantages of the IPv6 protocol in relation to IPv4 are also mentioned., Orientação: Nuno Manuel Garcia dos Santos ; co-orientação: Carlos Miguel Queirós Friaças

Os diferentes métodos de autenticação existentes, atualmente, conferem diferentes níveis de segurança aos sistemas que protegem. Métodos como, credenciais guardadas em smartcards podem atingir um elevado nível de segurança. Em simultâneo, assiste-se a um decréscimo significativo de interesse na participação em processos eleitorais, que se tem verificado sobretudo, nas democracias ocidentais. Proporcionar um aumento das oportunidades de voto (maior número de lugares onde se torna possível exercer esse direito) passou a ser mais do que um desejo, uma necessidade. Para colmatar esta necessidade e explorar as potencialidades do Cartão de Cidadão (CC), foi criado o E-voto com recurso ao Cartão de Cidadão, que é um sistema de voto eletrónico com recurso a uma autenticação baseada no CC. Uma abordagem teórica/prática foi levada a cabo, para identificar indicadores que levam a crer que esta implementação traz ganhos significativos e grande impacto social. A fundamentação teórica deste trabalho apresenta aspetos fundamentais relativos à Gestão de identidade e ao CC. Inicialmente, são apresentados os conceitos, as propriedades, os componentes e a arquitetura do sistema associado ao CC. Em seguida, os agentes da gestão de identidade são descritos através de suas características, categorias e aplicações, com o intuito de demonstrar a viabilidade do uso desta tecnologia no processo eleitoral., The different existing authentication methods currently provide different levels of security for authentication systems. Methods such credentials stored in smartcards can achieve a high level of security. Parallel to this is seen in a significant decrease of interest in participation in electoral processes that have occurred in Western democracies. Providing increased opportunities to vote (as many places where it is possible to exercise the right to vote) became more than a desire, a need. To address this need and to explore the potential of Citizen Card e- voting using the citizen card, which is an electronic voting system using the citizen card to authenticate was created. A theoretical approach / practice was taken in charge to identify indicators that suggest that this implementation brings significant gains and great social impact. The theoretical foundation of this work presents fundamental aspects of identity management and citizen card. Initially the concepts, properties, components and architecture of the citizen card is presented. Then the agents of identity management are described by their characteristics, categories and applications, with the aim of demonstrating the feasibility of using this technology in the electoral process., Orientação : José Luís de Azevedo Quintino Rogado