O Programa de Pós Graduação em Ciência da Computação tem a honra de convidar toda a comunidade acadêmica para participar das defesas de Tese de Doutorado e Dissertações de Mestrado abaixo relacionadas:
DEFESA DE QUALIFICAÇÃO DE DOUTORADO:
1) Aluno: Reginaldo Cordeiro dos Santos Filho
Matrícula: 201620080020.
Titulo: "Otimização Contínua Global com Melhoramentos para o Enxame de Partículas".
Orientador: Prof. Dr. Claudomiro de Souza de Sales Junior
Data: 18/02/2019.
Hora: 09h00
Local: Auditório do Instituto de Ciências Exatas e Naturais.
Banca Examinadora:
- Prof. Dr. Claudomiro de Souza de Sales Junior - Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Filipe de Oliveira Saraiva - Membro Interno (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Josivaldo de Souza Araújo - Membro Interno (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Ronnie Cley de Oliveira Alves - Membro Interno (PPGCC/UFPA
- Prof. Dr. Roberto Célio Limão de Oliveira - Membro Externo (PPGEE/UFPA)
- Prof. Dr. Adam Dreyton Ferreira dos Santos - Membro Externo (UNIFESSPA)
RESUMO
Muitos algoritmos de otimização têm sido propostos para resolver problemas da engenharia e da computação que envolvem a otimização de um conjunto de parâmetros reais. Um problema de otimização contínua é geralmente classificado como NP-difícil, o que o torna uma tarefa complexa de encontrar a solução ótima global. Neste contexto, abordagens populares de metaheurísticas baseadas em população de estruturas simples têm surgido durante os últimos anos. Uma delas é o algoritmo de Otimização por Enxame de Partículas (PSO) que é não determinístico, randômico, inspirado na natureza e especializado em resolver problemas de otimização ``caixa-preta''. PSO tem sido usado por muitos especialistas de diferentes áreas da ciência, uma vez que o algoritmo tem potencial para resolver problemas complexos por meio de formulações matemáticas simples. Embora este método seja amplamente utilizado em aplicações reais, existem desvantagens intrínsecas embarcadas na estrutura do algoritmo. Algumas delas são bem conhecidas, a citar o mecanismo de busca desperdiça tempo computacional devido ao \textit{random walk}, o processo de convergência é geralmente lento, alguns pontos são revisitos durante o processo de busca, áreas promissoras não são apropriadamente investigadas, o algoritmo está propenso a convergência prematura e os parâmetros do algoritmo são dependentes do problema. Nesta tese, o autor apresenta melhorias para o PSO original através da incorporação de características determinísticas e matrizes de rotação, além de realizar análises empíricas sobre rotação e troca de informação entre as partículas. Um otimizador por enxame de partículas semi-autônomas, cunhado de SAPSO, que usa informações de gradiente e controle de diversidade para otimizar funções multimodais é fornecido. O algoritmo proposto previne as desvantagens de abordagens não determinísticas e determinísticas, reduzindo os esforços computacionais de investigação local e escapando de ótimos locais. Esta tese também investiga se a rotação e a troca de informação entre partículas impactam o desempenho do PSO. Quatro versões do PSO que incluem a presença e ausência da propriedade \textit{rotation variance}, além da troca rápida e lenta de informações entre partículas são avaliadas. Outro algoritmo chamado ISAPSO é também proposto com o objetivo de unir as característica promissoras encontradas por ambas contribuições. As simulações numéricas revelaram resultados convincentes quando os algoritmos SAPSO e ISAPSO são avaliados em um conjunto de problemas de otimização e comparados com outros algoritmos PSOs. Além disso, uma metodologia rigorosa baseado em um número confiável de execuções e testes de hipóteses estatísticas é conduzida para fortalecer as discussões.
Palavras-Chave: Global Continuous Optimization, Particle Swarm Optimization, Metaheuristic.
DEFESAS DE DISSERTAÇÃO MESTRADO:
1) Aluna: Renata Kelly Dantas Cascaes
Matrícula: 201720070023.
Titulo: "Adaptação e Automatização de um Teste de Cancelamento para Avaliação do Comportamento Visual Exploratório".
Orientador: Profa. Dra. Marcelle Pereira Mota
Co-Orientador: Prof. Dr. Nelson Cruz Sampaio Neto
Data: 25/02/2019.
Hora: 09h00
Local: Sala FC-01 do Instituto de Ciências Exatas e Naturais.
Banca Examinadora:
- Profa. Dra. Marcelle Pereira Mota - Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Nelson Cruz Sampaio Neto - Co-Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Fernando Augusto Ramos Pontes - Membro Externo (IFCH/UFPA)
- Profa. Dra. Andréa da Silva Miranda - Membro Externo (UFRA)
RESUMO
Testes que avaliam estratégias individuais de exploração visual podem ser úteis para descobrir desvios do desenvolvimento típico, como o transtorno do espectro autista e a dislexia. Um subgrupo de testes de exploração visual, chamados de testes de cancelamento, exige a identificação de alvos específicos cercados por distratores. No entanto, a falta de versões automatizadas desses testes limita sua disponibilidade a um público maior. No presente trabalho, apresentamos uma versão automatizada de um teste de cancelamento: o teste dos carros. Embora o teste seja projetado para ser usado por especialistas, é de fácil utilização, otimizando tanto a aplicação quanto a análise dos dados coletados. Primeiramente, foi avaliado o teste dos carros em um grupo de crianças de seis a nove anos matriculadas em uma escola particular. Então, após algumas modificações baseadas nas observações feitas durante o primeiro teste, um segundo teste foi realizado em uma escola pública com um grupo maior de crianças permitindo uma análise estatística dos dados coletados. Os resultados sugerem que o teste dos carros é eficaz em fornecer informações sobre estratégias de exploração visual adotadas por crianças e está de acordo com os resultados de testes similares encontrados na literatura.
PALAVRAS-CHAVE: Testes de cancelamento; Exploração visual; Ferramenta de teste automatizado.
2) Aluno: Yuri Santa Rosa Nassar dos Santos
Matrícula: 201720070020.
Titulo: "Análise Visual para Compreender o Comportamento de Técnicas Computacionais Evolucionárias".
Orientador: Prof. Dr. Jefferson Magalhães de Morais
Co-Orientador: Prof. Dr. Bianchi Serique Meiguins
Data: 25/02/2019.
Hora: 15h00
Local: Sala FC-02 do Instituto de Ciências Exatas e Naturais.
Banca Examinadora:
- Prof. Dr.Jefferson Magalhães de Morais - Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Bianchi Serique Meiguins - Co-Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Filipe de Oliveira Saraiva - Membro Interno (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Lídio Mauro Lima de Campos - Membro Externo (FACOMP/UFPA)
RESUMO
Algoritmos de aprendizado de máquina têm sido aplicados com sucesso em diversas áreas do conhecimento para geração automática de modelos de decisão. No entanto, em muitos casos, o ser humano tenta entender o comportamento do modelo gerado e nem sempre é uma tarefa fácil, uma vez que os modelos e sistemas inspirados nas técnicas evolutivas não apresentam claramente seus procedimentos internos para tomada de decisão. Neste contexto, técnicas de visualização de informação ou de dados podem auxiliar na melhor compreensão de modelos de decisão gerados por imagens mais inteligíveis ao ser humano. Assim, técnicas de visualização de informação, como Treemap, histogramas, entre outras, serão utilizadas para apresentar e analisar o comportamento, as tomadas de decisões e os resultados obtidos por uma ferramenta que utiliza uma técnica evolucionária para realização de programação automática de algoritmos denominada AutoClustering. Mais especificamente, informações sobre evolução populacional (algoritmos de agrupamento) ao longo do tempo (rodadas x gerações), métricas de qualidade dos algoritmos gerados, taxa de acerto (fitness) dos algoritmos gerados e outras informações serão apresentadas na forma de visualização de dados. A análise destas visualizações de dados pode capacitar o ser humano a entender melhor o comportamento da ferramenta e sugerir melhores parâmetros para o AutoClustering, impactando diretamente no tempo de processamento e qualidade dos algoritmos gerados. Finalmente, oportunidades de pesquisa e direções futuras são apresentadas.
PALAVRAS-CHAVE: Visualização da informação, aprendizado de máquina, análise de comportamento de algoritmos.
3) Aluno: Pedro Luiz Magalhães Cumino
Matrícula: 201720070029.
Titulo: "Control Plane Scheme For Energy Efficient Video Dissemination in Software Defined Unmanned Aircraft Networks".
Orientador: Prof. Dr. Denis Lima do Rosário
Data: 26/02/2019.
Hora: 15h00
Local: Sala FC-02 do Instituto de Ciências Exatas e Naturais.
Banca Examinadora:
- Prof. Dr. Denis Lima do Rosário - Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Eduardo Coelho Cerqueira - Membro Interno (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. André Figueira Riker - Membro Externo (UFPA)
- Profa. Dra. Thais Lira Tavares dos Santos - Membro Externo (UFPA)
RESUMO
In the context of Smart Cities, there is a growing claim for a more autonomous and rapidly deployable systems. Collaboration among multiple Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) to set up a Flying Ad-Hoc Network (FANET) is a growing trend due to its capacity to support a wide range of application. Applications that work with video transmission in FANETs should always deliver a satisfactory video quality to the users even under influence of network topology changes caused by the energy consumption of UAVs. In addition, the FANET must keep the UAVs cooperating as much as possible during a mission. However, one of the main challenges in FANET is how the impact of limited energy resources of UAVs can be mitigated on the FANET operation in order to monitor the environment for a long period of time. In this sense, it is required UAV replacement in order to avoid the premature death of nodes, network disconnections, route failures, void areas, and low-quality video transmissions. Moreover, decision-making must take into account energy consumption associated with UAV movements, since they are generally quite energy-intensive. This work proposes a cooperative UAV scheme for enhancing video transmission and global energy efficiency, called VOEI. The main goal of VOEI is to maintain the video with QoE support while supporting the nodes with a good connectivity quality level and flying for a long period of time. Based on a Software Defined Network (SDN) paradigm, the VOEI assumes the existence of a centralized controller node to compute reliable and energy-efficiency routes, as well as detects the appropriate moment for UAV replacement by considering global FANET context information to provide energy-efficiency operations. Based on simulation results, we conclude that VOEI can effectively mitigate the energy challenges of FANET, since it provides energy-efficiency operations, avoiding network death, route failure, and void area, as well as network partitioning compared to state of the art algorithm. In addition, VOEI delivers videos with suitable Quality of Experience (QoE) to end-users at any time, which is not achieved by the state of the art algorithm.
PALAVRAS-CHAVE: SDN, UAV, and QoE
4) Aluno: Gilson Rocha Silva
Matrícula: 201720070018.
Titulo: "Modificações em Construções de Código de Acesso a Dados para Melhorar o Consumo de Energia de Software".
Orientador: Prof. Dr. Gustavo Henrique Lima Pinto
Data: 27/02/2019.
Hora: 08h00
Local: Sala: LABTIC da Universidade Federal do Pará
Banca Examinadora:
- Prof. Dr.Gustavo Henrique Lima Pinto - Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Cleidson Ronald Botelho de Souza - Membro Interno (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Filipe de Oliveira Saraiva - Membro Interno (PPGCC/UFPA)
- Profa. Dra. Thais Lira Tavares dos Santos - Membro Externo (UFPA)
RESUMO
Com as aplicações Big Data em ascensão, uma perspectiva orientada a dados no estudo do consumo de energia em sistemas de software pode constribuir para o desenvolvimento de software eficiente do ponto de vista energético. Apesar da crescente necessidade, ainda são poucos os recursos (ferramentas, livros, cursos, guias e etc) para dar suporte aos desenvolvedores na criação código com melhor eficiência no consumo de energia. Com isso, este trabalho busca apresentar um estudo sobre as diversas classes da linguagem de programação Java que fazem leitura e escrita de dados, através de experimentos em diferentes ambientes. O objetivo é estudar variados métodos de acesso a dados para propor refatorações entre esses métodos visando uma maior eficiência energética. E através dos resultados obtidos, espera-se dar mais subsídios aos engenherios de software na construção de aplicações com maior eficiência no consumo de energia.
Palavras-chave: Consumo de energia; Métodos de acesso a dados; jRAPL.
5) Aluno: Paulo Sena Ferreira Filho
Matrícula: 201720070019
Titulo: "RatioCache: Uma Política de Decisão para Ocupação de Cache Baseada na Taxa de Reposição de Conteúdos para Redes Centradas em Informação".
Orientador: Prof. Dr. Antônio Jorge Gomes Abelém
Data: 18/02/2019.
Hora: 15h00
Local: LABTIC da Ufpa.
Banca Examinadora:
- Prof. Dr. Antônio Jorge Gomes Abelém - Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Aldebaro Barreto da Rocha Klautau Junior - Membro Interno (PPGCC/UFPA)
- Pesquisador Billy Anderson Pinheiro - Membro Externo (UFPA)
RESUMO
Redes Centradas em Informação (Information-Centric Network- ICN) caracterizam-se por armazenar conteúdos nos roteadores ao longo da rede, reduzindo o consumo da largura de banda, carga no servidor e aumentando a Qualidade de Experiência (QoE - Quality of Experience) dos usuários finais. O comportamento de ICN é determinado por uma tupla de três estratégias, as quais são: Roteamento, Inserção e Reposição de conteúdo, onde os algoritmos de roteamento influenciam no desempenho da inserção de conteúdo, os quais por sua vez influenciam o desempenho das políticas de reposição. Também já foi provado que as políticas de inserção influenciam em um sentido inverso o desempenho do roteamento, todavia, não há trabalho focado em provar a influência dos algoritmos de reposição na inserção de conteúdo. Portanto, esta dissertação propõe uma nova métrica chamada Taxa de Reposição (Replacement Ratio) e uma nova política de inserção chamada Ratio-Cache, para provar que a reposição de conteúdo, a qual é fortemente ligada ao sistema de armazenamento, influencia o processo de armazenamento no sentido reverso. Os resultados aumentaram a probabilidade de encontrar conteúdo (cache hit probability), ao mesmo tempo que a sobrecarga no servidor e a latência na rede foram reduzidas. Portanto, o desempenho da estratégia RatioCache mostra que as políticas de reposição de conteúdo influenciam as políticas de inserção (caching) e melhoram o desempenho da rede.
Palavras-chave: Redes Orientadas a conteúdo; Taxa de Reposição; Estratégias de Armazenamento.
6) Aluno: Pedro Montibeler Salvador
Matrícula: 201620070021
Titulo: "Avaliação e Aprimoramento de Resiliência Topológica em redes Definidas por Software".
Orientador: Prof. Dr. Antônio Jorge Gomes Abelém
Data: 20/02/2019.
Hora: 09h00
Local: LABTIC da Ufpa.
Banca Examinadora:
- Prof. Dr. Antônio Jorge Gomes Abelém - Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. Denis Lima do Rosário - Membro Interno (PPGCC/UFPA)
- Pesquisador Billy Anderson Pinheiro - Membro Externo (UFPA)
RESUMO
Redes Definidas por Software desacoplam os planos de controle e encaminhamento, facilitando e flexibilizando a gerência em redes de computadores. Essa separação de planos introduz novas preocupações quanto a resiliência da rede, devido a dependência dos comutadores aos dispositivos controladores. Falhas que comprometam o funciona- mento do plano de controle, ou que prejudiquem a comunicação entre os planos, impactam o funcionamento da rede. Além disso, por serem responsáveis pela detecção de quedas de nó ou de enlace e recálculo de rotas, uma comunicação ineficiente com os dispositivos controladores pode comprometer a recuperação de falhas na rede. Durante a fase de planejamento de uma Rede Definida por Software, projetar uma topologia com redundâncias, onde a conectividade entre os planos seja eficiente e tolerante a falhas, aprimora a resiliência da rede a cenários de falhas. Trabalhos relacionados tipicamente analisam apenas a redundância da conectividade entre os planos, e propõe o aprimoramento da resiliência através somente de otimizações na configuração topológica do plano de controle, alterando a quantidade e posicionamento dos dispositivos controladores na rede, observando através de experimentação que a estrutura topológica do plano de encaminhamento influencia diretamente os resultados. Propõe-se um fator de resiliência, que analisa múltiplas características intrínsecas da topologia, tais como a redundância no plano de controle, e a conectividade, eficiência e vulnerabilidade de comunicação entre os planos, para servir como um indicativo objetivo de sua resiliência. Também é proposta a aplicação de algoritmos de aprimoramento topológico para aumentar a resiliência de topologias, conforme indicado pelo fator proposto, realizando otimizações em ambos os planos das topologias. Um algoritmo de aprimoramento topológico baseado em algoritmo genético é introduzido, sendo aplicado em um conjunto de topologias teste juntamente com diferentes algoritmos da literatura. Em paralelo, um algoritmo de posicionamento de controlador é aplicado, para comparação de desempenho. Os ganhos obtidos nas di- ferentes características de resiliência demonstram que o aprimoramento das topologias obtida pela otimizacção conjunta de ambos os planos supera o posicionamento ótimo de controlador.
Palavras-chave: Redes Definidas por Software (SDN); Redes Complexas; Fator de Resiliência.
7) Aluno: Fernando Jardel Jardim dos Santos
Matrícula: 201720070021.
Titulo: "Uma Ferramenta para Análise do Comportamento de Indivíduos não Verbais (SAPAJUS SPP.) ao Arrastarem e Relacionarem Objetos em Ambientes Virtuais por Meio de Telas Touchscreen".
Orientador: Prof. Dr. Elói Luiz Favero
Data: 22/02/2019.
Hora: 09h00
Local: SALA FC-02 do Instituto de Ciências Exatas e Naturais
Banca Examinadora:
- Prof. Dr. Elói Luiz Favero - Orientador (PPGCC/UFPA)
- Prof. Dr. João Carlos Alves dos Santos - Membro Externo (FAMAT/UFPA)
- Prof. Dr. Olavo de Faria Galvão - Membro Externo (FAPSI/UFPA)
RESUMO
A tecnologia exerce papel preponderante na inserção de novas ações ao repertório de movimentos humano, visto a velocidade com que novos equipamentos e paradigmas de interação são criados. Com o surgimento das telas touchscreen, telas que são sensíveis ao toque, diversas ações foram aprimoradas e outras inseridas ao repertório de movimentos da mão humana. A inclusão da tecnologia touchscreen em pesquisas científicas sobre cognição e análise do comportamento já ocorre, visto que muitos estudos foram desenvolvidos utilizando estas interfaces de interação, contudo, dentre tais pesquisas, o comportamento de "tocar" ainda é o mais utilizado. Com o intuito de ampliar o espaço amostral destas pesquisas investigando a aquisição do comportamento de "arrastar" estímulos visuais em indivíduos não verbais, especificamente macacos-prego do gênero Sapajus spp., este trabalho propõe o desenvolvimento do Arrasta!, uma ferramenta computacional que possibilita a criação de cenários de testes virtuais, com objetos interativos, que adicionalmente captura dados relativos às interações do usuário para análise posterior. O objetivo principal desta pesquisa consiste em verificar se o comportamento de "arrastar" pode ser inserido ao repertório de movimento destes indivíduos não verbais, assim como, se estes são capazes de relacionar tais estímulos e seguir uma programação de testes especifica. A partir dos dados obtidos com a aplicação do Arrasta! em Sapajus spp. será possível investigar a aquisição de repertórios relacionais generalizados em humanos com atraso no desenvolvimento cognitivo.
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