C0. Dynamic Data-Driven Application Simulations (DDDAS)
Prof.: Craig C. Douglas (University of Kentucky and Yale University)
Carga Horária: 7:30 h.
Período:
10 de janeiro a 14 de janeiro de 2005.
Horário:
13:30h as 15:00h.
Abstract:
DDDAS is a new paradigm in which data dynamically controls almost all aspects of long term simulations.
Rather than run many simulations using static data as initial conditions, a very small number
of simulations are run with additional data injected as it becomes available.
Most, though not all, candidate problems for the DDDAS paradigm involve solving a nonlinear time
dependent partial differential equations.
Using the data appropriately lets the physical and mathematical models, the discretization,
and the scales of interesting parts of the computations become parameters that can be changed
during the course of the simulation.
DDDAS computations tax local computing resources in a manner not normally encountered.
The codes sit idle waiting for new data from sensors out in the field (or in space from a satellite),
then must run a high priority for a period of time that may be unpredictable.
This is particularly true in disaster recovery and transportation related problems.
As part of these talks, a survey of a number of fields that are using or beginning to use DDDAS
will be given.
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C1. Introdução ao Linux
Prof.: Fábio Licht (LNCC).
Carga Horária: 7:30 h.
Período:
10 de janeiro a 14 de janeiro de 2005.
Horário:
9:00h as 10:30h.
Ementa:
1. Introdução: hardware, software, histórico do Linux, árvores de diretórios;
2. Instalação;
3. Processos;Redirecionamento;
4. Manipulação de arquivos e diretórios;
5. Gerência de disco e memória;
6. Gerência de contas;
7. Redes. Kernel;
8. Gerência de programas;
9. Backup e recuperação;
10. Aplicativos;
11. Segurança;
12. Interface gráfica;
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C2.
Problemas Inversos e Regularização
Prof: Antônio Leitão (UFSC).
Carga Horária: 7:30 h.
Período:
10 de janeiro a 21 de janeiro de 2005.
Horário:
10:30h às 12:00h.
Resumo:
Neste minicurso é feita uma introdução a teoria de problemas inversos e são tratadas diferentes técnicas de regularização para os mesmos. Em particular são considerados os métodos de regularização de Tikhonov e o método (iterativo) de Landweber. Tratamos ainda os métodos
de regularização assintotica, assim como métodos tipo level set.
Ementa:
1. Introdução aos problemas inversos;
1.1. Problemas inversos: exemplos e aplicações;
1.2. Equações funcionais mal postas;
1.3. Inversa de Moore-Penrose;
1.4. Teoria espectral e cálculo funcional;
2. Métodos de regularização;
2.1. Regularização por projeção;
2.2. Método de Tikhonov;
2.3. Métodos iterativos de regularização (Landweber);
2.4. Métodos contínuos de regularização (regularização assintótica);
3.Métodos tipo level-set;
3.1. Formulação original (F. Santosa, 1996);
3.2. Primeira análise formal (M. Burger, 2001);
3.3. Métodos level-set e otimização restrita (A Leitão e O Scherzer, 2003);
3.4. Segunda análise formal (A Leitão e O Scherzer, 2004);
Referências:
[1] H.W.Engl, M.Hanke, A.Neubauer, "Regularization of Inverse Problems", Kluwer, Dordrecht, 1996
[2] C.W.Groetsch, "The Theory of Tikhonov Regularization for Fredholm Equations of the First Kind", Pitman, Boston, MA, 1984
[3] "J.A.Sethian, "Level Set Methods and Fast Marching Methods", Cambridge University Press, Cambridge, 1999
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C3.
Introdução a Programação Orientada a Objetos
Prof. Eduardo Lúcio Garcia (LNCC).
Carga Horária:12h (6h teóricas e 6h práticas).
Período:
17 a 21 de janeiro de 2005.
Horário:
13:30 as 16:30.
Objetivo:
Apresentar os conceitos básicos da programação orientada a objetos com vistas a aplicações científicas.
Praticar os conceitos apreendidos em aula práticas de laboratório escrevendo, compilando e executando pequenos programas
protótipos e analisando os resultados obtidos.
Ementa:
1. Tipos derivados e programação procedural;
2. Encapsulamento de informação e código;
3. Sobrecarga de funções e operadores;
4. Classes e objetos;
5. Métodos e atributos;
6. Construtores e destrutores;
7. Herança e polimorfismo;
Bibliografia:
D.M. Capper, Introducing C++ for scientists, engineers and mathematicians, Springer-Verlag, 1994
E. Akin, Object-oriented programming via Fortran 90/95, Cambridge University Press, 2003
A. D. Bueno, Programacao orientada a objeto com C++, Novatec, 2003
C. Drake, Object-oriented programming with C++ and Smalltalk, Prentice-Hall, 1998
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C4.
Introdução aos Métodos em Simulação Computacional
Prof.:Adriana Racco (LNCC).
Carga Horária: 7:30 h.
Período:
10 a 14 de janeiro de 2005.
Horário:
15:00 as 16:30h
Resumo:
Introduzir algumas das técnicas utilizadas em simulação computacional,
apresentando exemplos de modelagem de sistemas relacionados à Física e à
Biologia.
Objetivos:
- Familiarização com métodos de simulação computacional e as terminologias mais comuns.
- Permitir a escolha da técnica computacional mais adequada à modelagem de cada problema.
Ementa:
1. Gerador de números aleatórios: distribuição, recorrência e correlação;
2. Monte Carlo: integral, área e volume;
3. Caminho aleatório(random walk) e polímeros;
4. Autômato celular: exemplos e percolação;
5. Fractais;
6. Algoritmos genéticos;
Bibliografia:
- An Introduction to Computer Simulation Methods: Applications to Physical
Systems - H. Gould and J. Tobochnik (Addison-Wesley, 1995)
- Computing Boolean Statistical Models - P.M.C de Oliveira (World Scientific Pub Co Inc, 1991)
- From Newton to Mandelbrot – A Primer in Theoretical Physics - D. Stauffer and
E. Stanley (Springer-Verlag, 1995)
- Introduction to Percolation Theory - D. Stauffer and A. Aharony (Taylor & Francis, 1985)
- Notas de aula do Prof. Thadeu Penna - Instituto de Física da UFF.
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C5.
Seqüências e Séries com MAPLE
Prof.:Paulo Roberto Bordoni (LNCC).
Carga Horária: 7:30 h.
Período:
10 a 14 de janeiro de 2005.
Horário:
13:30 as 15:000h
Resumo:
Este curso é parte de um curso usualmente denominado de "Cálculo Avançado", dirigido para alunos de graduação (ou início de uma pós-graduação) nas áreas de Matemática, Física, Computação e de Cursos de Engenharia (Civil, Elétrica, Eletrônica, Mecânica, Produção, etc).
Objetivos:
Ao final do curso, o aluno deverá:
1. Dominar os conceitos de seqüências, séries e limites de seqüências e séries numéricas e de funções;
2. Distinguir claramente os conceitos de convergência pontual, uniforme e na média quadrática;
3. Manipular facilmente os diversos comandos e pacotes do MAPLE envolvidos com seqüências, séries, séries de potências, deTaylor, de Fourier e generalizadas.
Ementa:
1. Seqüências e séries numéricas:
1.1. Conceitos de seqüências, séries;
1.2. Conceitos de limites (convergência) de seqüências e séries;
1.3. Comandos seq, $, limit, add, sum;
2. Seqüências e séries de funções:
2.1. Conceito de convergência pontual;
2.2. Conceito de convergência uniforme;
3. Séries de potências, series de Taylor:
3.1. Comandos series e taylor;
3.2. O pacote powseries;
4. Séries de Fourier (trigonométricas):
4.1. Coeficientes de Fourier;
4.2. Conceito de convergência na média quadrática;
5. Séries de Fourier generalizadas (pacotes orthopoly e OrthogonalSeries):
5.1. Coeficientes de Fourier generalizados;
5.2. Hermite;
5.3. Laguerre;
5.4. Legendre;
5.5. Chebyshev;
5.6. Jacobi;
5.7. Bessel;
Bibliografia:
1. Curso de Nivelamento - Cálculo Avançado, Raupp, M. A. e Bordoni, P. R. G., 2001 - LNCC.
2. MAPLE - Help Online - Pacotes powseries e OrthogonalSeries, além de outros comandos.
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C6.
Introdução à Computação Quântica
Prof.:Renato Portugal (LNCC).
Carga Horária: 6 h.
Período:
13 e 14 de janeiro de 2005.
Horário:
13:30h as 16:30h.
Resumo:
A Computação Quântica é uma nova área interdisciplinar envolvendo as áreas de Ciência da
Computação, Física Quântica e Matemática Aplicada. Ela desperta grande interesse pois o
uso de recursos quânticos permite a elaboração de novos algoritmos exponencialmente mais
rápidos quando comparados com seus equivalentes clássicos. Computadores Quânticos de pequeno
porte já foram construídos demonstrando a validade deste novo conceito teórico.
Objetivo:
Deste curso é apresentar uma visão geral da área com ênfase na parte de algoritmos.
Descrevemos as porta lógicas quânticas, paralelismo quântico e emaranhamento.
Damos uma noção geral dos algoritmos de Grover e Shor e introduzimos os códigos de correção
de erros e criptografia quântica.
Ementa:
1. Computação reversível;
2. O bit quântico;
3. Superposição e emaranhamento quânticos;
4. Portas lógicas quânticas;
5. Circuitos quânticos;
6. Algoritmo de busca de Grover;
7. Algoritmo de fatoração de Shor;
8. Problema do subgrupo escondido;
9. Outros algoritmos;
10. Tópicos:
10.1. Computação quântica em sistemas abertos;
10.2. Código de correção de erros;
10.3. Criptografia quântica;
10.4. Caminhos aleatórios quânticos;
Bibliografia:
Uma Introdução à Computação Quântica, R. Portugal. C. Lavor, L. M. Carvalho, N. Maculan
Editora SBMAC, 2004
ISBN 85-86883-17-4
pdf disponível em http://www.sbmac.org.br/
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C7.
Uma Introdução aos Métodos de Elementos Finitos Espaço-Tempo
Prof.:Rigoberto G. Sanabria Castro (UENF).
Carga Horária: 7:30h.
Período:
17 a 21 de janeiro de 2005.
Horário:
9:00h as 10:30h.
Resumo:
O método de elementos finitos espaço-tempo é baseado no método de
Galerkin descontínuo no tempo o qual discretiza simultaneamente a
variável espacial e temporal ao aproximar a solução de uma equação
diferencial parcial. Para contornar o aparecimento de oscilações na
vizinhança de descontinuidades ou camadas limites um
operador de mínimos quadrados é adicionado à formulação. Dada a riqueza
matemática da formulação espaço-tempo, uma análise de estabilidade e convergência
de um problema predominantemente convectivo é apresentado.
Objetivo:
O objetivo deste curso é apresentar o método de elementos finitos
espaço-tempo juntamente com sua implementação computacional e sua
análise numérica. Será mostrada a efeciência do método com a solução de
vários problemas não lineares.
Ementa:
1. Formulação variacional espaço-tempo Galerkin/mínimos quadrados (GLS-ST);
2. Análise Numérica da formulação espaço-tempo;
3. Aspectos da Implementação computacional;
4. Aplicações a problemas de recuperação de petróleo;
5. Aplicações a problemas não lineares;
Referências:
1.- Hughes, T.J.R.; Hulbert, G.M. "Space-time finite element methods for elastodinamics:
Formulations and error estimates". Comput. Methods Appl. Mech. Engr., 66: pp. 339-363, 1988.
2.- Johnson, C. "Numerical Solution of Partial Differential Equations by
the Finite Element Method". Cambrige Univ. Press. Cambrige, 1987.
3.- Shakib. F. "Finite Element Analysis of the Compressible Euler and
Navier Stokes Equation. PhD thesis, Stanford, University. 1989.
4.- Castro, R.G.S. "Ánalise Numérica de Formulações de Elementos Finitos
Espaço-Tempo para Escoamentos Miscíveis". Tese de D.Sc., COPPE, UFRJ,
Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 1999.
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C8.
Análise de Sensibilidade Topológica e suas Aplicações em Otimização e Problemas Inversos
Prof.:Antonio André Novotny (LNCC).
Carga Horária: 7:30h.
Período:
17 a 21 de Janeiro de 2005.
Horário:
13:30h às 15:00h.
Resumo:
Uma questão que tem despertado muito interesse na pesquisa em Modelagem Computacional é o
Problema de Controle por um Domínio Geométrico. Uma maneira bastante geral de abordar essa
classe de problemas é através da Análise de Sensibilidade Topológica. Como principal resultado
dessa análise, tem-se uma função escalar, denominada Derivada Topológica, que fornece para
cada ponto do domínio de definição do problema a sensibilidade de uma dada função custo quando
um pequeno furo é criado. Dentre as principais aplicações em potencial da Análise de
Sensibilidade Topológica destacam-se: Otimização Topológica e Problemas Inversos.
Objetivos:
Esse mini-curso tem como objetivo fundamental apresentar de maneira breve o conceito de Análise
de Sensibilidade Topológica e mostrar algumas aplicações em Otimização Topológica e Problemas
Inversos.
Ementa:
1. Motivação;
2. Fundamentos Teóricos da Análise de Sensibilidade Topológica;
3. Aplicações em Otimização Topológica;
4. Aplicações em Problemas Inversos;
Referência:
A.A. Novotny, R.A. Feijóo & E. Taroco. Análise de Sensibilidade Contínua. Notas de aula, LNCC/MCT, Petrópolis, 2004.
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C9.
Criptografia com Maple
Prof: Fábio Borges (LNCC) e Renato Portugal (LNCC).
Carga Horária:12 h.
Período:
24 a 27 de janeiro de 2005.
Horário:
13:30h as 16:30h.
Resumo:
A Criptografia é usada há centenas de anos. No entanto, nas últimas décadas vem se tornando fundamental para a sociedade, devido aos valores agregados a um grande volume de informação.
Hoje em dia a criptografia está fortemente vinculada a áreas de Matemática e Computação.
Devido à interdisciplinaridade, o curso está composto de aulas teóricas e práticas.
Nas aulas teóricas, será desenvolvido o ferramental matemático necessários para compreensão dos métodos.
Nas aulas de laboratório, será visto alguns comandos do Maple para que os métodos sejam testados.
Objetivos:
Fornecer ao aluno uma visão panorâmica da criptografia.
Apresentar conceitos de Álgebra Abstrata, necessários para os métodos.
Desenvolver um domínio do Maple para estudar métodos de criptografia.
Ementa:
1. Terminologia;
2. Introdução a Criptografia;
2.1. Noções de Estruturas Algébricas;
2.2. Código de César;
2.3. Cifra de Vigènere-Vernam (One-time-pad)
2.4. Key stream;
2.5. Sistema de Criptografia de Hill;
2.6. Laboratório com o Maple;
3. O Criptosistema RSA;
3.1. Encriptação e Decriptação com RSA;
3.2. O Sistema de Criptografia RSA com o Maple;
3.3. Assinatura Digital;
3.4. A Troca de Chaves de Diffie-Hellman;
3.5. Laboratório com o Maple;
4. Criptografia com Curvas Elípticas;
4.1. O Sistema de Criptografia ElGamal;
4.2. Criptografia com Curvas Elípticas;
4.3. Criptosistema Menezes-Vanstone;
4.4. Laboratório com o Maple;
Bibliografia:
1. Applications of Abstract Algebra with Maple, Richard E. Klima, Neil Sigmon, Ernest Stitzinger, CRC Press LLC, 2000
2. http://www.mapleapps.com/
3. Graduate Texts in Mathematics: A Course in Number Theory and Cryptography, Neal Koblitz, Spring-Verlag, 1987
4. Segurança de Dados: Criptografia em Redes de Computadores, Routo Terada, Edgard Blucher, 2000
5. Números inteiros e Criptografia RSA, Severino Collier Coutinho, IMPA - SBM, 2000
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C10.
Caos em Sistemas Mecânicos e Biomecânicos: Fundamentos, Aplicações e Controle
Prof.:Marcelo Amorim Savi (PEM/COPPE/UFRJ).
Carga Horária:7:30h.
Período:
24 a 26 de janeiro de 2005.
Horário:
13:30h as 16:30h.
Objetivos:
Este mini-curso tem como objetivo apresentar uma visão geral sobre a
dinâmica caótica e suas aplicações em sistemas mecânicos e bio-mecânicos. Em linhas
gerais, pretende-se apresentar uma revisão histórica do estudo do caos, apresentando
exemplos como motivação. Depois, apresentam-se os principais conceitos relacionados a
dinâmica não-linear e caos. Atenção especial será dada a análise de séries temporais, uma
alternativa para analisar sistemas onde não se possui um modelo matemático. Finalmente,
discute-se algumas técnicas de predição e controle de caos.
Ementa:
1. Introdução;
1.1. Revisão Histórica;
1.2. Motivação;
2. Dinâmica Não-Linear e Caos;
2.1. Conceitos Fundamentais;
2.2 Expoentes de Lyapunov;
2.3 Dimensão Fractal;
3. Análise de Séries Temporais;
3.1 Reconstrução do Espaço de Estado;
3.2 Avaliação dos Invariantes Geométricos;
4. Predição;
4.1 Princípios e Métodos;
4.2 Aplicações;
5. Controle De Caos;
5.1 Princípios e Métodos;
5.2 Aplicações;
Bibliografia:
• Casdagli, M., “Nonlinear Prediction of Chaotic Time Series”, Physica D, Vol. 35, pp. 335 – 356, 1989.
• El Nachie, M.S., “Stress, Stability & Chaos in Structural Engineering”, McGraw Hill, 1992.
• Gleick, J., “Caos”, Campus, Rio de Janeiro, 1987.
• Grebogi, C., Ott, E. & Yorke, J.A., “Crises, Sudden Changes in Chaotic Attractors, and Transient Chaos”, Physica 7D, pp.181-200, 1983.
• Guckenheimer, J. & Holmes, P., “Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems, and Bifurcations of Vector Fields”, Springer-Verlag, New York, 1983.
• Hagedorn, P., “Non-Linear Oscillations”, Clarendon Press, 1988.
• Hegger, R.; Kantz, H. & Schreiber, T., “Practical Implementation of Nonlinear Time Series Methods: The TISEAN Package”, Chaos, Vol. 9, No. 2, pp. 413 – 435, 1999.
• Kantz, H. & Schreiber, T., “Nonlinear Time Series Analysis”, Cambridge, 1997.
• Kapitaniak, T., “Chaotic Oscillations in Mechanical Systems”, Manchester, 1991.
• Moon, F., “Chaotic and Fractal Dynamics”, John Wiley & Sons, New York, 1992.
• Nayfeh, A.H. & Mook, D.T., “Nonlinear Oscillations”, John Wiley & Sons, 1979.
• Ott, E., “Chaos in Dynamical Systems”, Cambridge Press, 1993.
• Schuster, H.G., “Deterministic Chaos”, VCH, 1989.
• Stewart, I., “Será que Deus Joga Dados? A Nova Matemática do Caos”, Jorge Zahar Editor, 1991.
• Stoker, J.J., “Nonlinear Vibrations”, Interscience, 1950.
• Strogatz, S.H., “Nonlinear Dynamics and Chaos”, Perseus, 1994.
• Thompsom, J.M.T & Stewart, H.B., “Nonlinear Dynamics and Chaos”, John Wiley & Sons, Chichester, 1986.
• Wiggins, S., “Global Bifurcations and Chaos”, Springer-Verlag, New York, 1988.
• Wiggins, S., “Introduction to Applied Nonlinear Dynamical Systems and Chaos”, Springer-Verlag, New York, 1990.
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C11.
Teoria dos Conjuntos Fuzzy
Prof.:Neli Regina Siqueira Ortega (USP).
Carga Horária:7:30h.
Período:
24 a 28 de janeiro de 2005.
Horário:
10:30h as 12:00h.
Objetivo:
Introduzir os alunos na teoria dos conjuntos fuzzy, discutindo as vantagens e limitações do uso desta teoria.
Ementa:
1. Tipos de incerteza;
2. Limitações dos conjuntos clássicos;
3. Lógica fuzzy, Teoria de conjuntos fuzzy;
4. Operações com conjuntos fuzzy, Aritmética fuzzy;
5. Variáveis lingüísticas;
6. Medidas subjetivas;
7. Distribuição de possibilidades;
8. Relações fuzzy, Modelos lingüísticos;
9. Modelos híbridos;
10. Aplicações em biomedicina e epidemiologia;
Bibliografia:
1. George Klir & Bo Yuan. Fuzzy Sets and Fuzzy Logic, Prentice Hall, USA, 1995.
2. John Yen & Reza Langari. Fuzzy Logic: Intelligence, Control and Information, Prentice Hall, USA, 1999.
3. Piotr S. Szczepaniak, Paulo J. Lisboa e Janusz Kacprzyk. Fuzzy Systems in Medicine, Physica-Verlag, Alemanha, 2000.
4. Witold Pedrycz & Fernando Gomide. An Introduction to Fuzzy Sets, MIT Press, USA, 1998.
5. Neli R. S. Ortega, Aplicações da Teoria de Conjuntos Fuzzy em Problemas da Biomedicina, Tese de doutoramento, Instituto de Física da Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil, 2001.
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C12.
Dinâmica de Redes Alimentares e Ciclagem de Nutrientes
Prof.:José Luiz Attayde (UFRN).
Carga Horária:7:30h.
Período:
17 a 20 de janeiro de 2005.
Horário:
09:00h as 10:30h. (17/01 de 13:30 às 15:00)
Resumo:
Pouco podemos progredir no sentido de elucidar as complexas relacões existentes entre os ciclos
biogeoquimicos e a dinâmica de redes alimentares sem o auxilio de modelagem matemática.
O objetivo do mini-curso é introduzir aos alunos algumas ferramentas matemáticas e computacionais
para o estudo de fluxo de matéria em redes alimentares. O curso inicia com modelos elementares de
fluxo de matéria em redes alimentares simples. A partir desses modelos elementares, importantes
abordagens analíticas serão desenvolvidas para o estudo de redes alimentares mais complexas.
Ementa:
1. Conceitos gerais sobre redes alimentares e ciclagem de nutrientes;
2. Modelando cadeias alimentares de pastagem;
3. Modelando cadeias alimentares de detritos;
4. Integrando cadeias de pastagem e detritos;
5. Dinâmica de redes alimentares e ciclagem de nutrientes;
Bibliografia:
De Angelis, D. 1992. Dynamics of nutrient cycling and food webs. Chapman & Hall
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C13.
Controle Ótimo: Algumas Aplicações na Medicina
Prof.:Takashi Yoneyama (DEE/ITA).
Carga Horária:7:30h.
Período:
24 a 28 de janeiro de 2005.
Horário:
15:00h as 16:30h.
Ementa:
1. Introdução;
2. Formulação Clássica do Problema de Controle Ótimo;
3. Elementos de Calculo Variacional. Equações de Euler;
4. Programação Dinâmica e Equações de Hamilton-Jacobi-Bellman;
5. Problemas LL e LQ. Princípio da Separação;
6. Principio do Máximo de Pontriaguin;
7. Métodos Numéricos para Solução de Problemas de Controle Ótimo;
8. Controles Sub-Ótimos;
9. Existência de Solução, Não-Suavidade do Hamiltoniano, Termos Forçantes Estocásticos, Multiplicidade de Objetivos, Critérios Envolvendo Variáveis Linguísticas e outras dificuldades;
10. Aplicações utilizando Modelos Epidemiológicos, Farmacodinâmicos e Biomecânicos;
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C14.
Dinâmica Espaço Temporal de Populações: Uma Introdução À Heterogeneidade Espacial
Prof.:Michel Iskin (LNCC) e Regina Célia C. de Almeida (LNCC).
Carga Horária:15 h.
Período:
17 a 20 de janeiro de 2005.
Horário:
10:30h as 12:00h e 13:00h as 16:30h. (17/01 de 10:30 às 12:00 e 15:00 às 16:30)
Ementa:
1. Dispersão de uma espécie para fora e dentro de um fragmento;
1.1 Dispersão pré e pós-reprodutiva em gerações discretas;
1.2 Gerações contínuas;
1.3 Persistência e extinção;
2. Dispersão de uma espécie entre dois fragmentos;
2.1 Dispersão simétrica e assimétrica;
2.2 Dispersão sincronizada e não sincronizada;
2.3 Efeito da dependência da densidade na dinâmica da população total;
2.4 Efeito Allee e dispersão;
2.5 Modelos de dinâmica de fonte e sorvedouro;
3. Dispersão de uma espécie entre vários fragmentos;
3.1 Dispersão local e global;
3.2 Sincronismo na dinâmica populacional dos fragmentos;
3.3 Caos intermitente;
3.4 Estabilização de metapopulações;
4. Dispersão de espécies interativas para fora e dentro de um fragmento;
5. Modelos predador - presa com dispersão;
6. Influência das taxas de dispersão na coexistência e extinção das populações;
7. Importância dos níveis populacionais iniciais na determinação de coexistência ou extinção das populações;
8. Dispersão de espécies interativas em dois fragmentos;
9. Modelos predador - presa com dispersão;
10. Dinâmicas populacionais sincronizadas;
11. Modelos de espécies competitivas com dispersão;
12. Balanço entre coexistência e exclusão competitiva;
Parte II:
1. Conceitos gerais sobre heterogeneidade espacial;
1.1 Causas da heterogeneidade populacional;
1.2 Fenômenos causadores de dispersão;
1.3 Definição de densidade populacional em um ambiente contínuo;
1.4 Escalas temporal e espacial;
2. Equação de balanço populacional;
2.1 Fluxo populacional;
2.2 Equação de balanço populacional;
3. Componentes do Fluxo Populacional;
3.1 Difusão, convecção, atração/ repulsão;
3.2 Difusão por tempo determinado (homing);
3.3 Invasão biológica;
3.4 Dispersão de insetos;
3.5 Quimiotaxia;
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C15.
Estabilidade em Sistemas a Tempo Contínuo
Prof.:José Cláudio Geromel (FEE/UNICAMP).
Carga Horária: 2 h.
Período:
27 e 28 de janeiro de 2005.
Horário:
13:30h às 14:30h.
Ementa:
1. Estabilidade e Estabilização de Sistemas Chaveados a Tempo Contínuo.
Abordamos duas estratégias para estabilização de sistemas lineares chaveados a tempo contínuo.
A primeira, de malha aberta (independente da trajetória), é baseada na determinação de um tempo mínimo de permanência, via uma família de funções quadráticas de Lyapunov.
O ponto relevante no cálculo deste tempo é que a condição de estabilidade proposta não requer que a função de Lyapunov seja uniformemente decrescente em cada instante de chaveamento.
A segunda, de malha fechada (dependente da trajetória), provém da solução das assim denominadas desigualdades de Lyapunov- Metzler, a partir das quais a condição de estabilidade é expressa.
Uma versão simplificada de solução para as desigualdades de Lyapunov-Metzler é apresentada. Discutimos a conexão do problema acima com sistemas de politopos variantes no tempo.
Finalizamos Ilustrando o resultado teórico vi exemplos.
2. Estabilidade Robusta de Sistemas Politópicos Variantes no Tempo.
Abordamos condições de estabilidade assintótica global para sistemas politópicos a tempo continuo e variantes no tempo usando uma função de Lyapunov com parâmetro dependente.
A incerteza paramétrica variante no tempo bem como sua derivada no tempo são modelados como pertencendo a conjuntos convexos. Um caso particular é analisado, capaz de ser resolvido numericamente.
A teoria é ilustrada via determinação da região de estabilidade assintotica de uma equação de Mathieu's com parâmetro variante no tempo incerto;
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C16.
Otimização Linear: Introdução à Teoria e Aplicações
Profa.:Denise Candal (COPPE/UFRJ).
Carga Horária: 9 h, sendo 5 h de aulas teóricas e 4 h de aulas práticas.
Período:
31 de janeiro a 3 de fevereiro de 2005.
Horário:
9:00h às 10:30h e quinta-feira de 13:30 às 16:30.
Ementa:
1. Modelo de problemas da programação linear;
2. Método de resolução gráfica;
3. Otimalidade e dualidade;
4. Método simplex;
5. Análise de sensibilidade;
6. Método de pontos interiores;
7. Software de programação linear solver do excell;
8. Aula prática visando o uso dos métodos apresentados;
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C17.
Alguns Problemas modelados por EDOs
Prof.:Higidio Portillo Oquendo (UFPR).
Carga Horária:6h.
Período:
31 de janeiro a 3 de fevereiro de 2005.
Horário:
10:30 a 12:00h.
Resumo:
O objetivo deste mini-curso visa introduzir algumas equações diferenciais
ordinárias que modelam alguns fenômenos físicos ou
epidemiológicos. Esboçaremos a resolução de tais problemas e suas
respectivas propriedades.
Ementa:
1.Lei de Esfriamento de Newton;
2.Problemas de equilíbrio;
3.Modelos em epidemiologia;
4.Modelos em quimioterapia;
Bibliografia:
1. W.E. Boyce e R. Diprima, Equações Diferenciais Elementares e Problemas de Valores de Contorno. LTC 2001.
2. J.D. Murray, Mathematical Biology. An introduction. Springer Verlag 2000.
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C18.
Introdução a Técnicas de Data Mining
Prof.Alexandre Evsukoff (PEC/Coppe/UFRJ) e Custódio Gouvêa Lopes da Motta (UFJF).
Carga Horária:6h.
Período:
31 de janeiro a 3 de fevereiro de 2005.
Horário:
10:30h a 12:00h.
Resumo:
Estatísticas de Múltiplas Variáveis;
Técnicas de Redução de Dados;
Análise de Componentes Principais;
Preparação e Exploração de Dados;
Métodos de Extração de Conhecimento em Bancos de Dados;
Lógica Fuzzy;
Redes Neurais e Sistemas Neuro-Fuzzy;
Aplicações;
Ementa:
1. Introdução;
2. Caracterização e Pré-Processamento de Dados;
3. Métodos Estatísticos de Classificação;
4. Regressão Linear;
5. Redes Neurais;
6. Modelos a base de regras e Lógica Fuzzy;
7. Análise de Agrupamentos (classificação não-supervisionada);
8. Redes RBF e Sistemas Neuro-Fuzzy;
Bibliografia:
1. "Sistemas Inteligentes: Fundamentos e Aplicações". Solange O. Rezende
(editora). Editora Manole, 2002.
2. "Intelligent Data Analysis", Michael Berthold e David J. Hand (editores).
Springer Verlag, 1999.
"Data Mining - Concepts and Techniques", Jiawei Han and Micheline kamber,
Academic Press, 2001.
3. "Pattern Classification (2nd Edition)", Richard O. Duda, Peter E. Hart,
David G. Stork, Wiley Intercience, 2000.
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C19.
Modelagem Computacional Baseada em Agentes
Prof.:Milton Corrêa (LNCC) Bruno Reis (UFMG), Ricardo Machado (UFMG).
Carga Horária:9 h.
Período:
31 de janeiro a 2 de fevereiro de 2005.
Horário:
13:30h as 16:30h.
Ementa:
1. Agentes inteligentes: características e aplicações;
2. Arquiteturas de agentes, sistemas intencionais, agentificação;
3. Sistemas Multiagentes princípios, arquiteturas e aplicações;
4. Interações em sistemas multiagentes, comunicação, teoria dos atos de fala, linguagens de comunicação multiagentes;
5. Cooperação, coordenação e equipes;
6. Metodologias de desenvolvimento de sistemas multiagentes;
7. Modelagem Computacional baseada em multiagentes;
- Modelagem baseada em Equações x Modelagem baseada em agentes;
8. Teoria dos Jogos: Dilema do Prisioneiro, Estrategias dominantes e Equilibrio de Nash;
9. Racionalidade Limitada: Aprendizado, Convenções, Culturas, Diversidade Comportamental;
10 Cooperação e Confiança;
11 Aplicações e exemplos de modelos baseados em agentes;
Modelos microeconômicos de firmas assimétricas, economias de escala e diferenciação de produto. Exemplos de aplicações e simulações em Netlogo;
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C20.
Tópicos em Reconhecimento de Padrões
Prof:Raul Fonseca Neto (UFJF e LNCC).
Carga Horária:6 h.
Período:
01 e 03 de fevereiro de 2005.
Horário:
10:30h as 12:00h e 13:30h as 15:00h.
Ementa:
1. Aprendizado Supervisionado e Problema de Classificação;
2. Modelo Perceptron e Espaço de Versões;
3. Perceptron de Máxima Margem e Máquinas de Vetores Suportes;
4. Métodos Kernel;
5. Seleção de Características;
6. Aplicação em dados de Microarray;
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C21.
Simulação Por TLM - Transmission Line Method
Prof.Marcos André da Frota Mattos (Okime Eletromagnetismo Aplicado).
Carga Horária:12h.
Período:
1 a 3 de fevereiro de 2005.
Horário:
13:30h as 16:30h.
Resumo:
O método numérico Transmission-Line Modeling vem sendo usado desde 1971 quando foi criado por Peter B. Johns, Inglaterra, para a solução de diversos problemas práticos de engenharia. Entre estes problemas estão o projeto de turbinas de avião, vagões de metro, fragatas; engenharia de alimentos; guias de ondas, antenas; engenharia elétrica, linhas de transmissão de potência, sistemas de potência, compatibilidade eletromagnética, componentes eletrônicos, componentes ópticos-eletrônicos, fibra óptica, etc. As principais características deste método é a simplicidade de aplicação, a interpretação física do erro e a estabilidade incondicional.
Este método vem sendo utilizado já há vários anos em universidades brasileiras como a USP, UNICAMP, UFSC entre outras.
O curso proposto segue o livro [1] de um dos mais próximos colaboradores de Peter B. Johns, sendo focado o aspecto prático e incluído exemplos de aplicações práticas retiradas desta e de outras publicações.
Objetivo:
Ministrar um conhecimento geral do TLM, com as suas diversas aplicações e características.
Proporcionar ao aluno poder desenvolver e programar modelos com a técnica TLM.
Ementa:
1. Introdução ao Modelamento Numérico;
1.1. Modelando inteligentemente;
1.2. Classificação de métodos numéricos;
1.3. Circuitos elétricos análogos a sistemas físicos;
2. Transmission Line Method;
2.1. Transitórios de uma linha de transmissão, EXEMPLOS: Degrau e Impluso;
2.2. Resposta senoidal em estado estacionário de uma linha;
2.3. Paralelismo computacional e Efeitos dispersivos em TLM;
3. Modelos Discretos De Componentes Elétricos;
3.1. Linhas link e stub - Capacitor & Indutor, EXEMPLOS;
3.2. Elementos não lineares, EXEMPLOS: Diodos, Tiristores e Fornos a Arco;
3.3. Modelando elementos acoplados, EXEMPLOS: Transformador;
3.4. Generalizando modelos TLM;
4. Modelos Unidimensionais Tlm;
4.1. TLM de uma Linha de Transmissão com perdas,EXEMPLOS: Descarga Atmosférica e Chaveamento;
4.2. TLM de um problema eletromagnético unidimensional;
4.3. Efeitos dispersivos em modelos TLM de uma dimensão;
5. Modelos Bidimensionais Tlm;
5.1. Nó série e nó shunt;
5.2. Dispersão em 2 dimensões;
5.3. Dualidade eletromagnética;
6. Modelos Tridimensionais Tlm;
6.1. Desenvolvendo nós 3 dimensionais;
6.2. Nó simétrico condensado (SCN);
6.3. Malha variável SCN, EXEMPLO: Ambiente Eletromagnético;
6.4. SCN Híbrido, SCN Multimalha e Computação Multimalha (Computação de Alto Desempenho);
7. Aplicação de Tlm a Problemas de Difusão;
7.1. 1, 2 e 3 dimensões;
8. Tlm Em Vibração E Acustica;
8.1. Ondas sonoras;
8.2. Ondas de vibração;
9. Tlm Aplicado a Problemas Eletromagnéticos;
9.1. EMC;
9.2. Microondas e Radar;
9.3. Antenas;
9.4. Aquecimento eletromagnético;
10. Tópicos Especiais em Tlm;
10.1. Formulação de fio fino, fenda estreita e painel fino;
10.2. Fronteira infinitamente ajustável e domínio da freqüência;
11. Aplicações e Implementação em Eletricidade;
11.1. Malhas de terra;
11.2. Sistemas de potência;
Bibliografia:
C.Christopoulos; The Transmission-Line Modeling Method TLM, IEEE press, 1995.
A.P.S.Meliopoulos, Power System Grounding and Transients, Marcel Dekker, 1988.
Artigos
M.A.F.Mattos , "Grounding Grids Transient Simulation", IEEE Trans. Power Delivery, 2004.
M.A.F.Mattos; AC.Pavão; "Electromagnetic Fields Generated by Transients of Grounding Grids" , Cigré Symposium on Power System EMC, Lausanne, Swiss, 1993.
Mattos, M. A. da F. "Lightning Stepped Leader Numerical Simulation", EMC'04 Sendai, Japão, 2004.
Mattos, M. A. da F. and C. Christopoulos, "A Transmission Line Model of the Lightning Return Stroke", IEEE transaction on Electromagnetic Compatibility, pp.401-406, 30 No 3, August 1988.
M.A.F.Mattos , "SIMULAÇÃO DE PENETRAÇÃO HARMÔNICA EM SISTEMAS DE POTÊNCIA", XVII SNPTEE (Seminário Nacional de Proteção e Transmissão em Energia Elétrica), 19 a 24 Outubro de 2003, Uberlândia - Minas Gerais, Brasil, 2003.
M.A.F. Mattos and G.P. Caixeta; "Lightning induced Current on a Building Wiring System", ILCP, Berlin, Germany, Aug. 1992.
P.B.Johns, "A Symmetrical Condensed Node for the TLM Method", IEEE Trans.on Microwave, 1986.
P.B.Johns, "A Simple Explicit and Unconditionally Stable Numerical Routine for the Solution of the Diffusion Equation".
P.B.Johns, "The Art of Modeling".
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