Temas de Investigação para alunos 2011/2012

CxProlog é uma implementação de Prolog com diversas extensões que inclui um framework simples para testes unitários. O objectivo deste trabalho é a escrita duma colecção de testes unitários para validar a implementação dos predicados primitivos do próprio CxProlog, face à sua especificação, descrita no manual. Sendo o tempo limitado e as funcionalidades a testar muitas, será dada maior prioridade à validação das partes da linguagem que não fazem parte da especificação ISO-Prolog.

Estar familiarizado com a linguagem de programação JAVA, e ter aprovação nas disciplinas de Programação Orientada por Objectos (POO) e de Algoritmos e Estruturas de Dados (AED).

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Avaliação sumária do ambiente de desenvolvimento e suporte à execução paralela de aplicações de elevado desempenho em clusters Linux/Intel High Performance Computing, e inclui a abordagem dos seguintes pontos: i) Arquitectura Intel Cluster Ready; ii) Procedimentos para a instalação e distribuição (deployment) do software; iii) Ferramentas de gestão e monitorização; iv) Linguagens, modelos e bibliotecas de programação (e.g., Intel Cluster Toolkit Compiler Edition, com suporte para MPI e openMP); v) Debuggers, suporte de bibliotecas para cálculo numérico (e.g., MKL) optimizadas (versões sequencial e paralela); vi) Escalonamento (job scheduler), focado na plataforma Sun Grid Engine. Ensaio “em produção” de uma aplicação paralela no ambiente. Breve comparação com outros ambientes idênticos (e.g., Sun Studio, Windows HPC Server 2008 R2/Visual Studio).

O candidato deverá ter frequentado ou estar a frequentar Sistemas Distribuídos e Sistemas de Operação. Deverá ainda ter interesses que se manifestam pelo gosto e/ou opção por disciplinas da secção de Arquitectura e Sistemas de Computadores, tais como Redes de Computadores, Computação Paralela e Distribuída, Sistemas de Computação em Grid, ou Gestão de Centros de Dados.

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Avaliação sumária do ambiente de desenvolvimento e suporte à execução paralela de aplicações de elevado desempenho em clusters Windows HPC Server 2008 R2; inclui a abordagem dos seguintes pontos: i) Arquitectura da solução; ii) Procedimentos para a instalação e distribuição (deployment) do software; iii) Ferramentas de gestão e monitorização; iv) Linguagens, modelos e bibliotecas de programação (Visual Studio/MPI/openMP); v) Debuggers, suporte de bibliotecas para cálculo numérico (e.g., BLAS, LAPACK) optimizadas (versões sequencial e paralela); vi) Escalonamento (job scheduler, e políticas suportadas, e.g., prioridades, FIFO, backfill). Ensaio “em produção” de uma aplicação paralela no ambiente. Breve comparação com outros ambientes idênticos (e.g., Intel High Performance Computing, Sun Studio).

O candidato deverá ter frequentado ou estar a frequentar Sistemas Distribuídos e Sistemas de Operação. Deverá ainda ter interesses que se manifestam pelo gosto e/ou opção por disciplinas da secção de Arquitectura e Sistemas de Computadores, tais como Redes de Computadores, Computação Paralela e Distribuída, Sistemas de Computação em Grid, ou Gestão de Centros de Dados.

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O paradigma Cloud Computing (http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing) retoma uma antiga proposta de usar serviços computacionais da mesma forma/com a mesma simplicidade com que se usa a rede eléctrica que entra em nossas casas – basta ligar um equipamento (appliance) a uma tomada. Ao contrário da Grid Computing, focada na utilização maciça de recursos em paralelo como forma de resolver problemas difíceis, e que nasceu em centros de investigação, o Cloud Computing é fortemente apoiado pela indústria (IBM, Microsoft, VMware), e por ela usado (Amazon, Google). Neste trabalho é proposta a criação de uma configuração “private cloud” sobre VMware usando o OpenNebula, um toolkit open source, e o seu ensaio com algumas aplicações de demonstração.

O candidato deverá, preferencialmente, ter frequentado ou estar a frequentar as disciplinas de Sistemas Distribuídos e Sistemas de Operação. Deverá ainda ter interesses que se manifestam pelo gosto e/ou opção por disciplinas tais como Computação Paralela e Distribuída ou Sistemas de Computação em Grid.

OpenNebula (http://www.opennebula.org/start e http://www.opennebula.org/cloud:cloud)
Cloud computing (http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing)

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O objectivo do projecto é o desenvolvimento de uma interface gráfica para um resolvedor de restrições em domínios contínuos.

Um conjunto de variáveis reais e um conjunto de restrições sobre essas variáveis pode ser visualizado como um conjunto de pontos no espaço (em que cada variável representa uma dimensão) cujos valores satisfazem as restrições. Por exemplo, consideremos as variáveis x, y e z e a restrição 1>=x^2+y^2+z^2. O conjunto de pontos que satisfazem esta restrição pode ser visualizado como uma esfera centrada em (0,0,0) e com raio 1.

Os resolvedores de restrições são aplicações capazes de resolver numericamente as restrições e de calcular soluções aproximadas para o problema. No entanto, devido à complexidade das restrições em domínios contínuos, o processo de resolução é em geral bastante moroso, pelo que algumas destas aplicações têm a capacidade de fornecer resultados parciais em tempo de execução. Os resultados parciais fornecidos pelo resolvedores de restrições são representados numericamente por conjuntos de "caixas" que poderão conter pontos que satisfaçam as restrições (ou em que garantidamente todos os seus pontos satisfaçam as restrições).

No exemplo anterior, poderá inicialmente ser fornecido um resultado parcial que seja um cubo que englobe toda a esfera (por exemplo o cubo [-1,1]x[-1,1]x[-1,1]). Posteriormente, este resultado poderá ser refinado para um conjunto de cubos mais pequenos que definem a esfera com mais precisão sendo os cubos internos à esfera compostos exclusivamente por pontos que satisfazem a restrição.

Durante o projecto deverá ser concebido e implementado uma interface gráfica para um resolvedor de restrições já existente. A interface gráfica deverá permitir ao utilizador a definição das variáveis e restrições do problema, a atribuição de valores para os parâmetros do resolvedor de restrições e a visualização dos resultados fornecidos por este em tempo de execução.

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Power Line Maintenance Inspection is done based on reports with technical descriptors contained in geo-referenced points of interest (POI). It would be extremely useful to have a smartphone (or similar) application that would allow downloading relevant data in the current localisation context, acquired by GPS. A prototype on Android has already been developed in Albatroz company, and now the goal is to extend it by incorporating upload capabilities with information related to visual anomalies detected (including geo-referenced images locally taken with the device). The application to be developed, in cooperation with Albatroz, includes a server that will interface with a database management system, and a client, where the user interface to select POI is located. Such interface comprises graphical navigation, geographical references, and sorting by priority levels.

Pre-requisites: 
Geo-referenced Information Systems.
WEB Programming. 

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