Anais Do 4O Workshop De Pesquisa Científica
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
EDUFRN Eduardo Lacerda Campos Gabriela Oliveira da Trindade Jhoseph Kelvin Lopes de Jesus Carine Azevedo Dantas Luiz Marcos Garcia Gonçalves Anais do 4º Workshop de Pesquisa Científica 1a Edição Natal EDUFRN 2017 Coordenação de Serviços Técnicos Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Central Zila Mamede Workshop de Pesquisa Científica (4. : 2017 : Natal, RN) Anais do 4º Workshop de Pesquisa científica / [organização] Eduardo Lacerda Campos... [et. al.]. – 1. ed. – Natal, RN : EDUFRN, 2017. 127 p. : il. ISBN : 978-85-425-0726-3 1. Pesquisa científica – Congressos. I. Título. II. Campos, Eduardo Lacerda. CDD 001.42 RN/UF/BCZM CDU 001.891 APRESENTAÇÃO Organizado por alunos da disciplina de Metodologia da Pesquisa Científica do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação (PGEEC), Pós-Graduação em Sistemas e Computação (PPGSC) e Pós-Graduação em Engenharia Mecatrônica (PPGEMECA), o Workshop de Pesquisa Científica (WPC) é um meio encontrado por este programa para permitir que os alunos aprendam na prática como os eventos científicos são organizados. O WPC também é importante para instigar nos alunos a busca pelo modo de fazer ciência. COMITÊ ORGANIZADOR Chair’s de Organização: Eduardo Lacerda Campos Bruno de Melo Pinheiro Chair’s de Programa: Jhoseph Kelvin Lopes de Jesus Carine Azevedo Dantas Chair’s de Publicidade: Gabriela Oliveira da Trindade Rafael Magalhães Nóbrega de Araújo Chair’s do Comitê de Informática: Sebastião Ricardo Costa Rodrigues Chair Honorário: Prof. Luiz Marcos G. Gonçalves - UFRN Anais do 4o Workshop de Pesquisa Científica - WPC 2017 Sumário Simulação ParALELA DA Propagação DE Ondas Sísmicas PELO Método DE Elementos EspectrAIS............................................... 5 Protótipo PARA A Avaliação DE Medição DE Vazão EM Poços Injetores MultizONAS . 12 Modelo Probabilístico PARA Predição DE Desempenho E Evasão DE Alunos: UM Estudo DE Caso NO IFRN........................................... 18 Análise ComparATIVA ENTRE UMA Abordagem DE Seleção Dinâmica DE Atributos E Mé- TODOS DE TEORIA DA Informação ................................. 24 Elasticidade Computacional Inteligente PARA O Particionamento DA Rede EM Redes DE Área Local Sem-Fio Compartilhadas............................ 30 Estudo Exploratório Sobre UMA Abordagem DE Seleção Dinâmica DE Atributos NO Contexto DE Classificação DE Padrões............................. 36 Um Estudo ParA A Visualização De Rastros De Requisitos Através De GrAFOS . 43 Controladores Fuzzy Avançados Aplicados AO Processo DE Produção DO Gás Lique- FEITO DE Petróleo .......................................... 49 Sobreaprovisionamento DE RECURSOS COM SDN NA Internet DAS Coisas.......... 55 Desempenho DO SISTEMA OFDM EM CANAIS SUBMARINOS COM DESVANECIMENTO DE LARGA E PEQUENA ESCALAS ......................................... 61 Análise DE DESEMPENHO PARA ARQUITETURAS DE anemômetros................ 67 Estudo DE Viabilidade Técnica DE UM Sistema DE Comunicação Sem Fio PARA Unida- DES DE Produção DE Petróleo .................................. 73 Sistema DE Inferência DA Fração Molar DE Pentano EM Plantas DE Processamento DE Gás NaturAL Baseado EM Redes NeurAIS ArtifiCIAIS .................... 79 Esquema DE Inércia Virtual EM Fontes Renováveis DE EnerGIA............... 85 Utilização DO Modelo Analítico DE Gontijo E Aziz PARA Predição DA Produção EM Re- servatórios Típicos DO Nordeste BrASILEIRO.......................... 91 Perspectivas Pós-formação E A Consolidação NA Aprendizagem DOS Alunos NO Ensino à Distância: Um Estudo DE Caso NA Faculdade Unopar EM Teresina-PI . 99 CubeSat: Uma visão GLOBAL DE SUA utilização........................... 106 Um Middleware PARA Aperfeiçoar A Experiência DO Usuário EM Plataformas DE Nu- VEM DE Código Aberto....................................... 112 Antena Multifuncional PARA Aplicações EM Sistemas WLAN E 4G . 118 Implementação DO Algoritmo MD5 EM FPGA .......................... 124 Anais do 4o Workshop de Pesquisa Científica - WPC 2017 Simulação Paralela da Propagação de Ondas Sísmicas pelo Método de Elementos Espectrais Roger R. F. Araújo Samuel Xavier-de-Souza Departamento de Engenharia de Computação e Automação Departamento de Engenharia de Computação e Automação Universidade Federal do Rio Grande do Norte Universidade Federal do Rio Grande do Norte Natal/RN, CEP 59078–970 Natal/RN, CEP 59078–970 Email: [email protected] Email: [email protected] Resumo—A simulação da propagação de ondas sísmicas é utilização de malhas não estruturadas e otimizações específicas muito útil para a geração de sismogramas sintéticos empregados para processamento paralelo. A implementação será construída na avaliação de métodos de interpretação sísmica. Porém, sua sobre o software escript [2][3][4][5], que é uma extensão à exigência computacional torna-se bastante alta ao processar linguagem de programação Python voltada à solução numérica cenários complexos, e portanto é interessante aplicar técnicas de EDPs. No que tange ao processamento paralelo, propomos de processamento paralelo à execução da simulação. Propomos otimizar o simulador tanto para múltiplas CPUs quanto para implementar um simulador paralelo para a propagação de ondas sísmicas através do método de elementos espectrais, construído GPUs. Pretendemos com isso executar o software numa am- sobre o software escript. Descrevemos o funcionamento do escript pla variedade de cenários, partindo desde configurações mais e como estendê-lo para o problema em questão. Analisamos a modestas, tais como computadores com uma ou poucas CPUs, ferramenta em seu estado atual por meio de dois experimentos, até estruturas de computação de alto desempenho com centenas com ênfase nos aspectos de desempenho paralelo, e concluímos ou milhares de CPUs. As tecnologias utilizadas para este fim que o escript pode ser expandido para atender aos objetivos da serão OpenMP [6] e MPI [7], e, no caso das GPUs, CUDA pesquisa. [8] ou OpenCL [9]. Palavras-chave—Simulação, propagação de ondas sísmicas, Num primeiro momento o objetivo é construir um simu- método de elementos espectrais, processamento paralelo. lador correto e estável utilizando um único processador. Este estágio demanda realizar medições de desempenho e investigar I. INTRODUÇÃO oportunidades de otimização, visando identificar as principais áreas da simulação que podem se beneficiar do processamento A simulação da propagação de ondas sísmicas tem diversas paralelo. A etapa seguinte consiste em paralelizar o simulador, utilidades. Dentre elas está a geração de sismogramas sintéti- integrando o suporte a múltiplas CPUs e também GPUs. Esta cos, que são importantes na avaliação de métodos de interpre- fase exige a realização de novas medições de desempenho, tação sísmica. A geração destes sismogramas é relativamente de forma a quantificar o speedup e a eficiência alcançadas simples ao se trabalhar com um material uniforme no qual a através da paralelização. Finalmente, propomos demonstrar a onda se propaga por um período relativamente curto de tempo. aplicação do simulador a determinados cenários, fazendo para Porém, ao migrar para cenários mais complexos com diversas cada cenário uma análise de desempenho individualizada. Pos- camadas de subsuperfície de geometria variada, a geração dos síveis demonstrações são a propagação de ondas em camadas sismogramas torna-se um problema não trivial, dado que a de subsuperfície de geometria complexa, longos períodos de simulação tem de ser executada contemplando longos períodos tempo e grandes extensões espaciais. de tempo. Para simular uma onda sísmica é necessário resolver repe- Este artigo está organizado conforme segue. Na Seção II, tidamente a equação da onda, que é uma equação diferencial descrevemos o problema da simulação da propagação da onda parcial (EDP). O método de elementos espectrais (MEE) [1] elástica e técnicas para resolvê-lo. Na Seção III, apresentamos é uma abordagem para resolver EDPs numericamente que a ferramenta escript e como estendê-la para os objetivos oferece melhor fidelidade e desempenho, mas uma menor propostos. Na Seção IV, descrevemos duas simulações de flexibilidade, do que o método de elementos finitos (MEF). propagação de onda realizadas através da ferramenta em sua Apesar de o MEE ser menos flexível, a modelagem da equação forma atual. Finalmente, na Seção V, derivamos conclusões. da onda através dele é viável e oferece boas oportunidades de otimização computacional para obtenção de um melhor desempenho. O desempenho requer uma atenção especial II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA porque a estabilidade da simulação e a qualidade dos resultados obtidos exigem a utilização de incrementos de tempo bastante Nesta seção, descrevemos a equação da onda elástica, pequenos. Dessa maneira, o problema se presta à utilização de como resolvê-la através do MEF ou MEE, e por que utilizar técnicas de processamento paralelo. condições de contorno absorventes ao simular a propagação de ondas. Citamos ainda diversos cenários em que o MEE já foi Propomos construir um simulador de propagação de ondas utilizado para a equação da onda, e a possibilidade de acoplar sísmicas através do método de elementos espectrais, com o MEE ao MEF. Workshop de Pesquisa Científica 2017 - Rio Grande do Norte 5 Anais do 4o Workshop de Pesquisa Científica - WPC 2017 A. A equação da onda elástica; o MEF e o MEE; condições computacional entre a solução aproximada e a solução exata de contorno absorventes diminui exponencialmente conforme se aumenta a ordem dos polinômios das funções básicas, permitindo obter uma conver- A propagação de uma onda