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MC1 – Métodos Computacionais em Problemas Inversos na Pesquisa Espacial

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Instrutor: Dr. Haroldo Fraga Campos Velho

E-mail: haroldo@lac.inpe.br

Resumo: Este Minicurso apresenta uma introdução sucinta aos problemas inversos. Primeiramente, conceito e classificação de problemas inversos são descritos, para então serem discutidas a técnica de regularização (alguns operadores são apresentados, bem como técnicas de solução de otimização), técnica variacional e redes neurais artificiais. Exemplos de problemas inversos em várias áreas da pesquisa espacial são apresentados e discutidos: ciência espacial (mapas de radiação cósmica de fundo, geofísica espacial), engenharia espacial (detecção de danos em estruturas aero-espaciais, projeto ótimo de radiadores espaciais), oceanografia (propriedade óticas de oceanos), meteorologia (temperatura e umidade atmosféricas a partir de dados de satélites).

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MC2 - Ciência e Tecnologia de Processos Aplicadas à Engenharia Simultânea de Sistemas

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Instrutor: Dr. Germano S. Kienbaum

E-mail: kienbaum@lac.inpe.br, kienbaum@uol.com.br

Resumo: Este minicurso apresenta o estado-da-arte da pesquisa e aplicação em Ciência e Tecnologia de Processos (CTP), termo criado para designar, sob a forma de uma única disciplina, o desenvolvimento e aplicação de forma integrada de conhecimentos e técnicas provenientes das áreas de Engenharia de Sistemas, Gerência de Projetos, Modelagem e Simulação de Sistemas e Gestão por Processos de Negócios. O objetivo da CTP é a realização de estudos mais completos de modelos de processos para auxiliar na engenharia simultânea de sistemas, que compreende tanto os processos de desenvolvimento de complexos produtos e/ou serviços como os processos de gestão da organização produtora. Uma abordagem unificada/integrada para modelagem, simulação e gestão de processos aplicada ao ciclo de vida completo do desenvolvimento de modelos de processos discretos é apresentada, como parte de um Framework para condução de estudos de CTP, e suas potencialidades são demonstradas utilizando-se um estudo de caso real, os processos representativos dos serviços comerciais prestados pelo Laboratório de Integração e Testes (LIT) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) para seus clientes industriais externos.

Ementa:
AULA 1: Apresentação, Visão Geral do Curso, Entrega do Material; Revisão da Literatura; A Ciência e Tecnologia de Processos (CTP).
AULA 2: Modelagem Conceitual Unificada para Engenharia Simultânea; Um Framework para CTP; Abordagem Unificada para Modelagem, Simulação e Gestão por Processos; SIMPROCESS - Um Sistema para Simulação de Processos; Modelos para Trabalhos em Grupo.
AULA 3: Apresentação dos Trabalhos em Grupos; Discussão dos Trabalhos em Grupo.
AULA 4: Um Projeto da Área Espacial: Os Processos de Serviços Comerciais do LIT; O Futuro da CTP. Avaliação do curso e sugestões.

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MC3 – Introdução ao Desenvolvimento de Frameworks com Aplicações em C&T

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Instrutor: Dr. Eduardo Guerra

E-mail: guerraem@gmail.com

Ementa: Fundamentos Introdução a frameworks; Hotspots e frozen spots; Padrões para evolução de frameworks; Utilização de herança; Composição e composição recursiva; Inversão de controle; Reflexão; Invocação dinâmica de métodos; Metadados; Anotações; Padrões para frameworks baseados em metadados. Exemplos de Aplicações em C&T com ênfase na área espacial.

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MC4 - Análise Computacional de Séries Temporais em Ciências Ambientais e Espaciais

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Instrutor: Dr. Reinaldo R. Rosa e Dr. Fernando M. Ramos

E-mail: reinaldo@lac.inpe.br, fernando@lac.inpe.br

Resumo: Este minicurso trata dos conceitos e fundamentos relacionados às técnicas matemáticas e computacionais aplicadas na análise de dados medidos na forma de séries temporais. O objetivo principal é apresentar, de forma objetiva e prática, como os cientistas analisam séries temporais (medidas de temperatura na floresta amazônica, por exemplo) e séries espaço-temporais composta por uma seqüência de imagens digitais que representam a evolução de um dado fenômeno físico (distribuição de temperatura na superfície do oceano observada por sensoriamento remoto, por exemplo). Neste minicurso são abordadas os seguintes conceitos e técnicas: distribuições de probabilidades, complexidade estatística, leis de potência, dimensões fractais, dimensão de correlação, funcionais de Minkowski, espectro global de ondeletas e espectro-gradiente para séries curtas. Além de dados relacionados ao meio-ambiente são também analisados, como exemplos, dados observacionais relacionados às explosões solares e outros eventos extremos.

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MC5 - Introdução à Engenharia de Software em Ciências Espaciais

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Instrutor: Dr. Nilson Sant´Anna

E-mail: nilson@lac.inpe.br

Resumo: Este minicurso apresenta uma introdução à Engenharia de Software no ambito das atividades espaciais. Particularmente neste ambito, a Engenharia de Software possui um papel de primordial importância, igualando as demais engenharias, como a engenharia eletrônica, mecânica, etc. Desenvolver software robusto, de alto desempenho, alta qualidade, com alta grau de escalabilidade é característica marcante no software produzido para a área espacial e, portanto, necessita de alto grau de profissionalismo. No texto são apresentadas definições gerais, elementos tradicionais da engenharia de software, como o processo de desenvolvimento e o ciclo de vida, arquiteturas, técnicas utilizadas para a modelagem de sistemas e foco em processos. São apresentados alguns exemplos de aplicações gerais e no escopo de ciências, tecnologias e aplicações espaciais

Ementa: Aula 1: Introdução e Motivação, Sobre o Software atual, Hardware x Software, Engenharia de Software; Aula 2: Software Development Process, Software Engineering Activities: Requirements Elicitation, Analyses, Design, Implementation and Coding, Tests, Deliver, Maintenance; Aulas 3 e 4: Aspectos de Gerenciamento de Projetos e Qualidade, Planejamento, Monitoramento e Controle de Projetos, Tendências e Conclusão. Estudos de Caso: 1 - Projetos de Engenharia de Sistemas Espaciais; 2 - Projetos em Clima Espacial e Astronomia

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MC6 - Tópicos em Fenômenos de Transporte: Teoria, Simulação e Aplicações em Tecnologia Espacial

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Instrutor: Dr. Jerônimo S. Travelho

E-mail: jeff@lac.inpe.br

Resumo: Conceituação de Fenômenos de Transporte. Modelos discreto e contínuo da matéria, intervalos de aplicação. Métodos de abordagem para modelagem molecular dos fluidos. Teoria do contínuo, teorema de transporte de Reynolds. Equações de balanço de massa, quantidade de movimento, energia e transporte de espécies na teoria do contínuo. Classes de métodos para abordagem do contínuo. Fases da modelagem: pré-processamento, processamento e pós-processamento. Algumas aplicações em tecnologia espacial.

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MC7 - Introdução à Modelagem Markoviana e sua Aplicação em Ciência Espacial

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Instrutor: Dr. Solon Venâncio de Carvalho

E-mail: solon@lac.inpe.br

Resumo: Processos estocásticos são modelos probabilísticos usados para descrever o funcionamento de sistemas governados por mecanismos aleatórios, ou seja, sistemas cujo comportamento futuro não pode ser predeterminado, a não ser por sua probabilidade. Neste minicurso faremos uma introdução aos fenômenos aleatórios e à teoria dasprobabilidades, em seguida descreveremos as Cadeias de Markov bem como suautilização na modelagem de sistemas. Alguns exemplos de aplicação na área espacial serão apresentados.

Ementa: Aula 1: Introdução à teoria das probabilidades. Aula 2 :Introdução às Cadeias de Markov. Aula 3: Modelagem markoviana de sistemas. Aula 4: Exemplos de Aplicações Espaciais.

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MC8 - Tópicos de Cosmologia Computacional

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Instrutor: Dr. Reinaldo R. Rosa

E-mail: reinaldo@lac.inpe.br

Resumo: Este Minicurso apresenta, de forma introdutória e objetiva, os principais tópicos da cosmologia moderna abordados com o auxílio da matemática computacional e computação de alto-desempenho.

Ementa: Aula 1: Histórico da Cosmologia, Desafios Matemáticos e Computacionais. Aula 2: Gravitação e Física de Partículas: Matéria e Energia Escuras nos Modelos Cosmológicos Aula 3: Observação e Simulação da Radiação Cósmica de Fundo Aula 4: Observação e Simulação da Formação de Estruturas em Grandes Escalas. Algoritmos tradicionais (GADGET) e com tecnologia GPU/CUDA.

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