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Projeto de Criação do Curso de Doutorado Acadêmico
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Valentina da Rocha Guimarães
1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Projeto de Criação do Curso de Doutorado Acadêmico Coordenador: Prof. Haroldo Gambini Santos Comissão de Elaboração da Proposta: Prof. Tiago Garcia de Senna Carneiro Prof. Ricardo Augusto Rabelo Oliveira Prof. Joubert de Castro Lima Alvaro Rodrigues Pereira Junior ICEB - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas DECOM Departamento de Computação Ouro Preto Minas Gerais Universidade Federal de Ouro Preto
2 Sumário 1.Introdução Histórico da Unidade Acadêmica Proponente Objetivos Objetivos Gerais Objetivos Específicos Justificativa Evolução do Programa Áreas de Concentração e Linhas de Pesquisa Linhas de Pesquisa Elenco de Disciplinas Disciplinas Básicas Disciplinas de Otimização e Inteligência Computacional Disciplinas de Recuperação e Tratamento da Informação Disciplinas de Sistemas de Computação Estrutura do Programa ou do Curso, Fichas de Disciplina, Orientação de Dissertação e Tese Tempo de Integralização Disciplinas a Serem Cursadas...22 Básicas...22 Otimização e Inteligência Computacional...22 Recuperação e Tratamento da Informação...22 Sistemas de Computação
3 Complementares Projeto de Tese e Exame de Qualificação Defesas Exame de Qualificação, Estágios, Atividade Acadêmica Curricular Monitoria e Qualquer Outra Atividade Acadêmica Curricular Exame de Qualificação Doutorado Sanduíche e Outras Atividades Recursos Humanos Responsáveis pelo Desenvolvimento do Programa ou do Curso Corpo Docente Corpo de Apoio Recursos Necessários à Instalação e Manutenção do Programa Laboratório de uso comum Laboratório DECOM HPC Laboratório imobilis Laboratório GOAL Laboratório Idealize Laboratório TerraLAB Bibliotecas: Corpo Docente
4 1. Introdução Este documento apresenta o Projeto do Curso de Doutorado em Ciência da Computação do Programa de Pós Graduação em Ciência da Computação (PPGCC) da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). O projeto, apoiado em todas as instâncias da UFOP, considera o documento da comissão da Área de Computação da CAPES 1 para a criação de novos cursos e a normalização instituída na UFOP para os programas de pós-graduação através da resolução CEPE Nº 2837 e CEPE Nº A seguir são brevemente apresentados os critérios para a criação do Doutorado Acadêmico definidos pelo comitê de área da Ciência da Computação da CAPES juntamente com uma descrição de como nossa proposta adere aos critérios definidos. Proposta do Programa: O curso deve oferecer aos alunos um leque de disciplinas de computação que forneça uma formação abrangente e atual. O conjunto de disciplinas obrigatórias da proposta oferece uma base sólida com os fundamentos teóricos da ciência computação e do método científico, sendo que as disciplinas das três linhas de pesquisa do projeto estão diretamente relacionadas a temas atuais relevantes de pesquisa. Haverá também uma disciplina de seminários que servirá como incentivo para diversificação na formação dos discentes e possível geração de trabalhos que envolvem mais de uma linha de pesquisa. A proposta deve evidenciar a capacidade de captação de recursos pelos professores do curso. O programa têm mantido nos últimos 3 anos uma média de captação de recursos superior a um milhão de reais por ano. Os projetos aprovados incluem tanto recursos de agências de fomento quanto da iniciativa privada. Entre os editais que os pesquisadores tiveram projetos aprovados podemos citar 2 Pró-Equipamentos e nove universais FAPEMIG e CNPq bem como projetos que incentivam a colaboração entre grupos de pesquisa, como PROCAD (casadinho CNPq) e PRONEM, programa de apoio a núcleos emergentes, (FAPEMIG). 1 4
5 Corpo Docente: O programa deve ter uma base sólida em seu núcleo de professores permanentes e não depender em excesso de professores colaboradores. Os professores doutores em tempo integral devem possuir, predominantemente, experiência anterior de no mínimo 3 anos em pesquisa e orientação de alunos, demonstrando sua capacidade de formação. Todos os professores considerados para orientação de doutorado possuem um histórico de orientações de mestrado. Vários deles orientaram trabalhos de doutorado e mestrado em outras instituições mesmo antes da pós-graduação na UFOP ser criada. Esses professores orientaram como colaboradores ou co-orientadores em instituições como UFMG, UFF, UFRJ e CEFET-BH, demonstrando o reconhecimento externo do padrão de qualidade da pesquisa aqui desenvolvida. O corpo docente deve ter formação diversificada, por exemplo doutorado obtido em diferentes instituições do Brasil e/ou do exterior. O corpo docente deve estar atuando em áreas diversificadas de forma a permitir que o aluno de pós graduação tenha uma formação ampla em Ciência da Computação. Valoriza se a formação e experiência do corpo docente em Ciência da Computação (tendo como referência a classificação da CAPES CNPq), com atuação concomitante na graduação e inserção na comunidade nacional e internacional (participação em comitês e em corpo editorial, publicações conjuntas, etc.). É desejável haver doutores com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq. O Comitê valoriza os indicadores da qualificação dos docentes como pesquisadores. A proposta deve claramente identificar pelo menos 2 líderes de pesquisa no corpo docente e evidenciar que os corpo docente é formado por doutores com experiência de orientação reconhecida (orientação de mestres já consolidada) e com comprovada capacidade de pesquisa, demonstrada pela coordenação de projetos de pesquisa com financiamento externo e em cooperação com grupos de pesquisa consolidados, entre outros critérios. O DECOM tem sido bastante rigoroso para a contratação de professores: a maioria dos docentes obteve sua formação em universidades bastante reconhecidas por sua qualidade na área de Ciência da Computação, incluindo UFMG, INPE, PUC-Rio, ITA, UFF e UFRJ. O credenciamento na pós também é rigoroso e o conjunto de professores selecionados é enxuto e produtivo, com mais da metade dos seus integrantes sendo bolsistas de produtividade em pesquisa ou desenvolvimento tecnológico do CNPq. Vários participantes da proposta são líderes reconhecidos em suas respectivas áreas: nos últimos 3 anos tivemos nove projetos universais (CNPq e FAPEMIG) aprovados coordenados por membros de nossa pós, além de 5
6 projetos PRONEM e PROCAD. O departamento investe na melhoria contínua da formação dos docentes: três docentes já fizeram pós-doutorado e o departamento tem liberado ao menos um membro anualmente para tal aperfeiçoamento. O reconhecimento dos docentes do programa como referência de pesquisadores no âmbito nacional e internacional vem de longa data, sendo que um deles foi eleito recentemente reitor de nossa universidade, o Professor Marcone Jamilson Freitas Souza. Citamos como exemplo também o Professor Tiago Garcia de Senna Carneiro, com histórico de orientações e pesquisas no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE. Suas pesquisas, em especial o projeto TerraME, um ambiente de modelagem e simulação computacional utilizado em aplicações com a modelagem e simulação ambiental da amazônia, gases efeito estufa entre outros auxilia em projetos da Fundação Getúlio Vargas EMBRAPA e FIOCRUZ, por exemplo. Esse projeto envolve um grande número de pesquisas em diferentes áreas, incluindo pesquisas em conjunto com a Universidade de Oxford através do por meio do Oxford Internship Programme. Atividades de Pesquisa: Caso o curso proponha mais de uma linha de pesquisa, deve haver um equilíbrio na distribuição de docentes entre essas linhas. As seções 5 e 6 apresentam as 3 linhas de pesquisa com as respectivas disciplinas. Produção Intelectual: Espera se que o corpo docente possua comprovada capacidade de produção científica representada pela publicação de artigos em congressos e periódicos classificados no Qualis CC. É importante que as publicações qualificadas tenham uma boa uniformidade de distribuição entre os membros do corpo docente. Não é recomendável que, por exemplo, a produção esteja concentrada em uma percentagem pequena de docentes do programa. No último triênio tivemos a publicação publicação de 164 artigos científicos com Qualis, dos quais 65 têm Qualis em Índice Restrito (IR); deve-se citar também a evolução anual das publicações em índice restrito: 15, 21 e 29 nos últimos 3 anos. A maioria dos professores mantém um bom padrão de publicações, o que pode ser atestado pelo alto percentual de bolsistas de produtividade em pesquisa do CNPq. Infra Estrutura de Ensino e Pesquisa: A proposta deve conter indicadores de que a instituição está comprometida com o êxito do curso. A infraestrutura deve ser adequada, dando condições aos docentes e futuros alunos de 6
7 mestrado profissional de realizar atividades de trabalhos científicos, tecnológicos e de inovação. É necessário haver ambientes para professores, alunos e laboratórios e devem constar informações sobre a área física e a infraestrutura computacional disponível. O DECOM inaugurou em 2012 um novo prédio, com amplas instalações que incluem salas de professores e sala de alunos da pós graduação. O considerável número de laboratórios descritos na seção 10 é acomodado atualmente no antigo prédio do departamento, que fica ao lado do novo, sendo que cada laboratório possui espaço com estações de trabalho, servidores e rede sem fio para acomodar os alunos envolvidos. Outras Recomendações do Comitê: Corpo Discente, Teses e Dissertações: o número esperado de orientandos por orientador deve ser adequado para um curso que está sendo criado. O curso deve ter um bom histórico de mestrado, formar mestres de forma regular, e haver uniformidade nas orientações entre os docentes. Os mestrandos devem publicar em veículos classificados no Qualis da área de Ciência da Computação (Qualis CC). É importante que exista uma quantidade expressiva de publicações do corpo docente em conjunto com o corpo discente, demonstrando o envolvimento claro destes nas atividades de pesquisa do programa. Inserção Social: é desejável que o Curso esteja preocupado com um impacto positivo na região de atuação. O expressivo número de publicações citado no item produção intelectual envolve na maior parte tanto alunos de mestrado quanto alunos de iniciação científica. Os trabalhos ali citados receberam 11 prêmios e menções honrosas, sendo uma prêmiação Internacional: primeiro lugar na International Timetabling Competition 2011/2012, concedido pela Universidade de Twente, da Holanda. 7
8 2. Histórico da Unidade Acadêmica Proponente O curso de Ciência da Computação da Universidade Federal de Ouro Preto foi criado no dia 13 de junho de 1990 pelo Departamento de Matemática. O Departamento de Computação foi criado em 17 de Outubro de 1994 e teve sua graduação reconhecida pelo MEC em 1995 e desde então, vem com o objetivo de formar profissionais capacitados para atuar no desenvolvimento de sistemas de informação e computação. Com o REUNI, desde 2009, o departamento cresceu com mais professores, alunos e projetos. Atualmente, o curso de bacharelado oferece 40 vagas a cada semestre com uma formação abrangente em diversas tecnologias da computação, possibilitando-lhes atuar em diferentes atividades da área. Em 2010, foi iniciado o programa de Mestrado em Ciência da Computação, o qual se tem destacado pela alta produtividade cientifica e pela rápida expansão. Os primeiros três anos da pós graduação foram marcados por premiações internacionais e grande número de projetos apoiados por agências de fomento e também por empresas. Alunos formados nos cursos do DECOM podem atuar em empresas, órgãos públicos, ou instituições de pesquisa das mais diferentes áreas, sejam em empresas que têm no desenvolvimento software e hardware como sua atividade fim, ou naquelas que utilizem sistemas de computação para apoio a suas atividades principais. 8
9 3. Objetivos 3.1. Objetivos Gerais Os objetivos gerais do Doutorado em Ciência da Computação do PPGCC-UFOP são: formação de recursos humanos com excelência em pesquisa e docência no ensino superior; desenvolvimento de pesquisas que contribuam para o avanço científico do país, ampliando o polo de pesquisa em Ciência da Computação no estado de Minas Gerais e na região do programa, a região dos Inconfidentes; essas pesquisas eventualmente também incluirão inovação tenológica capaz estimular a indústria de tecnologia regional e nacional Objetivos Específicos Os objetivos específicos partem do interesse pelo aumento em qualidade e quantidade da produção científica e tecnológica desenvolvida no PPGCC-UFOP, valorizando os interesses nacionais e a demanda existente por perfis que se destaquem tanto do ponto de vista científico quanto do tecnológico. formar profissionais capacitados para a pesquisa e inseridos plenamente em suas áreas de pesquisa, através do incentivo aos mesmos para a difusão dos resultados em veículos apropriados e a colaboração com grupos de pesquisa nacionais e internacionais; fomentar a abordagem científica para problemas do mundo real, incentivando a criação de projetos inovadores que utilizem a sólida base acadêmica para a resolução de problemas relevantes; valorizar e permitir o crescimento de talentos para a pesquisa, de modo que alunos com vocação para a pesquisa científica possam continuar os trabalhos que já desenvolvem na UFOP, com mais tempo, em um curso de Doutorado; 9
10 aumentar em qualidade e em número a produção científica e tecnológica da UFOP em computação: continuando a tradição de publicação em periódicos reconhecidos e também a produção de patentes. 10
11 4. Justificativa Nos últimos anos a UFOP têm crescido em várias dimensões. A área de computação e relacionadas em especial sido alvo de muitos investimentos. O aumento no corpo docente no DECOM, atualmente conta com mais trinta docentes, permitiu que fossem feitas duas seleções anuais para a graduação, sendo que 80 alunos ingressam somente na graduação em Ciência da Computação, anualmente. Juntamente com isso a UFOP criou dois cursos novos: Engenharia da Computação e Sistemas de Informação. Esse último foi recentemente avaliado com nota máxima no ENADE. A abertura do curso de mestrado no PPGCC permitiu que os alunos engajados em pesquisa, através da produtiva iniciação científica mantida na UFOP continuassem seus trabalhos em um curso de mestrado. A UFOP sozinha, portanto, já tem uma grande quantidade de alunos com interesse pela pesquisa acadêmica. Soma-se a isso a existência de outras faculdades particulares e públicas com cursos de graduação relacionados na região, que incluem Ouro Branco e Conselheiro Lafaiaete, por exemplo. Uma outra demanda regional inicial a se considerar também é a formação do corpo docente em instituições da região. Na maior parte das instituições acadêmicas de ensino superior da região a titulação máxima do corpo docente é mestrado. Como exemplo citamos a extensão da UFOP em João Monlevade, onde aproximadamente 20 docentes já manifestaram interesse em fazer doutorado em temas que os pesquisadores do PPGCC trabalham Evolução do Programa O programa, que iniciou suas atividades em 2010, foi criado por um grupo de professores que mesmo antes da UFOP ter um programa de pós-graduação em computação já buscavam a excelência em pesquisa usando os recursos disponíveis. Evidência disso é que no primeiro ano do programa, antes de qualquer defesa de mestrado ser concretizada, muitos já se tornaram bolsistas de produtividade em pesquisa do CNPq. Dessa forma, um dos objetivos do programa é melhorar em termos de qualidade e quantidade a pesquisa em computação desenvolvida na UFOP através da consolidação de grupos de pesquisa focados e produtivos. Esse objetivo é alinhado desde o princípio com o objetivo maior que é a formação de recursos humanos capacitados para a pesquisa, com habilidades em produção e divulgação de conhecimento 11
12 científico e tecnológico. Nesse sentido o programa visa a formação de profissionais que sejam capazes de utilizar esse conhecimento na avaliação, especificação e desenvolvimento de novas ferramentas, modelos, métodos e sistemas computacionais. Os primeiros três anos do programa foram suficientes para demonstrar a qualidade da pesquisa aqui desenvolvida: os resultados já obtidos incluem premiações nacionais e internacionais importantes e o reconhecimento no país pelas agências de fomento e por empresas do potencial de execução com sucesso de projetos de pesquisa e inovação tecnológica pelos grupos de pesquisa que o compõe. Esse reconhecimento também pode ser observado através da quantidade de recursos que o corpo de pesquisa atraiu para a universidade nesse período. Alguns resultados que podemos citar: 11 prêmios e menções honrosas de artigos publicados com alunos da graduação e pósgraduação; 1 prêmio Internacional: primeiro lugar na International Timetabling Competition 2011/2012, concedido pela Universidade de Twente, da Holanda; publicação de 164 artigos científicos com Qualis, dos quais 65 têm qualis em Índice Restrito (IR); deve-se citar também a evolução anual das publicações em índice restrito: 15, 21 e 29; publicação de uma patente no ano de 2012, tanto no Brasil (INPI) quanto nos EUA (USPTO - patente provisória) e três patentes no Brasil no ano de 2013; registro de cinco softwares junto ao INPI no ano de 2013; em torno de quatro milhões de reais recebidos de projetos de agências de fomento e parcerias com empresas públicas e privadas; aprovação de 9 projetos universais FAPEMIG e CNPq, trazendo recursos de infraestrutura da ordem de R$ ,00 (duzentos e vinte e cinco mil reais); duas aprovações do edital pró-equipamentos da CAPES. O programa adquiriu R$ ,00 (sessenta mil reais) em equipamentos no edital CAPES 27/2010 e R$ ,00 (cinquenta mil reais) no edital CAPES 27/2012; 12
13 aprovação do projeto da Chamada Pública MCTI/CNPq/MEC/Capes - ação transversal nº 06/2011 Casadinho/PROCAD, no valor de R$ ,00 (cento e noventa mil reais). Esse projeto conta com a participação de professores dos Programas de Pósgraduação em Informática da PUC-RIO (PPGI-PUC-Rio) e Pós-graduação de Engenharia de Sistemas da UFRJ (PESC-UFRJ); aprovação do Projeto PRONEM - FAPEMIG, de apoio a núcleos emergentes, no valor de ,85 (duzentos e oito mil, oitocentos e trinta e três reais e oitenta e cinco centavos); eventos nacionais e internacionais foram realizados na UFOP, com membros do PPGCC na organização, dois grandes eventos da SBC: o SIBGRAPI e o SBRC, o X Simpósio de Pesquisa em Transporte Aéreo (X SITRAER), além do Evolutionary Multi- Criterion Optimization 2011, permitindo uma ampla divulgação do programa nestes eventos; publicação de aplicações ou demos nas principais conferências científicas das áreas, como a NOMS'2012 e o WWW'2013, demonstrando a qualidade dos resultados da pesquisa também para gerar produtos inovadores; software produzido pelo laboratório TerraLab, o TerraME (www.terrame.org) possui milhares de usuários e alguns dispersos pelo globo, diversas dissertações de mestrado e teses de doutorado têm sido realizadas como aplicações dele ou com o intuito de ampliar suas funcionalidades; por se tratar um software livre e de código aberto não enxergamos a necessidade de registrar qualquer patente. Até o ano de 2012, atuaram no Programa 12 docentes permanentes. A excelência do corpo docente se reflete no fato de que 7 docentes são bolsistas de produtividade em pesquisa do CNPq (2 bolsistas DT nivel 2 e 5 bolsistas PQ nivel 2), e um deles é membro titular da Academia Brasileira de Ciências. Números de extremo destaque para programas Nivel 3. A diversidade na formação do corpo docente é outro fato de relevância, dado que a maioria dos docentes obteve seu doutorado em universidades de primeira linha do pais, incluindo UFMG, INPE, PUC Rio, ITA, UFF e UFRJ. Citando um dos casos do sucesso do programa que engloba tanto pesquisa quanto inovação tecnológica, falamos do TerraME: é um ambiente modelagem e simulação multiplataforma (MAC, Linux e Windows) que vai de encontro a um dos grandes desafios 13
14 enunciado pela SBC: "Modelagem computacional de sistemas complexos artificiais, naturais e sócio-culturais e da interação homem-natureza". Várias da políticas do governo federal têm sido avaliadas por meio de seu uso antes de implementadas. Na verdade, qualquer decisor do setor público ou privado pode se beneficiar de modelos computacionais capazes de simular cenários que avaliam os impactos de diferentes estratégias: (1) de uso de recursos espaço, tempo, vegetação, água, etc.; ou (2) de controle e resposta a riscos epidemias, incêndios, inundações, etc. No Brasil, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE o utiliza para responder questões relacionadas às Mudanças de Uso e Cobertura do Solo na região Amazônica (http://www.terrame.org/doku.php?id=luccme), para responder questões relativas ao Monitoramento, Análise e Alerta de Riscos (http://www.dpi.inpe.br/terrama2/) e para responder questões relacionadas à Emissão de Gases de Efeito Estufa (http://inpeem.ccst.inpe.br/). Pesquisadores da Fundação Osvaldo Cruz (FIOCRUZ) utilizam o TerraME para avaliar questões relativas ao Controle da Dengue (http://wiki.procc.fiocruz.br/mediawiki/index.php/projeto_dengue). A EMBRAPA utilizou o TerraME para avaliar questões efeitos das erosões acelerados por mudanças climáticas sobre a produção de grãos. A ênfase na excelência na formação de recursos humanos tem atraído talentos de várias regiões do Brasil, assim como talentos de outros países sul americanos, como Peru. A maioria dos mestres formados (54,6%) atuam na academia. Observa-se também que além do grande número de publicações em veículos reconhecidos temos também uma boa distribuição dentro de várias sub-áreas da Computação. É constante a presença de trabalhos produzidos pelos docentes do Programa em eventos com baixas taxas de aceitação, tipicamente abaixo de 20%, como os eventos da ACM e do IEEE. Os resultados do Programa se estendem para além da produção científica e se destacam também na transferência de conhecimento e protótipos de tecnologia para a indústria. O Programa tem diversas patentes depositadas e software produzidos em parcerias com instituições publicas. A transferência de tecnologia para a indústria não se resume à criação de empresas. Desde seus primórdios, o Programa tem se notabilizado por projetos de consultoria e desenvolvimento de tecnologia voltados para as necessidades do mercado interno. Apesar de 14
15 seu inicio em 2010, em apenas três anos os docentes do Programa captaram mais de 3 milhões de reais associados a projetos junto a agências de fomento e industria. Uma tendência que se observa é o aumento da colaboração internacional do corpo docente com grupos de excelência em pequisa do exterior. Esse caminho foi viabilizado basicamente pelos seguintes acontecimentos: (i) a premiação de trabalhos aqui realizados que despertou interesse de centros de pesquisa no exterior (ii) o incentivo do departamento à realização de pesquisas com ampla colaboração internacional, através da liberação de professores do programa para pós-doutorado e também da liberação de professores do departamento para realização de doutorado no exterior para suprir a demanda futura de crescimento do corpo docente de pesquisa. 15
16 5. Áreas de Concentração e Linhas de Pesquisa Programa tem como área de concentração a Ciência da Computação, na qual ocorrem 3 linhas de pesquisa, que serão mantidas: Otimização e Inteligência Computacional, Recuperação e Tratamento da Informação e Sistemas de Computação. Em todas elas temos docentes envolvidos no projeto de abertura do doutorado. A mudança que a abertura do Doutorado irá trazer, nesse sentido, será a inclusão de alguns temas de pesquisa em algumas das linhas, que se torna possível com mais opções de orientação. Área de Concentração: Ciência da Computação 5.1. Linhas de Pesquisa 1. Otimização e Inteligência Computacional : nessa linha de pesquisa são tratados tanto problemas teóricos quanto aplicados que podem ser modelados como problemas de satisfação de restrições e otimização. A pesquisa visa o desenvolvimento de algoritmos e métodos de solução para os problemas em questão. Nesse sentido, os seguintes temas são trabalhados: Problemas de Otimização Combinatória, Programação Matemática, Computação Evolutiva, Inteligência Artificial, Otimização Aplicada, Pesquisa Operacional, Heurísticas, Sistemas Nebulosos e Redes Neurais Artificiais. 2. Recuperação e Tratamento da Informação: nessa linha são tratados os diversos métodos para recuperação, tratamento e análise inteligente de dados complexos. De modo específico são considerados: Sistemas de Informação Geográfica e Geoprocessamento. Modelagem Ambiental. Mineração de Dados e Descoberta de Conhecimento. Processamento de Dados Geográficos, Texto e Processamento Digital de Imagens. 3. Sistemas de Computação: essa linha trata da pesquisa que envolve o projeto, desenvolvimento e análise de sistemas de computação. De modo específico trata-se: Sistemas confiáveis, seguros e disponíveis. Redes de computadores. Computação nas Nuvens. Projetos integrados de software e hardware. Computação Ubiqua e Pervasiva e Ciente do Contexto. Redes de sensores sem fio. Redes complexas e sociais. 16
17 6. Elenco de Disciplinas O comunicado de área 01/2012, Critérios para APCN, com relação aos cursos de Doutorato, ressalta a importância de um conjunto de disciplinas que forneça uma formação abrangente e atual, incluindo disciplinas que garantam ao egresso uma base sólida de formação em computação. Nesse sentido, além das disciplinas relacionadas às linhas de pesquisa e as disciplinas complementares, serão ofertadas disciplinas básicas, que deverão ser obrigatoriamente concluídas pelos alunos de doutorado Disciplinas Básicas Consiste de 3 disciplinas básicas que tratarão dos fundamentos teóricos e técnicos da área da Ciência da Computação, bem como da metodologia da pesquisa científica. A ementa dessas disciplinas são apresentadas a seguir: 1. Metodologia de Pesquisa em Ciência da Computação: Noções de metodologia científica. Referencial teórico da pesquisa científica. Conceitos e técnicas para a preparação de projetos de pesquisa: introdução, objetivos, metodologia, justificativa, resultados esperados, estado da arte, desenvolvimento, experimentos, conclusões. Conceitos e técnicas para proceder à revisão bibliográfica e escrita de artigos científicos. Conceitos básicos em estatística. Esperança, covariância e teste de hipóteses. Coleta de dados, tratamento de informação e análise de resultados. Modelagem probabilística. Modelos derivados de ocorrências aleatórias. Modelos usuais: limite, lineares, multi-variados. Verificação de modelos. 2. Projeto e Análise de Algoritmos: Análise de algoritmos. Paradigmas de projeto de algoritmos. Problemas NP-Completos. Limite inferior para diferentes classes de problemas. Algoritmos paralelos. Tópicos: algoritmos em grafos, noções de recuperação da informação, algoritmos para casamento de padrão, compressão de dados. 3. Arquitetura de Computadores: Revisão de organização de computadores. Projeto de sistemas de memória. Técnicas de processamento pipeline. Aritmética de ponto fixo e ponto flutuante. Redes de interconexão. Processadores vetoriais e matriciais. Multiprocessadores. Processadores não convencionais. 17
18 6.2. Disciplinas de Otimização e Inteligência Computacional 1. Otimização Linear e Inteira: Programação linear: métodos simplex primal e dual, dualidade, análise de sensibilidade, geração de colunas, métodos de decomposição de Dantzig-Wolfe. Programação inteira: modelagem, métodos de solução: planos de corte, enumeração implícita, geração de colunas em Programação Inteira, Programação Dinâmica. Problemas básicos de otimização em redes: árvore geradora mínima, caminho mínimo, transporte, atribuição, fluxo de custo mínimo e fluxo máximo. 2. Inteligência Computacional: Introdução e paradigmas da inteligência computacional. Conceitos básicos de redes neurais artificiais. Neurônio artificial. Perceptrons e Perceptrons múltiplas camadas. Treinamento e Generalização de Redes Neurais Artificiais. Conjuntos Nebulosos: Conceitos Básicos e Operações. Lógica Nebulosa. Sistemas Nebulosos Adaptativos. Computação baseada em interações sociais. Inteligência coletiva. Aplicações. 3. Computação Evolutiva: Introdução à computação evolutiva. Evolução por seleção natural. Conceitos básicos e componentes de algoritmos evolutivos. Algoritmos genéticos. Estratégias evolutivas. Programação evolucionária. Programação genética. Sistemas classificadores. Algoritmos híbridos. Tratamento de restrições. Otimização multiobjetivo com algoritmos evolutivos. 4. Técnicas Metaheurísticas para Otimização Combinatória: Técnicas para solução de problemas de otimização combinatória: Heurísticas clássicas, Metaheurísticas. Principais metaheurísticas: Recozimento Simulado (Simulated Annealing), Busca Tabu, Busca Local Iterada (Iterated Local Search), Busca em Vizinhança Variável (Variable Neighborhood Search), Procedimentos de Busca Adaptativa Aleatória e Gulosa (Greedy Randomized Adaptive Search Procedures), Algoritmos Genéticos, Colônia de Formigas, Busca Dispersa (Scatter Search). Aplicações. 5. Técnicas de Otimização Multiobjetivo : Fundamentos matemáticos. Conceitos básicos de otimização não-linear. Condições de otimalidade. Métodos de minimização irrestrita e restrita. Funcionais-objetivo e vetores de objetivos. Conjuntos ordenados. Soluções de Pareto: caracterização analítica. Geração de soluções de Pareto. Indicação de 18
19 preferências. Algoritmos para otimização multiobjetivo. Otimização multiobjetivo com algoritmos evolutivos. Decisão Disciplinas de Recuperação e Tratamento da Informação 1. Mineração de Dados: Introdução e aplicações de mineração de dados. Processo de descoberta de conhecimento em bases de dados. Pré-processamento de dados. Técnicas de mineração de dados para as tarefas de extração de regras de associação, agrupamento (clustering), classificação e regressão. Uso de ferramentas de mineração de dados. Tópicos atuais de pesquisa em mineração de dados. 2. Processamento de Imagens: Sistema Visual Humano. Sistemas de processamento de imagens. Operações lógicas e aritméticas entre imagens. Transformada de Fourier. Filtragem no domínio espacial e no domínio da frequência. Tópicos em segmentação, registro, representação e compressão de imagens. 3. Reconhecimento de Padrões: Introdução ao reconhecimento de padrões. Percepção. Diferentes abordagens de reconhecimento de padrões. Extração de Características. Características estruturais. Características estatísticas. Análise de Componentes Principais (PCA). Textura. Cor. Normalização. Scaling. Métodos não paramétricos: knn, Estimação de probabilidade, Funções Discriminantes Lineares, LDA, Perceptron, SVM. Seleção de características e redução de dimensionalidade: PCA. Combinação de Classificadores: Diversidade, Bias/Variância, Desempenho (comparação de classificadores), Curvas ROC, Rejeição, Regressão. 4. Recuperação de Informação na Web: Modelagem de sistemas de recuperação de informação. Caracterização da Web. Funcionamento de sistemas de coleta. Indexação distribuída. Linguagens de consulta. Operações sobre consultas. Geração de funções para ordenação de resultados. Avaliação de resultados. Mineração de dados de uso na Web. 5. Análise de Mídias Sociais: Métricas fundamentais de redes complexas. Leis de Potência e redes livres de escala Redes do tipo small world. Bases de dados, técnicas de coleta e análise de dados. Ligações fortes e fracas e homofilia em redes complexas. Estrutura de comunidades. Difusão de informação. Evolução temporal de redes complexas. 19
20 6.4. Disciplinas de Sistemas de Computação 1. Computação Móvel: Apresentar diversos aspectos da computação móvel, como propagação de sinais, questões básicas de redes de comunicação sem fio, serviços baseados na localização, protocolos de comunicação, gerência de informação, redes estruturadas e não estruturadas, desenvolvimento de aplicativos móveis e cientes do contexto. 2. Sistemas Embutidos: Características e projeto de sistemas embutidos. Técnicas para especificação e refinamento. Linguagens, ferramentas e técnicas de projeto. Microcontroladores e Microprocessadores, DSPs, FPGAs e CPLDs. Periféricos. Comunicação e Interfaces. Aplicações de sistemas embutidos. Projeto de sistemas embutidos. 3. Sistemas Distribuídos: Arquitetura de sistemas distribuídos, modelos e classificação. Caracterização da comunicação de processos. Algoritmos Distribuídos. Clustering, Computação em Grade, Disponibilidade e Tolerância a falhas. Componentes de negócio em aplicação distribuída. Arquiteturas Orientadas a Serviços. 4. Programação Paralela: Modelos de arquiteturas paralelas. Medidas de desempenho em programas paralelos. Complexidade de programas paralelos. Exploração do paralelismo em programas: implícita e explícita. Paradigmas de programação paralela: trocas de mensagens e endereçamento compartilhado. Plataformas de programação paralela. Escrita de programas paralelos para busca, ordenação, grafos e problemas matriciais diversos. 5. Engenharia de Software e Sistemas de Computação: Processos de desenvolvimento tradicionais. Processo de desenvolvimento ágeis. Modelos de melhoria de qualidade de processo de software. Gestão de projetos. Métricas de produto e de processo. Engenharia de requisitos. Princípios de projeto. Projeto arquitetural: em camadas, cliente-servidor e orientada a serviços. Projeto estrutural orientado por objeto. Projeto de API. Reuso de código: Programação genérica, uso de padrões de projeto de software, programação baseada em componentes. Teste e garantia de qualidade. Controle de configuração. Estudos de caso. 20
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