Disciplinas Optativas 2016/1 Departamento de Ciência da Computação

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1 Alg. p/ Bioinformática I 3a. e 5a. 11:10-12:50 Marcos Augusto Não A disciplina tem uma programação aberta, que explora o desenvolvimento de algoritmos e modelos para recuperação inteligente de informação, utilizando recursos de álgebra linear computacional e estatística. Congrega alunos do programa de pós-graduação em Bioinformática do ICB e utiliza a sinergia existente entre os discentes de graduação e pós-graduação em Sistemas de Informação, Ciência da Computação e Matemática Computacional. Não existe pré-requisito. O ambiente de prototipagem utilizado é o Matlab, que é explorado em aulas práticas. Ao final do curso, as equipes, em geral, expõem os seus trabalhos em congressos da área, notadamente o x-meeting. Alguns trabalhos desenvolvidos neste curso têm gerado resultados que, posteriormente, na disciplina Algoritmos para Bioinformática, são preparados para publicação em periódicos da área. Análise Estática de Código 2a. e 4a. 17:00-18:40 Fernando A disciplina tem por objetivo introduzir o aluno a aspectos avançados da implementação de compiladores. Esse é um curso de natureza teórica e prática. Do ponto de vista teórico, serão abordados diversos aspectos que fundamentam a análise de programas. Em particular, serão vistos: (i) os vários tipos de grafos utilizados para repreentar programas, (ii) os algoritmos mais comuns para manipular esses grafos, (iii) as estruturas algébricas - reticulados - sobre os quais se baseiam tais algoritmos, (iv) sistemas de tipos, (v) programação baseada em restriões e (vi) provas de propriedades, tais como, progresso e preservação de sistemas de tipos. Do ponto de vista prático, os alunos terão contato com pelo menos um compilador de uso industrial, o LLVM, atualmente utilizado em companhias, tais como, Nvidia, Cray e Apple. Várias descrições semânticas de programas serão feitas sobre a linguagem Prolog, e um dos trabalhos práticos envolverá o uso de um provador de teoremas, o sistema Twelf. A avaliação do curso dar-se-á via duas provas e três trabalhos práticos, mais uma discussão de artigo científico atual. Aprendizado de Máquina 3a. e 5a. 17:00-18:40 Adriano Veloso I Introduzir a teoria, os fundamentos e as principais técnicas de Aprendizagem de Máquina. Discutir recentes aplicações da Aprendizagem de Máquina, tais como, recuperação de informação, robótica, mineração de dados, bioinformática, bancos de dados, processamento de imagens e reconhecimento de padrões. Armazéns de Dados 2a. e 4a. 17:00-18:40 Marcos André Introdução a Bancos de Dados (desejável, mas não fundamental) Armazéns de dados constituem tecnologia central dos chamados Sistemas de Inteligência de Negócios. Nessa disciplina, cobriremos aspectos imortantes da tecnologia de Armazéns de Dados, tais como: conceitos básicos e arquitetura, comparação com sistemas transacionais; modelagem dimensional básica e avançada, projeto de armazéns de dados, dentre outros. Arquitetura da Internet 2a. e 4a. 09:25-11:05 Ítalo/Dorgival Redes de Computadores ml Este curso é sobre a arquitetura da internet, uma das invenções mais significativas dos últimos 30 anos e de claro impacto na sociedade. O sucesso da Internet é devido em parte à sua arquitetura, que inclui soluções para problemas complexos de escabilidade, desempenho, gerência, robustez e custo. Este curso irá cobrir teoria, heurísticas, algoritmos e técnicas utilizadas em várias soluções empregadas na arquitetura de Internet. O conteúdo do curso tem utilidade direta para auxiliar no desenvolvimento de aplicações, operação, gerência e resolução de problemas em rede. Arquitetura de Software 3a. e 5a. 14:55-16:35 Marco Túlio Programação Modular Conceitos básicos. Estilos e padrões arquiteturais. Arquiteturas orientadas por modelos. Modularização e serparação de interesses. Recuperação, conformidade e evolução. Arquiteturas orientadas por serviços. Arquiteturas de software para domínios específicos. Bancos de Dados Geográficos 3a. e 5a. 14:55-16:35 Clodoveu Introdução a Bancos de Dados (desejável, mas não fundamental) pos O objetivo da disciplina é apresentar conceitos e tecnologias utilizadas no desenvolvimento e uso de sistemas gerenciadores de bancos de dados geográficos, vistos como elementos fundamentais de sistemas de informação geográficos, incluindo fundamentos necessários para o estudo e a pesquisa no estado-da-arte em geoinformática. A disciplina aborda a modelagem de bancos de dados geográficos, extensões espaciais da linguagem SQL e uma gama de tópicos tecnológicos complementares, que permitem conceber e implementar aplicações envolvendo dados geoespaciais.

2 Compiladores I 2a. e 4a. 13:00-14:40 Renato Ferreira Fundamentos da Teoria da Computação O objetivo da disciplina é ensinar técnicas básicas de construção de compiladores e conceitos relacionados com linguagens de programação. A matéria apresentada tem aplicação não somente em projeto de linguagens de programação, mas é também importante para a compreensão e implementação de interfaces que tornem mais natural a comunicação homem/máquina. Computação Gráfica 3a. e 5a. 13:00-14:40 Renato Ferreira AEDS -Cálculo I-GAAL Criptografia Teórica e Aplicada 3a. e 5a. 17:00-18:40 Jeroen Álgebra A Computação Gráfica é a disciplina da geração de imagens a partir de modelos. Dentro desse conceito abrangente, modelos podem ser desde objetos físicos, até outros dados, como por exemplo, a pressão em um veio subterrâneo de petróleo ou velocidades de ar ao redor da asa de um avião, até outros objetos ainda mais abstratos, como sons. Esses modelos podem incluir ainda fontes de luz e outros aspectos globais de uma cena. E as imagens a serem geradas podem ser desde uma imagem fotorealística do objeto, até uma representação visual de uma música, ou uma caricatura da cena representada pelo modelo. Nesse universo amplo, a disciplina cobre os aspectos básicos, desde as noções de geometria, até modelos de iluminação glovais, passando pelas estratégias de modelagem de objetos, desde pela representação de seus vértices e arestas, até em modelos fractais. Criptografia é a ciência de comunicação e computação confiável na presença de partes maliciosas. Esta área proporciona propriedades básicas de segurança, como o sigilo, a integridade e a irretratabilidade de dados e transações. A criptografia tem um papel imprescindível, posto que é a única técnica que propicia segurança e privacidade quando o canal de comunicação é aberto - Internet e canais sem fio, por exemplo. Os objetivos principais desta disciplina são: a) estudar os princípios e primitivas básicas da criptografia, b) estudar os princípios matemáticos por trás, c) estudar como, com rigor matemático, é possível provar a segurança de algoritmos e protocolos matemáticos, d) em particular, fornecer ao aluno formas de se distinguir entre segurança incondicional, segurança computacional e segurança ad-hoc. Desenvolvimento de Jogos Digitais 2a. e 4a. 11:10-12:50 Luiz Chaimowicz/ Renato Ferreira I O objetivo dessa disciplina é expandir o conteúdo da disciplina Inteligência Artificial para Jogos que vem sendo oferecida anualmente na graduação desde Pretende-se dar uma visão mais ampla e abrangente de todo o processo de desenvolvimento de jogos digitais incluindo, além da parte de Inteligência Artificial, aspectos de computação gráfica, redes de computadores, sistemas distribuídos e engenharia de software que sejam relevantes ao desenvolvimento de jogos. Fundamentos Estatísticos para Ciências dos Dados 3a. e 5a. 09:25-11:05 Renato Assunção Exposição prévia às principais idéias de probabilidade, incluindo variáveis aleatórias, distribuição conjunta e distribuição condicional. Conhecimento do material apresentado no livro Probabilidade de Paul Meyer, ou capítulos 1 a 5 do livro All of Statistics de Larry Wasserman, ou capítulos 1 a 4 de Casella e Berger ou qualquer outro livro básico de probabilidade é suficiente. O objetivo da disciplina é permitir ao aluno dominar princípios, técnicas e metodologias associadas ao raciocínio probabilístico e na análise de dados estatísticos. Tem havido uma explosão no uso de modelos estocásticos e no desenvolvimento de métodos de inferência bastante sofisticados em computação. Algumas das áreas que vem usando intensamente esses modelos, incluem as seguintes: robótica probabilística, processamento de linguagem natural, recuperação de informação, redes de sensores e análise de redes sociais. Além dessas aplicações, existem as áreas de aprendizado de máquina, mineração de dados e modelos gráficos, ensinadas em quase todos os programas de excelência em ciência da computação. É impossível desenvolver pesquisa de qualidade, nessas últimas três áreas, sem um sólido conhecimento de probabilidade e estatística. Interação Humano- Computador 2a. e 4a. 17:00-18:40 Raquel Prates Não O objetivo da disciplina é apresentar uma visão geral da área de Interação Humano-Computador (IHC). Será dada uma mais instrumental e aplicada ao aluno tanto de métodos de avaliação, quanto de projeto. Porém a avaliação de sistemas interativos será priorizada (em relação a projetos), para que os alunos possam apreciar a qualidade do sistema, e entender os requisitos básicos necessários para a qualidade do projeto de uma interface. Ementa resumida: A área de IHC no Brasil e no Mundo, estilos de interação, qualidades de uso. Processo de design na perspectiva de IHC. Métodos de coleta de dados dos usuários. Bases teóricas da área de IHC. Métodos de avaliação de base empírica e de base teórica. Modelos de projeto de interação.

3 Internet das Coisas 3a. e 5a. 09:25-11:05 José Marcos Não Conceitos, tecnologias e desafios da internet das coisas. Sistemas RFID. Sensores e redes de sensores sem fio. Networked RFID. Middleware RFID. Padronização, proteção de dados e privacidade. Integração RFID e RSSF. Redes veiculares. Redes oportunísticas e DTN. Inteligência de ambientes. Internet do futuro. Conceitos de computação invisível. Aplicações. Introdução à Computação Visual 3a. e 5a. 19:00-20:40 Erickson/Jefersson/ William Algoritmos e Estruturaas de Dados I e Geometria Analítica e Álgebra Linear O objetivo principal deste curso é prover uma visão introdutória da área de Computação Visual. Por meio da exposição de problemas e aplicações, será dado ao aluno uma sólida base de conhecimento em algoritmos e estruturas de dados necessários para o desenvolvimento de metodologias avançadas em disciplinas como Visão Computacional, Computação Gráfica e Processamento Digital de Imagens. Este objetivo será alcançado com a combinação de ferramentas teóricas utilizadas para resolução dos problemas, às quais terão seus conceitos fixados com a elaboração de trabalhos práticos pelos alunos. Introdução à Robótica 2a. e 4a. 14:55-16:35 Douglas Não Métodos Quantitativos em Pesquisa Experimental em Ciência da Computaçõ Modelagem de Processos de Negócio Nanotecnologia Computacional 2a. e 4a. 09:25-11:05 Jussara Não 2a. e 4a. 19:00-20:40 Clarindo Não 3a. e 5a. 14:55-16:35 Omar O primeiro objetivo deste curso é abordar os princípios fundamentais da robótica e da robótica móvel. A robótica tem tido um papel cada vez mais relevante para o homem, na medida em que ela passa a colaborar em diversas tarefas essenciais, em particular no setor produtivo. Trata-se de uma área de pesquisa que é inerentemente multidisciplinar, e onde os conhecimentos de Computação, além de fundamentais, são aplicados extensivamente. O segundo objetivo é prover ao aluno conceitos básicos de projeto completo de um "produto" que está em contato com o mundo real. Isso implica em uma melhor compreensão da distância que existe entre abstração e a implementação prática. Nesse sentido, durante o curso, os alunos estarão projetando e implementando robôs móveis para realizarem tarefas em um ambiente semi-estruturado, porém dinâmico. Como computação é um ramo da ciência, torna-se cada vez mais importante para os pesquisadores da área desenvolverem habilidades e terem conhecimento do método científico. Muitas pesquisas em ciência da computação experimental não são devidamente consideradas porque seus resultados baseiam-se em técnicas experimentais incorretas ou deficientes. Outras pesquisas em computação falham na apresentação de evidências experimentais que suportam suas conclusões. Esta é a motivação para um curso que concentra-se em técnicas estatísticasd para suportar o método científico em ciência da computação. Os exemplos ilustrativos dos métodos experimentais estará concentrados em Web, redes, recuperação de informação, engenharia de software, IHC, dentre outras áreas. Esta disciplina visa apresentar conceitos, técnicas e métodos relacionados à modelagem de processos de negócio. Para se projetar, entender ou se buscar melhorias no funcionamento de um negócio, torna-se essencial fazer a modelagem de seus processos. Os modelos de negócio provêem uma visão simplificada da realidade complexa da organização, permitindo uma melhor compreensão dessa realidade. Devemos considerar, também que, nos dias atuais, cada vez mais jos negócios de qualquer tipo de organização necessitam do apoio de sistemas automatizados. Para serem mais efetivos, é importante que sistemas de informação sejam projetados para atender aos objetivos de negócio. Portanto, um objetivo importante da modelagem de processos de negócio, e que constitui uma ênfase nesta disciplina, é o de prover uma visão que facilite o desenvolvimento de software alinhado com os objetivos de negócio. O objetivo central desta disciplina é apresentar, discutir e estudar o desenvolvimento de ferramentas computacionais e algoritmos para o auxílio à Pesquisa em Nanociência e Nanotecnologia. Serão apresentados os fundamentos da Nanociência e Nanotecnologia e em seguida exploraremos várias abordagens de como a computação pode ser usada para auxiliar no desenvolvimento da Nanociência e Nanotecnologia. Organização de Computadores Processamento Digital de Imagens 3a. e 5a. 13:00-14:40 Omar Organização de Computadores I 3a. e 5a. 11:10-12:50 Arnaldo Cálculo de Várias Variáveis genum=10 Microprocessadores avançados. Barramentos. Sistemas de memória e entrada-e-saída. Arquiteturas avançadas. Este curso visa transmitir ao participante conhecimentos e conceitos básicos na área de processamento digital de imagens e dos sistemas de informação multimídia. Ao mesmo tempo, uma oficina prática e ilustrações de aplicações em diversos campos fornecerão um sentimento do vasto potencial aplicativo de PDI. O aluno terá a sua disposição todo o conjunto de transparências da disciplina em formato eletrônico (pdf).

4 Processamento Digital de Som e Vídeo 3a. e 5a. 17:00-18:40 Arnaldo Cálculo de Várias Variáveis genum=12 Programação Funcional 2a. e 4a. 17:00-18:40 Carlos Camarão Não Projetos e Conceitos de Sistemas Paralelos e Distribuídos 0 2a. e 4a. 14:55-16:35 Wagner Meira Não Este curso visa transmitir ao participante os conhecimentos e os conceitos básicos na área de processamento digital da informação (som e vídeo) e da recuperação de informação visual. Ao mesmo tempo, uma oficina prática e ilustrações de aplicações em diversos campos fornecerão um sentimento do vasto potencial aplicativo destes tópicos na multimídia. Neste curso, vamos aprender um pouco sobre como programar em uma linguagem funcional pura, Haskell, e um pouco sobre porque programar em Haskell leva a um desenvolvimento mais rápido e fácil de programas eficientes, concisos e fáceis de entender. O motivo que leva a isso é o suporte adequado a uma combinação dos seguintes mecanismos: 1) Polimorfismo (universal ou paramétrico), 2) Inferência de tipos (em vez de apenas verificação de tipos), 3) Funções de ordem superior (funções que recebem ou retornam funções), 4) Tipos de dados algébricos, 5) Sobrecarga de nomes com resolução de sobrecarga dependente do contexto, 6) Mônadas. Esta disciplina tem por objetivo apresentar os fundamentos de sistemas paralelos e distribuídos juntamente com algumas das tecnologias usadas na sua implementação e aplicações dos vários fundamentos. A disciplina também irá discutir modelos e técnicas mais recentes, inclusive as relacionadas a big data e computação em nuvem. Recuperação de Informação - Máquinas de Busca na Web 2a. e 4a. 09:25-11:05 Nívio/Berthier I O objetivo principal da disciplina é investigar o projeto e implementação de técnicas e ferramentas que possibilitem o desenvolvimento de máquinas de busca para a WWW. Ao final do curso o aluno deverá conhecer em profundidade os principais componentes de uma máquina de busca para documentos web. A disciplina terá três objetivos principais: estudar os coletores de páginas Web, estudar técnicas para geração de um índice para coleções de documentos web e estudar e implementar os principais modelos de recuperação de informação disponíveis na literatura. Esses modelos correspondem às estratégias de ranking implementadas pelas máquinas de busca. Cada aluno terá que construir protótipos dos três principais componentes de uma máquina de busca para a Web: coletor, indexador e processador de consultas. Faz parte, também, das atividades de cada aluno a coleta de parte da Web usando seu próprio coletor, o qual deverá colocar as páginas coletadas em um repositório central. A partir das páginas coletadas, deverá ser criado um índice para ser utilizado pelo processador de consultas. Redes Complexas: Teoria e Algoritmos 3a. e 5a. 14:55-16:35 Ana Paula/ Fabrício/Virgílio Não Este curso tem como objetivo estudar e entender como ocorre a interconexão entre ambientes sociais, tecnológicos e naturais, e como o estudo das redes complexas leva à compreensão dessas conexões. Tópicos incluem: como opiniões circulam nas redes, como movimentos políticos se espalham na Web, fragilidade e robustez das redes. Para isso, o curso apresenta a teoria das redes complexas e algoritmos relacionados à aplicações em ciência da computação, como Web, recuperação de informação, redes de sensores, etc. A teoria de redes complexas se aplica a outras áreas do conhecimento também, como: redes sociais, economia, biologia e física. O curso focaliza a análise estática das estruturas de topologia das redes complexas e aspectos de evolução dinâmica (ex: temporal). Os alunos deverão fazer um projeto envolvendo redes complexas, aplicando a teoria e desenvolvendo algoritmos em diferentes contextos. Reutilização de Software 3a. e 5a. 19:00-20:40 Eduardo Magno Programação Modular ou Programação Orientada a Objetos Técnicas de reutilização de software. Reutilização de funções e bibliotecas. Frameworks de aplicação. Padrões de projeto e de arquitetura. Linha de produtos de software. Desenvolvimento de software orientado a aspectos. Programação orientada a características. Desenvolvimento de software baseado em componentes. Desenvolvimento dirigido por modelos.

5 Software Básico 2a. e 4a. 13:00-14:40 Daniel Macedo A disciplina pretende oferecer uma visão sistêmica dos princípios básicos de funcionamento dos computadores modernos. Nesse sentido, aspectos de hardware são apresentados sempre considerando seu impacto sobre o desenvolvimento de software e os princípios de desenvolvimento de programas são analisados no contexto da sua interação com o hardware. A organização dos sistemas de computação é discutida usando a abordagem de níveis de abstração, onde cada novo nível de abstração define uma máquina virtual sobre a qual novos serviços se tornam disponíveis. Uma visão geral de sistemas operacionais como um nível de abstração importante no entendimento dos computadores modernos também é apresentada. Os novos recursos de virtualização também são discutidos nesse contexto. Finalmente, dada sua importância crescente no cenário de computação atual, conceitos de processamento paralelo são discutidos ao longo de todo o curso, com ênfase na disponibilidade cada vez maior de máquinas com múltiplas unidades de processamento (em soluções como hyper-threading e multi-core, por exemplo). Solução de Problemas Computacionais ON-LINE Thiago I (Sugerido) Os objetivos desta disciplina são: exercitar os conceitos estudados nas disciplinas Matemática Discreta, I, e I; complementar a formação dos alunos introduzindo novos conceitos, tais como: Geometria Computacional e Algoritmos Enumerativos, aplicar os conceitos estudados nas disciplinas de programação da UFMG, na solução de problemas computacionais complexos, além de preparar os alunos para competições de programação, tais como: Maratona de Programação da ACM e Google Code Jam. Ao final desta disciplina, espera-se que o aluno seja capaz de interpretar e analisar um problema computacional complexo, dividi-lo em subproblemas, pesquisar e avaliar os melhores algoritmos e estruturas de dados, para solucionar cada subproblema e construir a melhor solução possível para o problema original. Teoria dos Grafos 3a. e 5a. 13:00-14:40 Sebastián Não Verificação Automática 3a. e 5a. 09:25-11:05 Sérgio Campos Conhecimento de Lógica Visão Computacional 2a. e 4a. 14:55-16:35 Erickson Não Neste curso, apresenta-se grafo como uma poderosa ferramenta para a solução de problemas computacionais. Um grafo consiste numa estrutura pra modelagem de problemas, expressando relações entre elementos de um conjunto. O principal objetivo do curso é tornar o aluno apto a analisar problemas computacionais em termos de grafos e conhecedor de técnicas, algoritmos e ferramentas para tratamento de grafos. São apresentados, no curso, propriedades de grafos, aplicações e algoritmos, com ênfase em modelagem (transformação de um problema computacional em um problema envolvendo grafos). Neste curso vamos estudar técnicas para modelar e verificar propriedades de sistemas reais e complexos, como por exemplo: processadores, sistemas de software concorrentes, como sistemas de comércio eletrônico, sistemas P2P, de transmissão de vídeo e até mesmo sistemas biológicos. Não posso prometer todas as respostar, mas prometo discussões interessantes sobre assuntos como: porque o acelerador do Toyota dispara, ou porque sorvetes de baunilha podem estragar seu carro. Ou então, o que aconteceu como foguete Ariane 5, que explodiu segundos após o lançamento. De forma geral, vamos estudar porque sistemas complexos de software e hardware se comportam d emaneira inesperada, quando menos se espera, e o que pode ser feito para impedir isto. O tema é rico e está cada dia sendo mais usado e oferecendo mais oportunidades de pesquisa, de empregos e de desenvolvimento tecnológico. Este tema foi ganhador do Turing Award da ACM em 2007 e de diversos outros prêmios. Estas técnicas são usadas por empresas importantes e grandes, como Intel, IBM, Motorola e até Microsoft. Existem até empresas que só fazem isto (uma delas aqui em BH). As imagens digitais estão cada vez mais presentes nas atividades de nossa sociedade atual. Elas possuem um diversificado uso em dezenas de aplicações importantes e problemas de nosso cotidiano, como por exemplo a extração de informação do mundo em nossa volta e visualização de mundos virtuais. O objetivo principal deste curso é prover uma visão panorâmica da área e dos fundamentos de visão computacional e suas aplicações. Ao final do curso o aluno será capaz de identificar os principais problemas e paradigmas, bem como as principais metodologias, algoritmos e heurísticas, normalmente utilizados em Visão Computacional. A abordagem utilizada para se alcançar esse objetivo baseia-se, fundamentalmente, em utilizar o ferramental teórico e na implementação de soluções para problemas reais tais como rastreamento de objetos, reconstrução tridimensional e renderização baseado em imagens.

6 Visualização de Dados 2a. e 4a. 11:10-12:50 Raquel Minardi Não acao Introduzir a base teórica de visualização de informação, incluindo princípios de cognição visual e percepção, análise multivariada, técnicas de análise visual, princípios de projeto de interfaces visuais e aplicações de visualização de informação. Trabalharemos modelos, algoritmos e tecnologias envolvidos no desenvolvimento de técnicas de visualização. Apresentaremos algumas das mais populares metáforas visuais e discutiremos suas características e aplicações.

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