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Massively parallel GPU acceleration of population-based optimization metaheuristics: application to the solution large-scale systems of nonlinear equations
No full textHigh-dimensional problems, such as large-scale Systems of Nonlinear Equations, are
challenging due to their complexity and nonlinear solution spaces. Population-based
optimization metaheuristics, such as Particle Swarm Optimization and Gray Wolf
Optimizer, can offer effective approaches. However, their computational demands
often exceed the capacity of traditional methods, particularly when addressing these
problems at large scales.
To address these challenges, parallelization constitutes a promising strategy. Due
to the massive parallel processing capabilities, a Graphics Processing Unit (GPU)
is well-adapted to the acceleration of population-based metaheuristic optimization
algorithms. Thus, employing GPU parallelism can substantially reduce computational
time and enable the solution of larger and more complex problems that would be
impractical on conventional Central Processing Units (CPUs).
GPU-based parallelization of metaheuristic optimization algorithms faces several
challenges due to algorithmic diversity and heterogeneous hardware architectures.
Different metaheuristics exhibit distinct computational patterns, memory access
requirements, and degrees of inherent parallelism, which complicates efficient mapping
to GPU architectures. Moreover, variations in GPU hardware can substantially affect
performance, often requiring algorithm-specific adaptations and hardware-aware
optimizations to fully exploit GPU resources.
This research proposes GPU-based parallelization strategies for population-based
metaheuristic algorithms to enhance performance on large-scale, high-dimensional
optimization problems. It uses GPU parallelism to manage increasing problem sizes
while preserving convergence behavior and solution quality. A central goal is a
hardware-agnostic model that enables scalable acceleration across diverse computa tional environments, providing a general framework for GPU-based metaheuristic
acceleration applicable to various algorithmic paradigms and problem domains.
Experimental results indicate that GPU-accelerated metaheuristics using the
proposed framework substantially outperform their sequential counterparts, achieving
significant speedups. The framework scaled effectively across ten population-based
algorithms and ten benchmark problems of increasing dimensionality, utilizing five
GPU models, including both consumer-grade and professional-grade hardware. In
multi-GPU tests, the framework exhibited superlinear speedup in certain cases.
This study highlights the value of modular, reproducible frameworks for GPU based metaheuristics and provides a base for future research in high-dimensional,
computationally intensive optimization.Os problemas de elevada dimensionalidade, como os Sistemas de Equações Não
Lineares de larga escala, apresentam desafios significativos devido à sua complexidade
e aos espaços de solução não lineares. Metaheurísticas populacionais de optimização,
como Particle Swarm Optimization e Gray Wolf Optimizer, proporcionam abordagens
eficazes, mas exigem mais capacidade computacional do que os métodos tradicionais,
sobretudo quando aplicados a problemas de larga escala.
Para enfrentar esses desafios, a paralelização é uma estratégia promissora. As
Unidades de Processamento Gráfico (Graphics Processing Units (GPUs)), com
elevado poder de processamento paralelo, são adequadas para acelerar metaheurísticas
populacionais. O paralelismo em GPU pode reduzir significativamente o tempo
computacional e permitir resolver problemas maiores e mais complexos, inviáveis em
Unidades Centrais de Processamento (CPUs) convencionais.
No entanto, a paralelização em GPU de algoritmos metaheurísticos enfrenta
desafios devido à diversidade algorítmica e às arquitecturas de hardware heterogéneas.
Diferentes metaheurísticas têm padrões computacionais, acesso à memória e níveis
de paralelismo distintos, dificultando o mapeamento eficiente para GPUs. Além
disso, variações no hardware podem afectar o desempenho, exigindo adaptações e
optimizações específicas para explorar plenamente os recursos disponíveis.
Esta investigação propõe estratégias de paralelização em GPU para algoritmos
metaheurísticos populacionais, visando melhorar o desempenho em problemas de
elevada dimensionalidade e grande escala. A abordagem aproveita o paralelismo da
GPU para gerir o aumento do tamanho dos problemas, preservando simultaneamente
o comportamento de convergência e a qualidade das soluções. Um dos objectivos
centrais consiste na criação de um modelo independente do hardware, que permita
aceleração escalável em diferentes ambientes computacionais, fornecendo um modelo
geral para a aceleração de metaheurísticas baseadas em GPU aplicável a diferentes
paradigmas algorítmicos e domínios de problemas.
Os resultados experimentais demonstram que as metaheurísticas aceleradas por
GPU, utilizando o modelo proposto, superam substancialmente as suas versões
sequenciais, alcançando melhorias significativas na velocidade de processamento. O
modelo mostrou escalabilidade eficaz em dez algoritmos baseados em populações e dez
problemas de referência de dimensionalidade crescente, utilizando cinco modelos de
GPU, abrangendo tanto hardware de consumo como profissional. Em testes realizados
com múltiplas GPUs, o modelo exibiu aceleração superlinear em determinados casos.
Este estudo evidencia a relevância de modelos modulares e reprodutíveis para
metaheurísticas baseadas em GPU, estabelecendo uma base sólida para investigações
futuras em optimização de elevada dimensionalidade e alto custo computacional
Estudos de investigação em psicologia clínica narrativa, fotografia e bem-estar psicológico: o autoconhecimento explorado através da fotografia terapêutica e da terapia narrativa
Get PDFA fotografia terapêutica é um método que utiliza fotografias significativas com o intuito de
promover reações emocionais e insights pessoais significativos. A terapia narrativa é uma
abordagem terapêutica que se concentra no potencial reparador das histórias narradas sobre as
vivências pessoais. Esta investigação apresenta o resultado de uma revisão sistemática da
literatura sobre a aplicação da terapia narrativa e da fotografia terapêutica. Recorreu-se ao
método PRISMA e pesquisou-se estudos nas bases de dados B-on, Google Scholar, PubMed,
Science Direct e Taylor and Francis. Obteve-se quarenta e sete registos de informações que
comprovam a existência de benefícios na utilização conjunta da terapia narrativa e da fotografia
terapêutica. Os resultados sugerem melhorias na autoexpressão e autoconhecimento, bem como
promovem momentos de reflexão, auxiliam na reorganização mental de memórias dolorosas e,
permitem a reconstrução e desenvolvimento de novos significados nas narrativas. Os resultados
sugerem que a combinação de narrativas e fotografias pode ser muito benéfica no
acompanhamento terapêutico.Therapeutic photography is a method that uses meaningful photographs with the intention of
promoting emotional reactions and significant personal insights. Narrative therapy is a
therapeutic approach that focuses on the restorative potential of stories told about personal
experiences. This research presents the results of a systematic review of the literature about the
application of narrative therapy and therapeutic photography. The PRISMA method was used,
and studies were searched in B-on, Google Scholar, PubMed, Science Direct and Taylor and
Francis databases. Forty-seven records of information were obtained that prove the existence
of benefits in the combined use of narrative therapy and therapeutic photography. The results
suggest improvements in self-expression and self-knowledge, as well as promoting moments
of reflection, helping in the mental reorganization of painful memories and allowing the
reconstruction and development of new meanings in narratives. The results suggest that the
combination of narratives and photographs can be beneficial in therapeutic monitoring
Perspetivas da prática pedagógica de educação de infância em tempo de pandemia COVID-19: relatos de uma experiência
Get PDFO desenho da figura humana na Ilha da Madeira: evidências de validade
Get PDFResumo O desenho da figura humana (DFH) é uma das formas mais utilizadas para avaliar o desenvolvimento intelectual infantil. Este estudo investigou as evidências da validade e precisão do sistema Wechsler de correção do DFH para as crianças da Madeira. A amostra incluiu 489 crianças (49% meninas), com entre 5 e 13 anos de idade, de escolas do 1º e 2º ciclos do sistema educativo. Os instrumentos foram: DFH, teste de Matrizes Progressivas Coloridas de Raven (MPCR) e notas escolares (Português e Matemática). Existem diferenças por idade, sexo e da figura desenhada. As correlações entre DFH, MPCR e notas escolares foram significativas. A precisão foi satisfatória (>0,80). Concluindo, este teste DFH possui evidências de validade e precisão, indicando a possibilidade de utilização após obtenção de normas portuguesas.Human figure drawing (DFH) is one of the most used ways to assess children’s intellectual development.
This study investigated the evidence for the validity and accuracy of the Wechsler DFH correction system for children on
Madeira Island. The sample included 489 children (49% girls); 5-13 years old from elementary schools of the Portuguese
educational system. The instruments were the DFH, Raven Colored Progressive Matrices (CPM) test, and school grades
(Portuguese and Mathematics). There are differences in age, sex, and the figure drawn. Correlations between DFH, CPM,
and school grades were significant. Precision was satisfactory (> .80). In conclusion, this DFH test has evidence of validity
and precision indicating the possibility of use after obtaining Portuguese standards
Impactos da pandemia da COVID-19 nos processos de autonomia e flexibilidade curricular: que desafios?
Get PDFEducação e conhecimento: ruturas e desafios na pós-modernidade
Get PDFA transição da modernidade
para a pós-modernidade representa uma
mudança paradigmática significativa,
caracterizada pelo questionamento das
grandes narrativas, pela fragmentação do
conhecimento, assim como pela valorização
da subjetividade e da intersubjetividade.
A nossa análise pretende examinar as
implicações dessa rutura no contexto
educacional, destacando os desafios
emergentes na construção do saber,
destacando como o mesmo se torna
cada vez mais interdisciplinar, dinâmico e
contextualizado. Por outro lado, a crescente
influência da tecnologia e da globalização
no conhecimento também é analisada,
bem como o impacto da mercantilização
do saber e da performance académica
sobre a educação contemporânea. São
discutidas, ainda, as críticas ao relativismo
epistemológico e ao enfraquecimento de uma
base axiológica universal, contrastando-as com novas abordagens pedagógicas que
promovem uma educação mais inclusiva
e crítica. Conclui-se que, apesar das
incertezas inerentes à pós-modernidade,
o contexto educacional contemporâneo
oferece oportunidades para a construção
de práticas pedagógicas mais reflexivas e
alinhadas com os desafios sociais, culturais
e tecnológicos do presente
Presidential elections and secretary appointment: an event study for us biotechnology and drugs
Get PDFThe aim of this study is to analyse the effect of the 2024 US presidential election and the
appointment of the US health secretary to the largest US listed biotechnology and drug firms.
Using an event study methodology, we find that President Donald Trump’s election had no sig nificant impact on the industry. On the contrary, the results show statistically significant negative
stock price reactions around the US health secretary appointment. The negative industry reaction
to the US health secretary appointment is largely explained by his scepticism about vaccination
and criticism about the high prices of drug prescriptions and margins in the industry. These re sults highlight the importance of top government position appointments, especially when such
appointments eliminate much of the uncertainty regarding future government action in the in dustry and political uncertainty hypothesis. Finally, cross-section analysis reveals that the firms
most penalized by the 2024 US presidential election and the appointment of the US health sec retary are those with the highest investments in R&D and capital expenditures. This could mean
lower future investments in new vaccines or drugs, seriously harming society
Empreendedorismo e turismo sustentável: uma revisão narrativa e sistemática da literatura
Get PDFO empreendedorismo passou por uma evolução significativa ao longo dos anos,
transformando-se num campo interdisciplinar que engloba diversas perspectivas. Trata-se de
um fenómeno multifacetado, com significados distintos para diferentes pessoas, incluindo
académicos e líderes de pensamento, o que torna o paradigma dessa disciplina algo elusivo.
O estudo do empreendedorismo a partir de diversas abordagens tem criado uma grande
variedade de definições sobre o que ele realmente representa.
A sustentabilidade é um dos grandes desafios do nosso século, sendo que em 2015 foi
apresentado pelas Nações Unidas a Agenda 2030 e os 17 Objetivos do Desenvolvimento
Sustentável. O turismo é uma indústria imensamente dinâmica, o que causa constante
mudança nas organizações do setor, quer devido aos concorrentes no mercado, mudanças
disruptivas causadas pela inovação tecnológica, oferta de novos serviços ou até devido às
crises monetárias e escassez de recursos. Estes desafios obrigam a que as organizações se
tornem mais sustentáveis, aravés de uma gestão mais eficiente dos seus recursos, mas
também de uma oferta mais ecológica e socialmente responsável aos seus clientes.
Com este estudo pretende-se sintetizar o conhecimento relacionado ao tripé
Empreendedorismo, Turismo e Sustentabilidade através de uma Revisão Narrativa, em que
se aborda a evolução do conceito “Empreendedorismo” ao longo do tempo.
Por último, realizou-se uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL), utilizando a
plataforma Web of Science e ScienceDirect, cobrindo o período de 2020 a 2024, refletindo
assim um período que foi marcado pela pandemia Covid-19 e os anos que a sucederam, foi
também utilizada uma análise de coocorrência de palavras-chave para identificar os
principais temas abordados na RSL.Entrepreneurship has undergone significant evolution over the years, transforming into an
interdisciplinary field that comprehends several perspectives. It is a multifaceted
phenomenon, with different meanings for different people, including academics and thought
leaders, which makes the paradigm of this discipline elusive. The study of entrepreneurship
from various approaches has created a wide variety of definitions of what it truly represents.
Sustainability is one of the major challenges of our century. In 2015, the United Nations
introduced the 2030 Agenda and the 17 Sustainable Development Goals. Tourism is an
immensely dynamic industry, causing constant changes within organizations in the sector,
whether due to market competition, disruptive changes caused by technological innovation,
the offering of new services, or even due to monetary crises and resource scarcity. These
challenges compel organizations to become more sustainable, through more efficient
management of their resources and the provision of more environmentally and socially
responsible offerings to their customers.
This study aims to synthesize the knowledge related to the tripod of Entrepreneurship,
Tourism, and Sustainability through a Narrative Review, addressing the evolution of the
concept of "Entrepreneurship" over time.
Lastly, a Systematic Literature Review (SLR) was conducted using the Web of Science and
ScienceDirect platforms, covering the period from 2020 to 2024, thus reflecting a period
marked by the COVID-19 pandemic and the years that followed. A co-occurrence analysis
of keywords was also used to identify the main themes addressed in the SLR
A comparative study of the biological properties of Eugenia uniflora L. fruits and leaves related to the prevention of cardiovascular diseases
Get PDFCardiovascular diseases (CVDs) remain the leading cause of death globally, emphasizing the need for effective preventive strategies. Plant-based foods, rich in phytochemicals, offer a promising potential in CVD prevention. This study investigated the antioxidant, anti-inflammatory, and antihypertensive properties of two Eugenia uniflora L. varieties (orange and purple pitanga) and their leaves. Their antioxidant activity was assessed using 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging and 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical cation scavenging activity assays, while their antihypertensive activity was evaluated through angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibition. Their anti-inflammatory potential was determined via protein denaturation inhibition. Both fruit varieties exhibited similar bioactivities, with the purple variety showing a slightly higher activity, except in the DPPH and ABTS assays. The leaves consistently demonstrated the lowest activities across all assays. Free polyphenols, dominated by gallic acid, were quantified using µ-QuEChERS followed by ultrahigh-performance liquid chromatography (UHPLC-PDA). The orange variety contained the highest concentration of gallic acid (13.1 mg/100 g DW). These findings highlight the potential of Eugenia uniflora L. extracts as natural antioxidant, anti-inflammatory, and antihypertensive agents, suggesting their value in food, pharmaceutical, and cosmetic applications for promoting human health and preventing CVDs.</jats:p