Arquitectura para sistemas inteligentes de instrucción asistida por computador.

Se propone una arquitectura de pizarra orientada a objetos a partir de la experiencia de desarrollo, uso y evaluación de distintos tipos de materiales educativos computadorizados. Se presenta un conjunto de planes de instrucción y reglas didácticas como guía para el desarrollo de Fuentes de Conocimiento de Control (FCC) y Fuentes de Conocimiento del Dominio (FCD). Finalmente se expone un método para el desarrollo de planes de aplicación del informático en instituciones educativas y para el desarrollo de sistemas de instrucción asistida por ordenador. Se basa en el desarrollo de sesiones de instrucción a través de la planificación de actividades didácticas para cada etapa del ciclo. La planificación se realiza por FCC, y el desarrollo con el alumnado de las actividades planificadas y se realiza por FCD. Coordinando el trabajo de las fuentes de conocimiento se definen las funciones de los objetos planificador de temas, etapas de ciclo de instrucción y la solución de la estrategia didáctica más adecuada para trabajar con el alumnado. El tutor supervisa la sesión de instrucción y actualiza el modelo del estudiante. La pizarra de control es el objeto que permite la comunicación entre los demás objetos del modelo.

Integración de herramientas de simulación para la realización de aplicaciones de enseñanza.

En la actualidad, Internet es una herramienta con mucha importancia en la educación. El lenguaje Java permite cursos con un carácter más interactivo, de ejecución más rápida y más fácilmente transportables. El interés generado en este campo hace necesarias herramientas adecuadas para la elaboración de cursos, que deben permitir expresar todas las posibilidades ofrecidas por la enseñanza a través de Internet. La programación orientada a objetos surgió en la década de los años sesenta, con un lenguaje que ya incorporaba muchas de las ideas introducidas posteriormente con el lenguaje de programación Incremento de C (C++).. En esta investigación se desarrollan varias herramientas de simulación avanzadas que simplifican la generación de cursos educativos para Internet. El lenguaje empleado para ello es una extensión del antiguo Continuous System Modelling Program (CSMP) de IBM. Se denomina al nuevo lenguaje OOCSMP, porque se añaden extensiones a CSMP que le permiten estar orientado a objetos. Estas construcciones permiten simular con una mayor facilidad sistemas complejos basados en la interacción mutua de muchos agentes similares. Se construye un compilador en C++, a Compiler for the OOCSMP Language (C-OOL) que puede generar código C++ o bien Java y/o páginas en lenguaje de marcado hipertextual (HTML). C-OOL genera una interfaz de usuario completamente configurable mediante opciones de compilación. La interfaz permite una simulación interactiva y visual, y la exploración del problema al ser capaz, a diferencia del sistema CSMP anterior en que no era posible, de responder a preguntas del tipo ¿qué pasaría si...? C-OOL también es capaz de compilar los antiguos modelos CSMP, manteniendo las ventajas expuestas. Es compatible con el mayor número posible de navegadores de Internet. Para la validación del lenguaje, se generan automáticamente varios cursos para Internet. El lenguaje OOCSMP, el compilador C-OOL y los cursos generados, se describen con detalle en el este trabajo, acompañados de numerosos ejemplos de uso y aplicación del lenguaje y el compilador..

Aprendizaje activo en Ingeniería de Telecomunicaciones : un caso de estudio.

Resumen basado en el de la publicación

Extensão de um modelo OO formal com aspectos temporais

Na área de Engenharia de Software, há vários modelos formais de especificação orientado a objetos (OO). Um destes é o OO-Method / OASIS. OO-Method se baseia nos seguintes princípios: - dar suporte às noções do modelo conceitual orientado a objetos; - integrar os modelos formais com metodologias de aceitação industrial; - possibilitar a produção de software avançado que inclua a geração completa de código (estática e dinâmica) do desenvolvimento comercial. O processo de desenvolvimento consiste em levantar as propriedades principais do sistema em desenvolvimento (modelo conceitual) por parte do engenheiro de software, e construir de forma automática, em qualquer momento (por um processo de conversão gráfico-textual) a especificação formal orientada a objetos em OASIS (Open and Active Specifications of Information System) que constituirá um repositório de alto nível do sistema. O objetivo de OASIS é expressar os requisitos funcionais de um sistema de informação, em um marco formal, que facilite sua validação e geração automática de programas. OASIS não inclui a especificação de aspectos temporais. A modelagem de aspectos temporais é um importante tópico da modelagem de sistemas de informação, porque através destes são representadas as características dinâmicas das aplicações e a interação temporal entre diferentes processos. A especificação de requisitos de aplicações através de modelos orientados a objetos permite representar não só os seus estados, mas também, seu comportamento. Modelos temporais representam também a evolução de objetos com o tempo. Como o estado de um objeto pode ser alterado devido à ocorrência de um evento (fato ocorrido em um determinado instante no tempo), é importante que o modelo utilizado permita apresentar a história destes eventos. O presente trabalho tem por finalidade propor uma extensão temporal a um modelo formal de especificação OO. Esta extensão inclui tanto aspectos estáticos quanto dinâmicos. A extensão de aspectos estáticos estende OASIS com atributos temporais. A extensão dos aspectos dinâmicos, contribuição central do trabalho, estende OASIS com eventos temporais.

Desenvolvimento de um sistema de informação para a interação ágil entre clientes e empresas construtoras incorporadoras de prédios residenciais

A personalização de produtos e serviços e o projeto em conjunto entre empresas e clientes representam hoje um diferencial competitivo de ambientes ágeis de negócios. Esta tendência também é válida para a indústria da construção civil, onde a customização do produto é de vital importância para a satisfação do cliente, cada vez mais desejoso de um imóvel de baixo custo e com um certo nível de exclusividade. Esta pesquisa procura levar contribuições para o setor da Indústria da Construção Civil utilizando conceitos atuais como o de manufatura ágil e dando ênfase à dimensão de interação com o cliente e à personalização de produtos. Estabelecer uma interação constante entre cliente e empresa é um dos requisitos fundamentais para a definição de um ambiente ágil de negócios. Alias, considera-se importante que as empresas construtoras, em seus planos estratégicos, busquem não somente melhorar a eficiência dos processos construtivos (através de programas de qualidade e produtividade), mas também, ampliar qualitativa e quantitativamente os atributos dos imóveis ofertados através da integração do cliente ao projeto de seu futuro imóvel. O objetivo principal deste trabalho consiste em desenvolver um modelo de sistema de informação (SPAIR: Sistema de Informações para Personalização de Imóveis Residenciais) para a interação entre clientes e empresas incorporadoras e construtoras de condomínios residenciais, permitindo a incorporação de práticas de manufatura ágil a estas empresas. Para captar a visão dos potenciais usuários do sistema, foi realizado um estudo de caso em uma empresa incorporadora e construtora de condomínios residenciais, no sentido de definir o que projetistas e compradores de imóveis consideram importante em termos de personalização. A modelagem conceitual do problema em estudo foi realizada utilizando-se uma abordagem orientada a objetos. A utilização desta abordagem permitiu a implementação de um protótipo, no qual existe uma relação direta entre os eventos que ocorrem no mundo real e no sistema computacional. Um protótipo foi desenvolvido, utilizando a Web como ambiente de execução, permitindo a utilização de SPAIR por qualquer usuário conectado a Internet. Embora o sistema tenha passado por um conjunto limitado de testes de validação, os resultados obtidos demonstram o potencial do mesmo como uma ferramenta efetiva de implementação dos conceitos de manufatura ágil e customização de massa na área de construção civil.

Adaptação dinâmica do timeout de detectores de defeitos através do uso de séries temporais

Uma aplicação distribuída freqüentemente tem que ser especificada e implementada para executar sobre uma rede de longa distância (wide-área network-WAN), tipicamente a Internet. Neste ambiente, tais aplicações são sujeitas a defeitos do tipo colapso(falha geral num dado nó), teporização (flutuações na latência de comunicação) e omissão (perdas de mensagens). Para evitar que este defeitos gerem comseqüências indesejáveis e irreparáveis na aplicação, explora-se técnicas para tolerá-los. A abstração de detectores de defeitos não confiáveis auxilia a especificação e trato de algoritmos distribuídos utilizados em sistemas tolerantes a falhas, pois permite uma modelagem baseada na noção de estado (suspeito ou não suspeito) dos componentes (objetos, processo ou processadores) da aplicação. Para garantir terminação, os algoritmos de detecção de defeitos costumam utilizar a noção de limites de tempo de espera (timeout). Adicionalmente, para minimizar seu erro (falasas suspeitas) e não comprometer seu desempenho (tempo para detecção de um defeito), alguns detectores de defeitos ajustam dinamicamente o timeout com base em previsões do atraso de comunicação. Esta tese explora o ajuste dinâmico do timeout realizado de acordo com métodos de previsão baseados na teoria de séries temporais. Tais métodos supõem uma amostragem periódica e fornececm estimativas relativamente confiáveis do comportamento futuro da variável aleatória. Neste trabalho é especificado uma interface para transformar uma amostragem aperiódica do atraso de ida e volta de uma mensagem (rtt) numa amostragem periódica, é analisado comportamento de séries reais do rtt e a precisão dee sete preditores distintos (três baseados em séries temporais e quatrro não), e é avaliado a influência destes preditores na qualidade de serviço de um detector de defeitos do estilopull. Uma arquitetura orientada a objetos que possibilita a escolha/troca de algoritmos de previsão e de margem de segurança é também proposta. Como resultado, esta tese mostra: (i) que embora a amostragem do rtt seja aperiódica, pode-se modelá-la como sendo uma série temporal (uma amostragem periódica) aplciando uma interface de transformação; (ii) que a série temporal rtt é não estacionária na maioria dos casos de teste, contradizendo a maioria das hipóteses comumente consideradas em detectores de defeitos; (iii) que dentre sete modelos de predição, o modelo ARIMA (autoregressive integrated moving-average model) é o que oferece a melhor precisão na predição de atrasos de comunicação, em termos do erro quadrático médio: (iv) que o impacto de preditores baseados em séries temporais na qualidade de serviço do detector de defeitos não significativo em relação a modelos bem mais simples, mas varia dependendo da margem de segurança adotada; e (v) que um serviço de detecção de defeitos pode possibilitar a fácil escolha de algoritmos de previsão e de margens de segurança, pois o preditor pode ser modelado como sendo um módulo dissociado do detector.

Linguagem de consulta temporal : definição e implementação

Até hoje, não existem implementações de SGBDs Temporais disponíveis no mercado de software. A tradução de linguagens de consulta temporais para o padrão SQL é uma alternativa para implementação de sistemas temporais com base em SGBDs comerciais, os quais não possuem linguagem e estrutura de dados temporais. OASIS (Open and Active Specification of Information Systems) é uma linguagem que serve como repositório de alto nível para especificação formal orientada a objetos e geração automática de software, em diversas linguagens, através da ferramenta CASE OO-Method. As aplicações geradas desta forma utilizam, como meio de persistˆencia de objetos, SGBDs comerciais baseados na abordagem relacional. A linguagem OASIS foi estendida com aspectos temporais. A extensão de OASIS com aspectos temporais requer a especificação de um modelo de dados e de uma linguagem de consulta temporais que possam ser utilizados em SGBDs convencionais. Há duas abordagens para resolver o problema. A primeira baseia-se em extensões da linguagem e/ou do modelo de dados de modo que o modelo não-temporal é preservado. A segunda, abordagem de generalização temporal, é mais radical e não preserva o modelo não-temporal. A linguagem ATSQL2 fornece recursos adequados aos conceitos encontrados na abordagem de generalização temporal. Neste trabalho utiliza-se os conceitos de generalização temporal preservando o modelo não-temporal. A presente dissertação tem por finalidade propor um modelo de dados para suporte à extensão temporal da linguagem OASIS, bem como estender a linguagem ATSQL2 para facilitar as consultas a eventos temporais. O sistema de tradução da linguagem de consulta temporal para SQL é também adaptado ao modelo de dados proposto.

Um Middleware reflexivo para apoiar o desenvolvimento de aplicações com requisitos de segurança

Muitos aplicativos atuais, envolvendo diversos domínios de conhecimento, são estruturados como arquiteturas de software que incorporam, além dos requisitos funcionais, requisitos não funcionais, como segurança, por exemplo. Tais requisitos podem constituir um domínio próprio, e, portanto, serem comuns a várias outras arquiteturas de software. Tecnologias como Programação Orientada a Aspectos, Reflexão Computacional e Padrões de Projeto colaboram no desenvolvimento de arquiteturas que provêem a separação de requisitos não funcionais. Porém, sua experimentação e adoção no domínio da segurança computacional ainda é incipiente. O foco deste trabalho é a elaboração de um padrão de projeto voltado à segurança, utilizando como arquitetura conceitual programação orientada a aspectos, e como arquitetura de implementação, reflexão computacional. A composição destas tecnologias resulta em um middleware orientado à segurança, voltado a aplicações desenvolvidas em Java. Estuda-se as tecnologias, seus relacionamentos com a área de segurança, seguido da proposta de uma arquitetura de referência, a partir da qual é extraído um protótipo do middleware de segurança. Este, por sua vez, provê mecanismos de segurança tão transparentes quanto possível para as aplicações que suporta. Com o objetivo de realizar a implementação do middleware de segurança, também são estudadas os mecanismos de segurança da plataforma Java, porém limitado ao escopo deste trabalho. Segue-se o estudo da base conceitual das tecnologias de Reflexão Computacional, o modelo de implementação, seguido de Programação Orientada a Aspectos, o modelo conceitual, e, por fim, têm-se os Padrões de Projeto, a arquitetura de referência. Integrando as três tecnologias apresentadas, propõe-se um modelo, que estabelece a composição de um Padrão Proxy, estruturado de acordo com a arquitetura reflexiva. Este modelo de arquitetura objetiva implementar o aspecto de segurança de acesso a componentes Java, de forma não intrusiva,. Baseado no modelo, descreve-se a implementação dos diversos elementos do middleware, estruturados de forma a ilustrar os conceitos propostos. Ao final, apresenta-se resultados obtidos durante a elaboração deste trabalho, bem como críticas e sugestões de trabalhos futuros.

Um estudo empírico sobre os benefícios de SOA nas empresas: a visão dos profissionais de TI

Este trabalho tem como objetivo principal a avaliação da percepção dos profissionais de tecnologia de informação quanto aos benefícios atribuídos a arquitetura orientada a serviço (SOA). Em busca deste objetivo, e visando uma melhor compreensão do tema, estudos teóricos foram desenvolvidos abordando os seguintes assuntos: Arquitetura de Software, Gerenciamento de Processos de Negócio (BPM) e Arquiteturas Orientadas a Serviços (SOA). A partir do referencial teórico e de um grupo de foco – composto por seis profissionais experientes em SOA – oito hipóteses foram levantadas, representando os principais benefícios atribuídos a estas arquiteturas. Um questionário foi então preparado e, a partir dele, 66 respostas válidas foram obtidas. Os resultados foram analisados utilizando-se de estatísticas descritivas e dos testes estatísticos não-paramétricos de Wilcoxon e qui-quadrado, buscando a validação, ou rejeição, das hipóteses apresentadas. Como resultado, em suma, percebe-se que, apesar da recente adoção das SOAs pelas empresas brasileiras, parece haver uma consonância entre seus profissionais de TI quanto aos benefícios desta nova abordagem para projetos de tecnologia da informação. Evidencia-se também a grande importância de disciplinas como governança e planejamento para a garantia do sucesso na implantação de projetos baseados nestas arquiteturas.

Desenvolvimento de um simulador genérico de processos dinâmicos

Simulador de processos é uma ferramenta valiosa, pois possibilita desde a validação de projetos e sua operabilidade prática até aumentos de produção e redução de custos. Devido a estes e outros fatores, o interesse industrial em técnicas e pacotes computacionais para a modelagem, simulação e otimização de processos tem crescido muito nos últimos anos. Juntamente com este interesse cresce a qualidade das ferramentas disponíveis no mercado para tal, mas estas ainda não satisfazem totalmente as expectativas de seus usuários. Este trabalho consiste no projeto de um novo simulador genérico para processos dinâmicos que satisfaça os usuários de forma mais completa do que os disponíveis atualmente no mercado. Para tanto, foram reunidas e, quando necessário, desenvolvidas novas técnicas relativas à descrição, análise e solução de problemas dinâmicos. Uma nova linguagem de modelagem orientada a objetos e um sistema de tradução da representação nesta linguagem para sistemas de equações foram propostos. Métodos de análise dos sistemas de equações provenientes da modelagem foram desenvolvidos com o intuito de auxiliar o usuário na detecção de erros de modelagem. Algoritmos para solução de sistemas dinâmicos e estacionários foram reunidos e uma arquitetura interna foi proposta. Por fim, o sistema como um todo foi testado através de sua aplicação em problemas típicos e outros que não podem ser resolvidos diretamente com os pacotes computacionais disponíveis no mercado. O teste com os problemas práticos provou que a estrutura proposta é adequada e apresenta uma série de vantagens quando comparada com softwares largamente utilizados na simulação de processos.

Desenvolvimento de framework para análise e simulação dinâmica de sistemas elétricos de potência

Esta tese apresenta uma metodologia flexível orientada a objetos (OO) para a aplicação no projeto e implementação de sistemas de software utilizados na realização de estudos dinâmicos de sistemas elétricos de grande porte. A metodologia OO proposta objetiva tornar mais simples o desenvolvimento, a atualização e a manutenção de complexos sistemas de software para estudos de transitórios eletromecânicos em sistemas elétricos de potência. Os requisitos de usuário são mapeados para um conjunto de classes básicas, as quais são usadas para efetuar a modelagem de dispositivos dinâmicos tais como geradores elétricos. Para avaliação da metodologia foram realizados dois estudos de casos. No primeiro estudo caso o Framework foi aplicado na simulação das unidades geradoras da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. Os resultados da simulação foram comparados com medições obtidos em ensaios no campo e mostrou a boa performance do Framework na reprodução dos fenômenos eletromecânicos desta usina de grande porte. No segundo estudo de caso, por outro lado, o Framework foi aplicado na modelagem de um sistema de geração fotovoltaico (PV) com seu sistema de Rastreamento da Potência Máxima (MPPT). O controle MPPT foi implementado usando técnicas digitais. Os resultados das simulações demonstram a performance do Framework na modelagem do sistema de controle de corrente, assim como no controle MPPT, dos sistemas de geração PV.

Sistema de tratamento de dados de Geologia (STRADGE)

Não disponível

Análise da dinâmica do uso da terra e sua interferência em enchentes na área urbana do município de Americana (SP)

Due to an intense process of population growth and urban density in Americana (SP), mainly due to the development of the local textile industry after 1970, there was, concomitant to the occupation of the margin of rivers and streams, soil sealing that increased the level of superficial runoff, triggering frequent floods. Based on the analysis of these processes we investigate the conditions of one densely urbanized area of the county, the Córrego do Parque, in three time series, 1977, 1996 and 2008. Taking as the starting the characterization and spatial distribution of landscape physiography, we prepared thematic letters and synthetic maps digital scale 1:10,000 from photointerpretation of aeroframes. The thematic maps were produced by scanning with subsequent edition using the software Auto-Cad Map. Checking the data and of geographic coordinates with GPS (Global Positioning System). Regarding land use classes, we used the description of the Soil Conservation Service (1975) which allowed us to get the Curve Number parameter, which will be used in hydrologic modeling for verification of flooding (Tucci, 1989). For the process of hydrologic modeling, we used models based on Methodology Object Oriented Modeling Applied to Water Resource Systems, Viegas Filho (1999), using the computer program called IPHS1, which uses models of the Soil Conservation Service (SCS , 2004), for conversion of rainfall-runoff and the spread of excessive rain. The results indicate that increased waterproofing generated by the change in use and occupation over the past decades promoted the increased surface runoff and drainage system overload, increasing the intensity of floods

Uma ferramenta para mineração de aspectos

A Mineração de Aspectos visa a identificar potenciais interesses transversais em código fonte de programa e a Refatoração para Aspectos visa a encapsulá-los em aspectos. A Mineração de Aspectos é um processo não-automático, pois o usuário precisa analisar e compreender os resultados gerados por técnicas/ferramentas e confirmar interesses transversais para refatorá-los em aspectos. Neste trabalho é proposta uma abordagem visual que lida com resultados gerados por duas técnicas de mineração de aspectos propostas na literatura. Por meio de múltiplas visões coordenadas, diferentes níveis de detalhe para explorar sistemas de software apóiam a análise e a compreensão de tais resultados para futura refatoração. O modelo de coordenação, implementado na ferramenta SoftVis4CA, é apresentado neste trabalho, juntamente com as visualizações e com os resultados preliminares obtidos.