Uma tradução de gramáticas de hipergrafos baseadas em objetos para cálculo-π

O aumento da escala e funcionalidade dos sistemas de computação e sua crescente complexidade envolvem um aumento significante de custos e exigem recursos humanos altamente qualificados para o desenvolvimento de software. Integrando-se o uso de métodos formais ao desenvolvimento de sistemas complexos, permite-se realizar análises e verificações destes sistemas, garantindo assim sua correção. Existem diversos formalismos que permitem descrever sistemas, cada qual com diferentes níveis de abstração. Quando consideramos sistemas complexos, surge a necessidade de um modelo que forneça construções abstratas que facilitem o entendimento e a especificação destes sistemas. Um modelo baseado em objetos fornece um nível de abstração que tem sido muito aplicado na prática, onde os dados e os processos que os manipulam são descritos juntos em um objeto. Gramática de Grafos Baseada em Objetos (GGBO) é um modelo baseado em objetos, que além de ser uma linguagem visual, apresenta a vantagem de as especificações adquirirem um estilo baseado em objetos, que é bastante familiar à maioria dos desenvolvedores. Porém, as GGBOs não possuem ainda ferramentas para verificação automática de propriedades desejadas nos sistemas modelados. Uma alternativa para resolver isso é definir uma tradução (que preserve a semântica) desta linguagem para outra, para a qual existam verificadores automáticos. Um formalismo bastante conhecido e estabelecido para descrição de sistemas concorrentes, para o qual existem verificadores automáticos, é o cálculo-π. Porém, sob o aspecto de especificação de sistemas complexos, GGBOs parecem ser mais adequadas como linguagem de especificação que o cálculo-π, pois são visuais, mais intuitivas e possuem um estilo baseado em objetos. Neste trabalho foi definido um formalismo (baseado nas GGBOs), denominado Gramática de Hipergrafos Baseada em Objetos e uma tradução deste formalismo para o cálculo-π, aliando assim as vantagens desses dois métodos. Além disso, para validar a tradução definida, foram feitas provas de que a semântica das gramáticas de hipergrafos baseadas em objetos é preservada na tradução.

Descrição e geração de ambientes para simulações com sistemas multiagentes

Este trabalho situa-se na área de Sistemas Multiagente, que é uma sub-área da Inteligência Artificial Distribuída. Em particular, o problema abordado nesta dissertação é o da modelagem de ambientes, um aspecto importante na criação de simulações baseadas em sociedades de agentes cognitivos, no entanto pouco tratado na literatura da área. A principal contribuição deste trabalho é a concepção de uma linguagem, chamada ELMS, própria para a definição de ambientes multiagente, e a implementação de um protótipo de interpretador para esta linguagem. O resultado da interpretação é um processo que simula o ambiente descrito em alto nível, e é apropriado para a interação com os agentes cognitivos que irão compartilhar o ambiente. Esta linguagem foi desenvolvida no contexto do projeto MASSOC, que tem como objetivo a criação de simulações sociais com agentes cognitivos. A abordagem deste projeto dá ênfase ao uso da arquitetura BDI para agentes cognitivos, a comunicação inter-agente de alto nível (ou seja, baseada em atos de fala) e a modelagem de ambientes com a linguagem ELMS, que é proposta neste trabalho. Os ambientes e agentes que podem ser usados na criação de simulaçõpes, bem como a comunicação entre eles utilizando a ferramenta SACI, são definidos ou gerenciados a partir de uma interface gráfica, que facilita a criação e controle de simulações com a plataforma MASSOC. Além de apresentar a linguagem ELMS e seu interpretador, esta dissertação menciona ainda, como breve estudo de caso, uma simulação de aspectos sociais do crescimento urbano. Esta simulação social auxiliou na concepção e avaliação da linguagem ELMS.

Sistemas de engenharia John Deere Brasil descrição de um ambiente de engenharia para o século XXI

Este trabalho procura sintetizar oito anos de experiência profissional na implantação de recursos de Sistemas de Engenharia nas unidades industriais da John Deere no Brasil. No capítulo 2 são apresentados Fundamentos Teóricos ( conceitos básicos de Sistemas de Engenharia, fundamentos teóricos relativos a Mudança de Paradigmas e uma breve revisão sobre a Teoria das Restrições ) que embasarão a descrição da evolução do cenário tecnológico que atualmente compõe as operações de desenvolvimento de produto e de manufatura da John Deere no Brasil. Esta descrição é feita no capítulo 3. O capítulo 4 descreve a implantação dos recursos de Sistemas de Engenharia atualmente em uso bem como faz estudos comparativos entre este ambiente e o ambiente anterior. Neste capítulo também são apresentados alguns dos resultados alcançados no novo ambiente. No capítulo 5 são apresentados novos conceitos ( atualmente em implementação ) derivados do ambiente descrito assim como define o perfil profissional desejado pela companhia para os engenheiros que atuarão neste ambiente. Nos Anexos são apresentadas descrições de eventos ou situações que de alguma forma influenciaram o atual ambiente de engenharia da companhia no Brasil.

Ambiente baseado em componentes para o desenvolvimento de sistemas computacionais microcontrolados distribuídos

A modelagem e desenvolvimento de sistemas embarcados ("embedded systems") de forma distribuída, tende a ser uma tarefa extremamente complexa, especialmente quando envolve sistemas heterogêneos e sincronização de tarefas. Com a utilização do modelo de componentes de software é possível descrever, de uma forma simplificada, todos os elementos de distribuição e de comunicação para este tipo de sistemas. Neste sentido, a especificação de uma ferramenta capaz de auxiliar na modelagem e no desenvolvimento deste tipo de aplicação, certamente irá tornar o trabalho mais simples. Esta dissertação inicia por uma análise comparativa entre as tecnologias passíveis de serem utilizadas na definição de sistemas distribuídos heterogêneos, focando-se principalmente nas metodologias de modelagem, e nos mecanismos e middlewares de comunicação. Dos conceitos formados a partir desta análise é descrita uma ferramenta, baseada em componentes de software. A ferramenta é uma extensão do projeto SIMOO-RT, onde foram adicionados os conceitos de componente de software, biblioteca de componentes e diagrama de implantação. Além disso, foram realizadas modificações no sistema de geração de código, para dar suporte aos novos conceitos da ferramenta. A dissertação termina com a descrição de alguns estudos de caso utilizados para validar a ferramenta.

Infância, tempo e atividades cotidianas de crianças em situação de rua : as contribuições da teoria dos sistemas ecológicos

Esta tese apresenta dados de um estudo descritivo exploratório com crianças em situação de rua da cidade de Ribeirão Preto, interior do Estado de São Paulo. Foi abordada, através de uma perspectiva ecológica, a temática da infância, abrangendo seus significados e determinações para estas crianças, questões de temporalidade e da identificação, descrição e significação de atividades cotidianas em situação de rua. A amostra foi composta por dez crianças com idades entre oito e onze anos, de ambos os sexos. Com base nos pressupostos teórico-metodológicos da Teoria dos Sistemas Ecológicos e na revisão da literatura nas áreas da História, Psicologia e Psicopatologia do Desenvolvimento foram criados quatro instrumentos de pesquisa (entrevista sócio-demográfica, jogo de sentenças incompletas sobre a infância, entrevista semi-estruturada sobre o tempo e gravuras sobre atividades cotidianas em situação de rua), aplicados na própria situação de rua. Os dados mostram: a) a diversidade da rua enquanto ambiente de desenvolvimento, b) a presença de contatos familiares freqüentes na vida das crianças, c) a defasagem escolar característica, d) a infância definida dentro de parâmetros ideais propostos no macrossistema, e) a vivência do tempo estruturada em rotinas onde a cronologia não se encontra presente de forma incisiva, f) as atividades cotidianas abrangendo diferentes significações, com expressões de diversos afetos e opiniões sobre o viver a situação de rua. A Teoria dos Sistemas Ecológicos sustenta a análise destes dados dentro de parâmetros de integração entre as dimensões Tempo, Pessoa, Processo e Contexto, viabilizando a valorização da criação de instrumentos que favoreçam a descrição e análise da realidade pelos próprios participantes da pesquisa e a proposta e sustentação de projetos de intervenção nesta realidade.

Geração de código no projeto de sistemas reativos a partir da linguagem RS

A linguagem síncrona RS é destinada ao desenvolvimento de sistemas reativos. O presente trabalho tem como objetivo criar meios que facilitem o uso da linguagem RS no projeto e implementação desses sistemas, permitindo que, à partir da especificação de um sistema reativo, seja realizada a sua implementação de forma automática. Deste modo, a linguagem RS é utilizada para a descrição do comportamento de um sistema em um alto nível de abstração, antes de serfeitas a decomposição do sistema em componentes de software ou hardware. A implmentação do protótipo do sistema computacional dedicado é obtida através de uma síntese automática desse modelo de alto nível. Foram implementados geradores de código que utilizam o código objeto fornecido pelo compilador da linguagem RS. Os geradores fazem a tradução para a linguagem C, para a linguagem JAVA, ou para a linguagem de descrição de hardware VHDL. A partir da síntese desses códigos poderá ser obtida a implementação do sistema em um micrcoomputador comercial, em um microcomputador Java de dedicado (ASIP Java), ou em um hardware de aplicação específica (ASIC). Foram realizados estudos de caso representativos dos sistemas reativos embaraçados e de tempo rel. Estes estudos de caso serviram para validar os geradores de código bem como para analisar o uso da linguagem RS no projeto e implementação desses sistemas.

Febre aftosa no Rio Grande do Sul no ano de 2000 : uma análise das transformações ocorridas nos sistemas de produção dos agricultores produtores de leite do município de Jóia/ RS

Este trabalho analisa as transformações ocorridas nos sistemas de produção dos agricultores produtores de leite do município de Jóia, que tiveram seus rebanhos sacrificados devido a ocorrência da febre aftosa, em 2000. Os dados para a composição, análise e comparação dos sistemas de produção foram coletados junto a 40 agricultores e contemplam informações agronômicas e sócio-econômicas do período anterior e posterior a ocorrência da doença. Como ponto de partida tomou-se unidades de produção que implementavam a produção de leite e derivados para a comercialização, antes da ocorrência da doença. A partir de uma metodologia fundamentada na Abordagem Sistêmica, o presente estudo consistiu basicamente numa análise histórica do município a partir da evolução e diferenciação dos Sistemas Agrários e, na descrição, comparação e análise dos sistemas de produção da região diretamente impactada pela febre aftosa no município. Como resultados, constatou-se que o município de Jóia, por razões geográficas, históricas, mas, principalmente, em função da ocupação do meio, evoluiu, ao longo do tempo, sob a égide de dois Sistemas Agrários (Sistema Agrário de Campos e Sistema Agrário de Florestas), cada qual com suas respectivas fases e diferenciações. Quanto aos Sistemas de Produção identificou-se, antes da ocorrência da febre aftosa, três sistemas de criação que envolviam animais para a produção de leite e derivados e seis sistemas de produção que implementavam a produção de leite para fins comerciais, juntamente com o cultivo de grãos seja em pequena, média ou grande escala Após a ocorrência da febre aftosa, identificou-se mais uma vez, três sistemas de criação que envolvem animais leiteiros, cinco sistemas de produção que voltaram a reimplementar a produção de leite para comercialização e três sistemas de produção em que os agricultores não reimplementaram a pecuária de leite em suas respectivas unidades de produção. Passados mais de dois anos da ocorrência da febre aftosa em Jóia, entre os oito sistemas de produção do período posterior à ocorrência febre aftosa, somente dois (SP8 e SP6’) registraram evolução positiva nos indicadores de renda relacionados às atividades agropecuárias, sendo que um deles não mais contempla a produção de leite em escala comercial. Considerando somente o rebanho bovino leiteiro, ocorreram, sistematicamente, a redução dos animais leiteiros e da produção anual em todos os sistemas, um sistema de produção apresentou evolução positiva no efetivo de animais em lactação (SP6’), e um sistema registrou o aumento da produtividade (SP1’). Constatou-se ainda, que na região estudada, apesar da reconhecida importância da pecuária leiteira, a mesma perdeu espaço para a cultura da soja.

Implantação de sistemas da qualidade ISO 9000 e mudanças organizacionais

Este trabalho identifica as principais mudanças organizacionais ocorridas em algumas empresas que implementaram sistemas de garantia da qualidade baseados no modelo das normas ISO 9000:1994. Para o desenvolvimento do tema, discute-se inicialmente aspectos relacionados com normalização internacional e o surgimento da Série ISO 9000 de normas. Apresenta-se a estruturação dessa série de normas e uma descrição do processo de certificação de sistemas da qualidade, além de resultados de algumas pesquisas realizadas no Brasil e no exterior. Posteriormente, é analisada a interpretação dada por diferentes autores para o tema mudança organizacional, assim como a natureza das transformações possíveis, quais sejam estruturais e políticas, estratégicas, culturais, tecnológicas e humanas. A partir do estudo de caso de três empresas, identifica-se então a natureza das mudanças organizacionais ocorridas em cada uma delas a partir da implementação do sistema de garantia da qualidade ISO 9000. O estudo finaliza com as conclusões a respeito do objeto proposto, obtidas a partir da análise das três organizações, incluindo algumas sugestões para empreendimentos que estão buscando uma certificação ISO 9000.

Implementação do protocolo TCP/IP para sistemas de intrumentação

Baseado na tecnologia de interligação de redes, este trabalho apresenta uma proposta de conexão de dois sistemas com processamento próprio com o intuito de troca de informações, utilizando a pilha de protocolos TCP/IP. Este sistema será empregado em ambientes de controle industrial, permitindo o envio de informações do servidor de dados para o cliente. Os dados são constituídos de leituras feitas em equipamentos de campo, apresentando ao cliente remoto, medições dos mais diversos tipos. Por outro lado, o cliente poderá enviar comandos aos equipamentos de campo visando o telecontrole. Como ponto de partida para a elaboração do trabalho prático, foi utilizado o ambiente de controle do sistema de potência da companhia energética do estado do Rio Grande do Sul (CEEE). Um microcomputador com um browser acessa, através de uma rede local, os equipamentos controlados, que poderão ser qualquer tipo de equipamento de campo empregado em subestações de energia elétrica, como disjuntores, transformadores ou chaves. Para permitir o acesso remoto de tais equipamentos, foi elaborado um servidor de dados constituído de um controlador de rede do tipo Ethernet e um microcontrolador de aplicação específica que se encarrega do processamento da pilha de protocolos. O controlador Ethernet utilizado é um circuito integrado dedicado comercial, que executa o tratamento dos sinais de nível físico e de enlace de dados conforme o padrão IEEE 802.2. O processador TCP/IP, enfoque principal deste trabalho, foi elaborado através da linguagem de programação C, e a seguir traduzido para o Java, que é o ponto de partida para a ferramenta SASHIMI, de geração da descrição em VHDL do microcontrolador de aplicação específica utilizado. O processador TCP/IP encarrega-se da aquisição de dados do equipamento de campo, do processamento da pilha de protocolos TCP/IP, e do gerenciamento do controlador Ethernet. A partir desta descrição VHDL, foi sintetizado o hardware do microcontrolador em um FPGA, que juntamente com o software aplicativo, também fornecido pela ferramenta utilizada, desempenha o papel de processador TCP/IP para o sistema proposto. Neste ambiente, então, o cliente localizado no centro de operação, acessa através de um browser o equipamento de campo, visando obter suas medições, bem como enviar comandos, destacando o aspecto bidirecional para a troca de dados e a facilidade de conexão de dois sistemas heterogêneos. Este sistema pretende apresentar baixo custo de aquisição e de instalação, facilidade de interconexão local ou remota e transparência ao usuário final.

Avaliação de sistemas construtivos para habitações de interesse social

O déficit habitacional no Brasil é um problema enfrentado a décadas, agravado pelo êxodo rural e do acelerado crescimento demográfico das grandes metrópoles brasileiras. No Estado do Rio Grande do Sul a situação não é diferente, pois cerca de um terço do déficit habitacional no Estado corresponde a necessidade de novas moradias na região metropolitana de Porto Alegre. A partir da aceitação de sistemas construtivos não-convencionais pela Caixa Econômica Federal, através da homologação do desempenho técnico, com o objetivo de oferecer alternativas tecnológicas para financiamento, vê-se o retorno da confiança desta instituição financeira em liberar recursos para a produção de habitações com tais tecnologias. Dessa forma, a presente pesquisa propõe-se avaliar o desempenho desses sistemas construtivos com o foco voltado à produção de habitações unifamiliares, de interesse social, sob o ponto de vista da industrialização na construção e da gestão dos processos de produção. A pesquisa foi dividida em três fases, sendo elas: pesquisa de levantamento; escolha dos métodos de avaliação com auxílio da revisão da literatura e estudo de caso múltiplo; e, aplicação dos métodos em sete sistemas construtivos da Caixa Econômica Federal e um oitavo sistema, com possibilidades de recursos para os materiais, bem como de uma análise dos resultados da avaliação. Através da descrição detalhada de cada tecnologia, foi possível concluir que as mesmas possuem plenas condições de produzir habitações de interesse social com eficiência diante dos requisitos de desempenho definidos em cada método de avaliação no que ser refere ao processo de produção dos elementos em fábrica e na construção e/ou montagem em canteiro de obras.

Co-simulação distribuída de sistemas heterogêneos

Na simulação heterogênea de um sistema eletrônico complexo, um mesmo modelo pode ser composto por partes distintas em relação às tecnologias ou linguagens utilizadas na sua descrição, níveis de abstração, ou pela combinação de partes de software e de hardware (escopo da co-simulação). No uso de modelos heterogêneos, a construção de uma ponte eficaz entre diferentes simuladores, em conjunto com a solução de problemas tais como sincronização e tradução de dados, são alguns dos principais desafios. No contexto do projeto de sistemas embarcados, a validação desses sistemas via co-simulação está sujeita a estes desafios na medida em que um mesmo modelo de representação precisa suportar a cooperação consistente entre partes de hardware e de software. Estes problemas tornam-se mais significativos quando abordados em ambientes distribuídos, o que aumenta a complexidade dos mecanismos que gerenciam os ítens necessários à correta cooperação entre partes diferentes. Contudo, embora existam abordagens e ferramentas voltadas para o tratamento de modelos heterogêneos, inclusive em ambientes distribuídos, ainda persiste uma gama de limitações causadas pela distribuição e heterogeneidade de simuladores. Por exemplo, restrições quanto à variedade de tecnologias (ou linguagens) utilizadas na descrição das partes de um modelo, flexibilidade para o reuso de partes existentes, ou em tarefas de gerenciamento de sincronização/dados/interface/distribuição. Além disso, em geral, nas soluções existentes para simulação heterogênea, alterações são necessárias sobre as partes do modelo, limitando a preservação de sua integridade. Esta é uma característica indesejável, por exemplo, no reuso de componentes IP (Intellectual Property) Neste contexto, esta tese apresenta o DCB (Distributed Co-simulation Backbone), cujo propósito geral é o suporte à execução distribuída dos modelos heterogêneos. Para isso, são observados de modo integrado quatro fatores básicos: a distribuição física; a independência dos componentes (partes); o encapsulamento das estratégias de gerenciamento de tempo, de dados e de comunicação; e a sincronização híbrida. Em geral, as soluções existentes valorizam um fator em detrimento dos demais, dependendo dos propósitos envolvidos e sua variação em relação ao grau de especificidade (soluções proprietárias ou restritas a um escopo de aplicações). O Tangram, também discutido nesta tese em termos de requisitos, é uma proposta de ambiente para projeto de modelos heterogêneos distribuídos. No contexto da especificação do DCB, esta proposta tem como objetivo geral agregar num mesmo ambiente funcionalidades de apoio para a busca e catalogação de componentes, seguidas do suporte à construção e à execução distribuída de modelos heterogêneos via DCB. À luz dos princípios de generalidade e flexibilidade da arquitetura do DCB, o Tangram visa permitir que o projetista reduza seu envolvimento com detalhes relacionados ao provimento de condições necessárias à cooperação entre componentes heterogêneos. No escopo desta tese, ênfase foi dada à co-simulação de sistemas embarcados, ênfase esta observada também na construção do protótipo do Tangram/DCB, e nos estudos de caso. Contudo, a estrutura do DCB é apropriada para qualquer domínio onde a simulação possa ser utilizada como instrumento de validação, entre outros propósitos.