Implementazione del frontend di una app Android per la didattica della deduzione naturale.

All'interno del presente elaborato vengono illustrate le scelte progettuali e l'implementazione del frontend dell'applicazione "LogicPlayer", un'App didattica per la risoluzione di alberi di Deduzione Naturale realizzata per sistemi Android

Implementazione del backend di una app Android per la didattica della deduzione naturale

Questo elaborato di tesi illustra la realizzazione del back-end di LogicPlayer, un'app Android per la didattica della Deduzione Naturale

Progettazione e implementazione di una applicazione per dispositivi mobili basata su piattaforma android (linguaggio java) a supporto di soggetti affetti da disturbi dello spettro autistico

Nella maggior parte dei casi, i soggetti affetti da Disturbo dello Spettro Autistico hanno un deficit di comunicazione, sia esso verbale o non verbale. Nonostante, ad oggi, non esista una cura per questo disturbo, una diagnosi precoce entro il terzo anno di vita del soggetto e un programma educativo coerente con le necessità del paziente, permettono al bambino con autismo di raggiungere quantomeno le abilità comunicative di base. Recenti studi hanno dimostrato che l’utilizzo di Information and Communication Technology (ICT) nel trattamento di soggetti affetti da Disturbo dello Spettro Autistico può portare molti benefici, dato che, da un lato, computer, tablet e smartphone sono strumenti strutturati e prevedibili e, dall’altro, i sintetizzatori vocali, se presenti, sono privi di inflessioni verbali. A questo proposito, durante il mio tirocinio di tesi magistrale presso l’azienda “CSP – Innovazioni nelle ICT” di Torino, ho sviluppato un’applicazione per tablet Android che permette a psicologi, educatori, logopedisti, insegnanti e genitori di creare tabelle comunicative circostanziate alle esigenze del soggetto e che consente a quest’ultimo di utilizzare questo strumento come efficace mediatore sociale. Questo software si va a inserire in un progetto più ampio, denominato “tools4Autism”, nato dalla collaborazione tra il centro di ricerca di cui sopra, la “Fondazione ASPHI Onlus – ICT per migliorare la qualità di vita delle persone con disabilità” e il “Centro Autismo e Sindrome di Asperger” di Mondovì (CN). L’applicazione prevede principalmente due metodi di utilizzo: il primo, definito “modalità operatore”, è un editor che permette di creare tabelle composte da un numero variabile di immagini che possono essere pittogrammi, fotografie personali, disegni del bambino e possono essere accompagnate o meno da un testo. Una volta create le tabelle, l’operatore ha la possibilità di modificarle, eliminarle, variarne l’ordine, esportarle su altri dispositivi o importare tabelle precedentemente create. Il secondo metodo di utilizzo, definito “modalità utente”, permette al soggetto affetto da Disturbo Autistico di comunicare con altre persone sfruttando le tabelle create dall’operatore coerentemente con le sue necessità. Al tocco dell’immagine da parte del bambino, essa viene evidenziata tramite un contorno rosso e, se abilitato, il sintetizzatore vocale riproduce il testo associato a tale immagine. I principali fattori di innovazione dell’applicazione sono la gratuità, la semplicità di utilizzo, la rapidità nella creazione e nell’aggiornamento delle tabelle comunicative, la portabilità dello strumento e l’utilizzo della sintesi vocale. Il software sarà sperimentato presso il “Centro Autismo e Sindrome di Asperger”, centro di neuropsichiatria infantile specializzato nello studio del Disturbo Autistico. Tale sperimentazione si pone come obiettivo quello di verificare gli effettivi miglioramenti nella velocità e nella qualità di apprendimento delle fondamentali abilità comunicative.

Logica dell'identità e delle descrizioni

Lo scopo della tesi è studiare la logica dell'identità e delle descrizioni attraverso l'introduzione di metodi sempre più sofisticati che ci permettano di intraprendere attivamente questo studio, senza limitarci a recepire passivamente dei contenuti. L'approccio scelto è quello della deduzione naturale, in particolare il metodo delle derivazioni introdotto da Frederick Fitch.

Organizzazione dell'interfaccia utente su Android

Studio e progettazione di un'applicazione di tipo interfaccia home su Android.

Logiche proposizionali polivalenti

In questa tesi si intende presentare le logiche proposizionali polivalenti con alcuni esempi: esse sono estensioni dalla logica classica a insiemi (in generale ancora finiti come in questa tesi) di valori di verità maggiori di due. La sintassi è la stessa ma non la semantica, rappresentata però sempre da tavole di verità o interpretazioni. Nel primo capitolo sono presentate le definizioni e gli elementi della logica classica che serviranno per studiare questo nuovo tipo di logiche. Nel secondo capitolo è esposto l'esempio di una logica a quattro valori. Si dimostra la completezza di questo calcolo, in una forma diversa rispetto alla logica classica usando tecniche simili. Non valgono infatti il principio del terzo escluso e la Legge di Lewis. Si analizza la validità delle regole del calcolo della deduzione naturale e la riscrittura delle leggi di De Morgan. Nell'ultimo capitolo si affrontano le logiche a n valori con n>2 e varianti a tre valori (vero, falso e indefinito) con i principali esempi di Lukasiewicz-Tarski, Kleene, Priest e Bochvar. Nelle conclusioni si ricordano alcune applicazioni di questo tipo di logiche facendo riferimento alla meccanica quantistica, all'informatica e all'elettronica.

Realtà aumentata per dispositivi android: lo stato dell'arte

Obiettivo di questa tesi è quello di illustrare il mondo della realtà aumentata (AR) ed in particolare delle tecnologie software disponibili per lo sviluppo di applicazioni su dispositivi Android. Si partirà dal darne una definizione e riassumerne i principali fatti storici, all'illustrarne i vari hardware disponibili sul mercato e le tecnologie software per sviluppare progetti. Non verranno tralasciati utilizzi e settori di ricerca, e si presenterà poi il sistema operativo Android. Dopo uno sguardo alla sua architettura e alle sue caratteristiche, nonché al linguaggio di programmazione Java, cardine per lo sviluppo in questo sistema, si presenteranno alcune API dell'SDK nativo che si rivelano utili per lo sviluppo di applicazioni per la realtà aumentata. Infine, verrà presentato un approfondimento sull'SDK Metaio.

Applicazione mobile per supporto alla didattica

Questa tesi descrive le fasi della progettazione e dell'implementazione di una applicazione mobile per il supporto alla didattica del corso di Programmazione del CdL di Ingegneria e Scienze Informatiche del Campus di Cesena. Il progetto ha lo scopo di mettere a disposizione degli studenti e dei docenti una applicazione per dispositivi Android che permetta di usufruire dei servizi attualmente forniti dal portale ufficiale del corso. Le funzionalità principali consistono nell'accesso ai materiali didattici e nella gestione delle consegne di esercizi propedeutici alla prova finale per quanto concerne gli studenti; ai professori è invece fornita la possibilità di eseguire la correzione degli elaborati e seguirne lo stato di avanzamento. Visto l'elevato numero di utenti che utilizzava il portale esistente tramite tablet e smartphone si è ritenuto necessario lo sviluppo di questo prodotto che possa fornire una user experience ottimizzata per questi dispositivi. Durante la progettazione è stata data particolare importanza all'ottimizzazione delle prestazioni, sfruttando gli strumenti più recenti forniti agli sviluppatori, e alla conformità con i principali design pattern della programmazione per dispositivi Android. Allo scopo di fornire un prodotto utilizzabile dalla maggior parte dell'utenza potenziale, si è inoltre data priorità alla compatibilità con tutti i dispositivi e le versioni del sistema operativo, senza rinunciare ad alcuna funzionalità. Il risultato del lavoro consiste in un prototipo pienamente funzionante e utilizzabile che mira a fornire una base stabile su cui eseguire future evoluzioni.

Progettazione e realizzazione di un'applicazione social georeferenziata per dispositivi android

In questo lavoro di tesi abbiamo ideato e implementato un nuovo social network combinando in una sola applicazione per dispositivi mobili alcune nuove idee con altre già esistenti, ma ancora poco sviluppate. Dopo aver analizzato le app attualmente esistenti, si sono definite le caratteristiche dell'applicazione che si vuole creare, traendo ispirazione da Snapchat, Foursquare e Whisper. L'obiettivo è un'applicazione che permette agli utenti di inviare messaggi con testo e immagini geotaggati sulla loro posizione. Essi saranno anonimi, dato che gli utenti avranno la possibilità di creare e utilizzare facilmente più identità. I messaggi potranno essere votati e commentati e avranno una durata definita dall'autore, dopo di che si autodistruggeranno. Tutti i messaggi saranno visibili su una mappa che li mostrerà nel punto in cui l'autore si trovava quando li ha inviati. Gli utenti riceveranno una notifica per i nuovi messaggi inviati nelle loro vicinanze. I primi mesi di lavoro sul progetto sono stati dedicati al perfezionamento dell'idea originale e alla realizzazione della parte server. In questa fase è stato acquisito e configurato un Virtual Private Server, è stato progettato e creato il database MySql, ed è stata implementata la logica applicativa lato server in PHP. Successivamente, ci si è concentrati sulla progettazione e realizzazione dell'applicazione stessa, scegliendo la piattaforma Android e programmando in linguaggio Java. In questa fase si è definita e implementata l'interfaccia utente e la logica applicativa lato client. Giunti ad un buon livello di sviluppo, si è cominciato a distribuire limitatamente una versione alpha dell'applicazione per ottenere feedback dagli utenti, soprattutto riguardanti l'usabilità. La seguente tesi descrive in dettaglio l'idea di partenza, l'architettura del progetto e le funzionalità realizzate, per concludersi con una previsione degli sviluppi futuri. Vi è inoltre in allegato il codice sorgente dell'applicazione Android realizzata.

Errori nelle dimostrazioni: tra logica ed esperienza didattica

Il lavoro nasce dall'esigenza di comprendere quali sono gli ostacoli concettuali e metodologici che gli studenti della scuola secondaria di secondo grado incontrano nello studio delle dimostrazioni. Tale lavoro è in parte dedicato alla descrizione, mediante la proposizione di ragionamenti scorretti, delle tipologie più diffuse di errori commessi nel condurre una dimostrazione, partendo dall'esplicitazione dei requisiti necessari della stessa in contesto logico. La realizzazione di un’esperienza didattica rivolta a studenti delle classi seconde, ha permesso di concretizzare le ipotesi avanzate durante la fase descrittiva. In particolare ha favorito l’individuazione di ulteriori spunti di riflessione su come condurre lo studio delle dimostrazioni e ha messo in evidenza come un’analisi che prescinde dal piano epistemologico risulta fuorviante e inappropriata.

Enhancing security of linux-based android devices

Our daily lives become more and more dependent upon smartphones due to their increased capabilities. Smartphones are used in various ways from payment systems to assisting the lives of elderly or disabled people. Security threats for these devices become increasingly dangerous since there is still a lack of proper security tools for protection. Android emerges as an open smartphone platform which allows modification even on operating system level. Therefore, third-party developers have the opportunity to develop kernel-based low-level security tools which is not normal for smartphone platforms. Android quickly gained its popularity among smartphone developers and even beyond since it bases on Java on top of "open" Linux in comparison to former proprietary platforms which have very restrictive SDKs and corresponding APIs. Symbian OS for example, holding the greatest market share among all smartphone OSs, was closing critical APIs to common developers and introduced application certification. This was done since this OS was the main target for smartphone malwares in the past. In fact, more than 290 malwares designed for Symbian OS appeared from July 2004 to July 2008. Android, in turn, promises to be completely open source. Together with the Linux-based smartphone OS OpenMoko, open smartphone platforms may attract malware writers for creating malicious applications endangering the critical smartphone applications and owners� privacy. In this work, we present our current results in analyzing the security of Android smartphones with a focus on its Linux side. Our results are not limited to Android, they are also applicable to Linux-based smartphones such as OpenMoko Neo FreeRunner. Our contribution in this work is three-fold. First, we analyze android framework and the Linux-kernel to check security functionalities. We survey wellaccepted security mechanisms and tools which can increase device security. We provide descriptions on how to adopt these security tools on Android kernel, and provide their overhead analysis in terms of resource usage. As open smartphones are released and may increase their market share similar to Symbian, they may attract attention of malware writers. Therefore, our second contribution focuses on malware detection techniques at the kernel level. We test applicability of existing signature and intrusion detection methods in Android environment. We focus on monitoring events on the kernel; that is, identifying critical kernel, log file, file system and network activity events, and devising efficient mechanisms to monitor them in a resource limited environment. Our third contribution involves initial results of our malware detection mechanism basing on static function call analysis. We identified approximately 105 Executable and Linking Format (ELF) executables installed to the Linux side of Android. We perform a statistical analysis on the function calls used by these applications. The results of the analysis can be compared to newly installed applications for detecting significant differences. Additionally, certain function calls indicate malicious activity. Therefore, we present a simple decision tree for deciding the suspiciousness of the corresponding application. Our results present a first step towards detecting malicious applications on Android-based devices.

Developing and benchmarking native Linux applications on Android

Smartphones get increasingly popular where more and more smartphone platforms emerge. Special attention was gained by the open source platform Android which was presented by the Open Handset Alliance (OHA) hosting members like Google, Motorola, and HTC. Android uses a Linux kernel and a stripped-down userland with a custom Java VM set on top. The resulting system joins the advantages of both environments, while third-parties are intended to develop only Java applications at the moment. In this work, we present the benefit of using native applications in Android. Android includes a fully functional Linux, and using it for heavy computational tasks when developing applications can bring in substantional performance increase. We present how to develop native applications and software components, as well as how to let Linux applications and components communicate with Java programs. Additionally, we present performance measurements of native and Java applications executing identical tasks. The results show that native C applications can be up to 30 times as fast as an identical algorithm running in Dalvik VM. Java applications can become a speed-up of up to 10 times if utilizing JNI.

Monitoring android for collaborative anomaly detection : a first architectural draft

Our daily lives become more and more dependent upon smartphones due to their increased capabilities. Smartphones are used in various ways, e.g. for payment systems or assisting the lives of elderly or disabled people. Security threats for these devices become more and more dangerous since there is still a lack of proper security tools for protection. Android emerges as an open smartphone platform which allows modification even on operating system level and where third-party developers first time have the opportunity to develop kernel-based low-level security tools. Android quickly gained its popularity among smartphone developers and even beyond since it bases on Java on top of "open" Linux in comparison to former proprietary platforms which have very restrictive SDKs and corresponding APIs. Symbian OS, holding the greatest market share among all smartphone OSs, was even closing critical APIs to common developers and introduced application certification. This was done since this OS was the main target for smartphone malwares in the past. In fact, more than 290 malwares designed for Symbian OS appeared from July 2004 to July 2008. Android, in turn, promises to be completely open source. Together with the Linux-based smartphone OS OpenMoko, open smartphone platforms may attract malware writers for creating malicious applications endangering the critical smartphone applications and owners privacy. Since signature-based approaches mainly detect known malwares, anomaly-based approaches can be a valuable addition to these systems. They base on mathematical algorithms processing data that describe the state of a certain device. For gaining this data, a monitoring client is needed that has to extract usable information (features) from the monitored system. Our approach follows a dual system for analyzing these features. On the one hand, functionality for on-device light-weight detection is provided. But since most algorithms are resource exhaustive, remote feature analysis is provided on the other hand. Having this dual system enables event-based detection that can react to the current detection need. In our ongoing research we aim to investigates the feasibility of light-weight on-device detection for certain occasions. On other occasions, whenever significant changes are detected on the device, the system can trigger remote detection with heavy-weight algorithms for better detection results. In the absence of the server respectively as a supplementary approach, we also consider a collaborative scenario. Here, mobile devices sharing a common objective are enabled by a collaboration module to share information, such as intrusion detection data and results. This is based on an ad-hoc network mode that can be provided by a WiFi or Bluetooth adapter nearly every smartphone possesses.

Google Android : a comprehensive introduction

Google Android, Google's new product and its first attempt to enter the mobile market, might have an equal impact on mobile users like Apple's hyped product, the iPhone. In this Technical report we are going to present the Google Android platform, what Android is, describe why it might be considered as a worthy rival to Apple's iPhone. We will describe parts of its internals, take a look "under the hood" while explaining components of the underlying operating system. We will show how to develop applications for this platform, which difficulties a developer might have to face, and how developers can possibly use other programming languages to develop for Android than the propagated language Java.