Middleware for Large-scale Distributed Systems

Nos últimos anos o aumento exponencial da utilização de dispositivos móveis e serviços disponibilizados na “Cloud” levou a que a forma como os sistemas são desenhados e implementados mudasse, numa perspectiva de tentar alcançar requisitos que até então não eram essenciais. Analisando esta evolução, com o enorme aumento dos dispositivos móveis, como os “smartphones” e “tablets” fez com que o desenho e implementação de sistemas distribuidos fossem ainda mais importantes nesta área, na tentativa de promover sistemas e aplicações que fossem mais flexíveis, robutos, escaláveis e acima de tudo interoperáveis. A menor capacidade de processamento ou armazenamento destes dispositivos tornou essencial o aparecimento e crescimento de tecnologias que prometem solucionar muitos dos problemas identificados. O aparecimento do conceito de Middleware visa solucionar estas lacunas nos sistemas distribuidos mais evoluídos, promovendo uma solução a nível de organização e desenho da arquitetura dos sistemas, ao memo tempo que fornece comunicações extremamente rápidas, seguras e de confiança. Uma arquitetura baseada em Middleware visa dotar os sistemas de um canal de comunicação que fornece uma forte interoperabilidade, escalabilidade, e segurança na troca de mensagens, entre outras vantagens. Nesta tese vários tipos e exemplos de sistemas distribuídos e são descritos e analisados, assim como uma descrição em detalhe de três protocolos (XMPP, AMQP e DDS) de comunicação, sendo dois deles (XMPP e AMQP) utilzados em projecto reais que serão descritos ao longo desta tese. O principal objetivo da escrita desta tese é demonstrar o estudo e o levantamento do estado da arte relativamente ao conceito de Middleware aplicado a sistemas distribuídos de larga escala, provando que a utilização de um Middleware pode facilitar e agilizar o desenho e desenvolvimento de um sistema distribuído e traz enormes vantagens num futuro próximo.

A new MDA-SOA based framework for intercloud interoperability

Cloud computing has been one of the most important topics in Information Technology which aims to assure scalable and reliable on-demand services over the Internet. The expansion of the application scope of cloud services would require cooperation between clouds from different providers that have heterogeneous functionalities. This collaboration between different cloud vendors can provide better Quality of Services (QoS) at the lower price. However, current cloud systems have been developed without concerns of seamless cloud interconnection, and actually they do not support intercloud interoperability to enable collaboration between cloud service providers. Hence, the PhD work is motivated to address interoperability issue between cloud providers as a challenging research objective. This thesis proposes a new framework which supports inter-cloud interoperability in a heterogeneous computing resource cloud environment with the goal of dispatching the workload to the most effective clouds available at runtime. Analysing different methodologies that have been applied to resolve various problem scenarios related to interoperability lead us to exploit Model Driven Architecture (MDA) and Service Oriented Architecture (SOA) methods as appropriate approaches for our inter-cloud framework. Moreover, since distributing the operations in a cloud-based environment is a nondeterministic polynomial time (NP-complete) problem, a Genetic Algorithm (GA) based job scheduler proposed as a part of interoperability framework, offering workload migration with the best performance at the least cost. A new Agent Based Simulation (ABS) approach is proposed to model the inter-cloud environment with three types of agents: Cloud Subscriber agent, Cloud Provider agent, and Job agent. The ABS model is proposed to evaluate the proposed framework.

Product extension services deployment platform

Due to the progresses made in the branch of embedded technologies, manufacturers are becoming able to pack their shop floor level manufacturing resources with even more complex functionalities. This technological progression is radically changing the way production systems are designed and deployed, as well as, monitored and controlled. The dissemination of smart devices inside production processes confers new visibility on the production system while enabling for a more efficient and effective management of the operations. By turning the current manufacturing resources functionalities into services based on a Service Oriented Architecture (SOA), in order to expose them as a service to the user, the binomial manufacturing resource/service will push the entire manufacturing enterprise visibility to another level while enabling the global optimization of the operations and processes of a production system while, at the same time, supporting its accommodation to the operational spike easily and with reduced impact on production. The present work implements a Cloud Manufacturing infrastructure for achieving the resource/service value-added i.e. to facilitate the creation of services that are the composition of currently available atomic services. In this context, manufacturing resource virtualization (i.e. formalization of resources capabilities into services accessible inside and outside the enterprise) and semantic representation/description are the pillars for achieving resource service composition. In conclusion, the present work aims to act on the manufacturing resource layer where physical resources and shop floor capabilities are going to be provided to the user as a SaaS (Software as a Service) and/or IaaS (Infrastructure as a Service).

Text2Emotion: un gestor d'experiències SOA : extracció d'emocions per al suport a la gestió de relació amb clients

Customer Experience Management (CEM) se ha convertido en un factor clave para el éxito de las empresas. CEM gestiona todas las experiencias que un cliente tiene con un proveedor de servicios o productos. Es muy importante saber como se siente un cliente en cada contacto y entonces poder sugerir automáticamente la próxima tarea a realizar, simplificando tareas realizadas por personas. En este proyecto se desarrolla una solución para evaluar experiencias. Primero se crean servicios web que clasifican experiencias en estados emocionales dependiendo del nivel de satisfacción, interés, … Esto es realizado a través de minería de textos. Se procesa y clasifica información no estructurada (documentos de texto) que representan o describen las experiencias. Se utilizan métodos de aprendizaje supervisado. Esta parte es desarrollada con una arquitectura orientada a servicios (SOA) para asegurar el uso de estándares y que los servicios sean accesibles por cualquier aplicación. Estos servicios son desplegados en un servidor de aplicaciones. En la segunda parte se desarrolla dos aplicaciones basadas en casos reales. En esta fase Cloud computing es clave. Se utiliza una plataforma de desarrollo en línea para crear toda la aplicación incluyendo tablas, objetos, lógica de negocio e interfaces de usuario. Finalmente los servicios de clasificación son integrados a la plataforma asegurando que las experiencias son evaluadas y que las tareas de seguimiento son automáticamente creadas.

ARCHITECTING USER-CENTRIC PRIVACY-AS-A-SET-OF-SERVICES: DIGITAL IDENTITY RELATED PRIVACY FRAMEWORK

AbstractDigitalization gives to the Internet the power by allowing several virtual representations of reality, including that of identity. We leave an increasingly digital footprint in cyberspace and this situation puts our identity at high risks. Privacy is a right and fundamental social value that could play a key role as a medium to secure digital identities. Identity functionality is increasingly delivered as sets of services, rather than monolithic applications. So, an identity layer in which identity and privacy management services are loosely coupled, publicly hosted and available to on-demand calls could be more realistic and an acceptable situation. Identity and privacy should be interoperable and distributed through the adoption of service-orientation and implementation based on open standards (technical interoperability). Ihe objective of this project is to provide a way to implement interoperable user-centric digital identity-related privacy to respond to the need of distributed nature of federated identity systems. It is recognized that technical initiatives, emerging standards and protocols are not enough to guarantee resolution for the concerns surrounding a multi-facets and complex issue of identity and privacy. For this reason they should be apprehended within a global perspective through an integrated and a multidisciplinary approach. The approach dictates that privacy law, policies, regulations and technologies are to be crafted together from the start, rather than attaching it to digital identity after the fact. Thus, we draw Digital Identity-Related Privacy (DigldeRP) requirements from global, domestic and business-specific privacy policies. The requirements take shape of business interoperability. We suggest a layered implementation framework (DigldeRP framework) in accordance to model-driven architecture (MDA) approach that would help organizations' security team to turn business interoperability into technical interoperability in the form of a set of services that could accommodate Service-Oriented Architecture (SOA): Privacy-as-a-set-of- services (PaaSS) system. DigldeRP Framework will serve as a basis for vital understanding between business management and technical managers on digital identity related privacy initiatives. The layered DigldeRP framework presents five practical layers as an ordered sequence as a basis of DigldeRP project roadmap, however, in practice, there is an iterative process to assure that each layer supports effectively and enforces requirements of the adjacent ones. Each layer is composed by a set of blocks, which determine a roadmap that security team could follow to successfully implement PaaSS. Several blocks' descriptions are based on OMG SoaML modeling language and BPMN processes description. We identified, designed and implemented seven services that form PaaSS and described their consumption. PaaSS Java QEE project), WSDL, and XSD codes are given and explained.

Catalogo.NET Sistema multicliente con arquitectura SOA basado en tecnología .NET

El paradigma SOA conceptualitza el programari establint una separació entre les aplicacions i els components de lògica empresarial. El present Treball de Fi de Carrera uneix ambdós conceptes mitjançant l'anàlisi, disseny i desenvolupament d'un Catàleg de Productes amb Arquitectura Orientada a Serveis i tecnologia .NET com marc de treball. Així mateix, s'han introduït com valor afegit una sèrie de tecnologies noves que contribuïxen, sens dubte, a la millora del resultat final.

Open to the users' needs : combining user-centered design, standards and open source software

This case study introduces our continuous work to enhance the virtual classroom in order to provide faculty and students with an environment open to their needs, compliant with learning standards and, therefore compatible with other e-learning environments, and based on open source software. The result is a modulable, sustainable and interoperable learning environment that can be adapted to different teaching and learning situations by incorporating the LMS integrated tools as well as wikis, blogs, forums and Moodle activities among others.

A Clinical Decision Support using a Terminology Server to improve Patient Safety.

Clinical Decision Support Systems (CDSS) are software applications that support clinicians in making healthcare decisions providing relevant information for individual patients about their specific conditions. The lack of integration between CDSS and Electronic Health Record (EHR) has been identified as a significant barrier to CDSS development and adoption. Andalusia Healthcare Public System (AHPS) provides an interoperable health information infrastructure based on a Service Oriented Architecture (SOA) that eases CDSS implementation. This paper details the deployment of a CDSS jointly with the deployment of a Terminology Server (TS) within the AHPS infrastructure. It also explains a case study about the application of decision support to thromboembolism patients and its potential impact on improving patient safety. We will apply the inSPECt tool proposal to evaluate the appropriateness of alerts in this scenario.

Major: Electronics and Communication Engineering

Today, information technology is strategically important to the goals and aspirations of the business enterprises, government and high-level education institutions – university. Universities are facing new challenges with the emerging global economy characterized by the importance of providing faster communication services and improving the productivity and effectiveness of individuals. New challenges such as provides an information network that supports the demands and diversification of university issues. A new network architecture, which is a set of design principles for build a network, is one of the pillar bases. It is the cornerstone that enables the university’s faculty, researchers, students, administrators, and staff to discover, learn, reach out, and serve society. This thesis focuses on the network architecture definitions and fundamental components. Three most important characteristics of high-quality architecture are that: it’s open network architecture; it’s service-oriented characteristics and is an IP network based on packets. There are four important components in the architecture, which are: Services and Network Management, Network Control, Core Switching and Edge Access. The theoretical contribution of this study is a reference model Architecture of University Campus Network that can be followed or adapted to build a robust yet flexible network that respond next generation requirements. The results found are relevant to provide an important complete reference guide to the process of building campus network which nowadays play a very important role. Respectively, the research gives university networks a structured modular model that is reliable, robust and can easily grow.

Teknologiat ja toteutustavat palvelukeskeiseen arkkitehtuuriin perustuvassa Internet-pohjaisessajärjestelmässä

Palvelukeskeiseen arkkitehtuuriin perustuvia järjestelmiä voidaan kehittää käyttämällä useita vaihtoehtoisia teknologioita. Toteuttamiseen parhaiten soveltuvia teknologioita ovat erilaiset standardikokoelmat, jotka tukevat useiden toisistaan toteutustavaltaan poikkeavien järjestelmien yhdistämistä käyttämällä standardeihin perustuvia rajapintoja. Täten kyseiset kokoelmat tukevat laajojen, useista erillisistä osista koostuvien palvelujärjestelmien kehittämistä. Tässä työssä selvitetään mikä palvelukeskeinen arkkitehtuuri on sekä millaisia komponentteja ja teknologioita kyseiseen arkkitehtuuriin perustuvan palvelujärjestelmän toteuttamiseen tarvitaan. Tavoitteena on esitellä palvelukeskeinen arkkitehtuuri ja siihen liittyvät teknologiat sekä suunnitella korkealla tasolla kyseisiä teknologioita hyödyntävä integraatioalusta käyttäjien ja useiden palvelun tarjoajien yhdistämiseksi. Työn tuloksena syntyvän teknologiaselvitysraportin selvitysluonteen vuoksi työssä ei suunnitella tarkasti toteutettavaa järjestelmää vaan ainoastaanpohjustetaan järjestelmän suunnittelua sekä esitellään siihen liittyviä arkkitehtuuri- ja toteutusmahdollisuuksia. Internet-pohjainen palvelukeskeiseen arkkitehtuuriin perustuva järjestelmä voi perustua suoriinverkon välisiin yhteyksiin tai vaihtoehtoisesti erityyppisiin välitason sovelluksiin. Välitason sovellukset mahdollistavat niiden tyypistä riippuen järjestelmän erilaisten lisäominaisuuksien toteuttamisen ja tukevat useita yleisimpiä palvelukeskeisiä teknologioita. Työn tuloksena syntyneen teknologiaselvityksen perusteella näistä teknologioista Web-palvelu -arkkitehtuuri ja siihen liittyvät menetelmät soveltuvat parhaiten suunniteltavan järjestelmän rakenneosiksi. Järjestelmän tarkemmat toteutustavat riippuvat myöhemmin määriteltävistä yksityiskohtaisista vaatimuksista sekä valittavasta välitason ohjelmiston toteutuksesta.

Interoperability of learning objects copyright in the LUISA semantic learning management system

Semantic Web technology is able to provide the required computational semantics for interoperability of learning resources across different Learning Management Systems (LMS) and Learning Object Repositories (LOR). The EU research project LUISA (Learning Content Management System Using Innovative Semantic Web Services Architecture) addresses the development of a reference semantic architecture for the major challenges in the search, interchange and delivery of learning objects in a service-oriented context. One of the key issues, highlighted in this paper, is Digital Rights Management (DRM) interoperability. A Semantic Web approach to copyright management has been followed, which places a Copyright Ontology as the key component for interoperability among existing DRM systems and other licensing schemes like Creative Commons. Moreover, Semantic Web tools like reasoners, rule engines and semantic queries facilitate the implementation of an interoperable copyright management component in the LUISA architecture.

Monikanavaisuuden hyödyt ja haitat - tutkimus monikanavaisuudesta palveluntarjoajan ja asiakkaan näkökulmasta

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, voidaanko asiakkaan ja palveluntarjoajan odotukset yhdistää muodostettaessa palveluntarjoajan monikanavamallia. Monikanavaisuus tuo asiakkaalle mahdollisuuksia ajasta ja paikasta riippumattomaan asiointiin. Asiakkaan näkökulmasta tämä tarkoittaa usein sitä, että hänen oppimansa asiointitapa muuttuu. Asiakas kokee haittana sen, että joutuu panostamaan uuden asiointitavan opettelemiseen ja odottaa tämän muutoksen tuovan hänelle hyötyjä. Monikanavaisuuden hyödyt asiakkaalle punnitaan tässä muutostilanteessa. Palveluntarjoaja odottaa monikanavamallin tuovan kustannussäästöjä, sillä kanavavalinnat ovat keino kehittää asiakkuuksia ja vaikuttaa yrityksen kannattavuuteen pitkällä aikajänteellä. Monikanavamallin toteuttaminen vaatii palveluntarjoajalta alkuvaiheessa resursseja, investointeja ja halutun muutoksen tavoitteellista johtamista. Tutkittavat asiakkaat valittiin Suomen Posti Oyj:n Yritykset ja yritykset –asiakassegmentistä. Tutkimuksessa ei löytynyt asiakaskohtaisia eroja asiakkaiden odotuksista palveluntarjoajien monikanavamalleihin, mutta hyötyodotusten suhteen tunnistettiin kolme erilaista asiakastyyppiä: kustannussäästöjä odottavat hintaorientoituneet asiakkaat, palvelun entistä parempaa sujumista odottavat palveluorientoituneet asiakkaat ja oman valinnanvapautensa merkitystä painottavat asiakassuhdeorientoituneet asiakkaat. Palveluntarjoajan tulee pystyä viestimään ja argumentoimaan asiointitavan muutoksesta kullekin asiakkaalle merkityksellisellä tavalla. Teorian ja empirian pohjalta voidaan sanoa, että asiakkaan ja palveluntarjoajan odotukset voidaan yhdistää muodostettaessa palveluntarjoajan monikanavamallia. Tämä edellyttää, että palveluntarjoaja tuntee asiakkaansa niin hyvin, että tietää millaiset eri asiakkaiden hyötyodotukset ovat.

Centralized Identity Management for Web Applications

Internet-palvelujen määrä kasvaa jatkuvasti. Henkilöllä on yleensä yksi sähköinen identiteetti jokaisessa käyttämässään palvelussa. Autentikointitunnusten turvallinen säilytys käy yhä vaikeammaksi, kun niitä kertyy yhdet jokaisesta uudesta palvelurekisteröitymisestä. Tämä diplomityö tarkastelee ongelmaa ja ratkaisuja sekä palvelulähtöisestä että teknisestä näkökulmasta. Palvelulähtöisen identiteetinhallinnan liiketoimintakonsepti ja toteutustekniikat – kuten single sign-on (SSO) ja Security Assertion Markup Language (SAML) – käydään läpi karkeiden esimerkkien avulla sekä tutustuen Nokia Account -hankkeessa tuotetun ratkaisun konseptiin ja teknisiin yksityiskohtiin. Nokia Account -palvelun ensimmäisen version toteutusta analysoidaan lopuksi identiteetinhallintapalveluiden suunnitteluperiaatteita ja vaatimuksia vasten.

Varaosien tunnistuspalvelut sähköisessä liiketoimintaympäristössä

Työn tarkoituksena on ollut luoda varaosien tunnistukseen kehitysmalli, jota voidaan käyttää pohjana palveluiden kehityksessä. Saatavilla olevia tunnistusmenetelmiä parantamalla on mahdollista kehittää liiketoimintaprosesseja. Yrityksiin kohdistuu yhä enemmän vaatimuksia, jotka täyttääkseen on kyettävä luomaan kustomoitavissa olevia innovatiivisia palvelukokonaisuuksia. Yritysten tulisi kerätä yhteen kaikki saatavilla oleva tieto asiakkaiden hankkimista tuotteista ja palveluista tarjoten näiden kautta toimintamahdollisuuksia lähemmäs asiakasrajapintaan. Sähköisten tunnistuspalveluiden kehitys ja integrointi yhdeksi kokonaisuudeksi on keskeisessä asemassa yrityksen palvelutarjontaa kehitettäessä. Palveluihin voidaan antaa pääsy SOA (Service Oriented Architecture) -malliin perustuvien portaaleiden kautta. Uudet varaosien tunnistusmenetelmät tulee liittää web-palveluina portaaliin integrointimenetelmiä käyttäen. Varaosien tunnistuksen kannalta on keskeistä linkittää taustajärjestelmien tieto tukemaan tunnistusprosessia tuotteiden koko elinkaaren ajan. Case tapauksessa integroitiin varaosien tunnistuspalveluina IMB WebSphere Portal:n PDM (Product Data Management) -järjestelmän varaosadokumentaatio. Lisäksi luotiin varaosien tunnistusjärjestelmän vaatima datamalli, joka mahdollistaa PDMjärjestelmässä olevan as-built – varaosarakenteen hyväksikäytön portaaliin liitettävän graafisen varaosien tunnistusjärjestelmän kanssa. Tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksina nähdään huoltojärjestelmien tiedon integrointi osaksi tunnistusmenetelmiä parantavaa kokonaisuutta, huoltotarpeen automaattinen seuranta ja analysointi, RFID:n käyttömahdollisuudet, mobiili-sovellusten kehitys, varaosien tunnistukseen perustuvien liiketoimintaprosessien automatisointi sekä jatkuva tiedonjaon kehittäminen.

Geography of talent and regional differences in Spain

Tentative empirical evidence suggests that the agglomeration of talent contributes to regional development. However, given that talented people are not evenly distributed across regions, this paper seeks to determine how the concentration of talent affects patterns of regional development. Here, we empirically evaluate the effects of the distribution of talent on regional differences by means of a detailed analysis of the 17 Autonomous Communities of Spain between 1996 and 2004. We hypothesise that regions specialising in strategic sectors that are creative and which can be assumed to enjoy rapid growth in productivity will experience faster rates of development and, in turn, that this concentration of talent will have a positive impact on the region’s economic performance. Thus, we believe that this mechanism can explain the marked regional imbalances in Spain. Our findings confirm that regional differences, measured in terms of GDP per capita and by, - industrial and service- oriented production, are influenced by the Communities’ talent bases as determined by, educational attainment and employment in assumed to be strategic for regional development, inasmuch as these sectors provide economic specialization.