Dynamic Adaptive Streaming over Http: implementazione e analisi sperimentale di algoritmi di rate adaptation su client Android

Il lavoro svolto in questa tesi consiste nell'implementare un'applicazione Android per lo streaming video, conforme allo standard MPEG-DASH. L'obiettivo è quello di fornire un valido strumento al fine di eseguire delle analisi sperimentali su algoritmi particolari, detti di rate adaptation. MPEG-Dynamic Adaptive Streaming over Http è uno standard emergente ed è considerato da molti il futuro dello streaming multimediale. Questa tecnologia consente di auto-regolare la qualità del video in base alle condizioni della rete, la capacità del dispositivo o le preferenze dell'utente. Inoltre, essendo uno standard, permette di rendere interoperabili i server e i device dei vari fornitori di contenuti multimediali. Nei primi capitoli introduttivi verrà presentato lo standard e i lavori correlati, successivamente verrà descritta la mia proposta applicativa: DashPlayer. In conclusione, verrà compiuta una valutazione sperimentali sugli algoritmi sopracitati che costituiscono la parte logico-funzionale dell'applicazione.

Thin Client Technology in the Academic Environment

From research groups at the universities of developed countries there is a growing interest in providing solutions to problems of developing countries. In this context we have studied typical problems in many (educational) institutions, such as the lack of technicians who repair the computers, the administration of the machines, and also the difficulty to maintain and configure the old hardware available due to the variety of characteristics of the different machines and the amount of hardware breakdowns and software issues (viruses, administration issues) that the local staff has to face up to with their equipments. We propose a thin client approach that takes into account the human, hardware and software characteristics of developing institutions to provide a complete service for a computer network. The network administration is reduced to the administration of one server only. The maintenance of the machines is simplified and old computers can simulate the running of a powerful computer. Our proposal results in a cheap, simple (from the support point of view) and powerful (in terms of achieved functionalities) design.

Tuning compilations by multi-objective optimization: Application to Apache web server

Modern compilers present a great and ever increasing number of options which can modify the features and behavior of a compiled program. Many of these options are often wasted due to the required comprehensive knowledge about both the underlying architecture and the internal processes of the compiler. In this context, it is usual, not having a single design goal but a more complex set of objectives. In addition, the dependencies between different goals are difficult to be a priori inferred. This paper proposes a strategy for tuning the compilation of any given application. This is accomplished by using an automatic variation of the compilation options by means of multi-objective optimization and evolutionary computation commanded by the NSGA-II algorithm. This allows finding compilation options that simultaneously optimize different objectives. The advantages of our proposal are illustrated by means of a case study based on the well-known Apache web server. Our strategy has demonstrated an ability to find improvements up to 7.5% and up to 27% in context switches and L2 cache misses, respectively, and also discovers the most important bottlenecks involved in the application performance.

Improving resource management in virtualized data centers using application performance models

The rapid growth of virtualized data centers and cloud hosting services is making the management of physical resources such as CPU, memory, and I/O bandwidth in data center servers increasingly important. Server management now involves dealing with multiple dissimilar applications with varying Service-Level-Agreements (SLAs) and multiple resource dimensions. The multiplicity and diversity of resources and applications are rendering administrative tasks more complex and challenging. This thesis aimed to develop a framework and techniques that would help substantially reduce data center management complexity.^ We specifically addressed two crucial data center operations. First, we precisely estimated capacity requirements of client virtual machines (VMs) while renting server space in cloud environment. Second, we proposed a systematic process to efficiently allocate physical resources to hosted VMs in a data center. To realize these dual objectives, accurately capturing the effects of resource allocations on application performance is vital. The benefits of accurate application performance modeling are multifold. Cloud users can size their VMs appropriately and pay only for the resources that they need; service providers can also offer a new charging model based on the VMs performance instead of their configured sizes. As a result, clients will pay exactly for the performance they are actually experiencing; on the other hand, administrators will be able to maximize their total revenue by utilizing application performance models and SLAs. ^ This thesis made the following contributions. First, we identified resource control parameters crucial for distributing physical resources and characterizing contention for virtualized applications in a shared hosting environment. Second, we explored several modeling techniques and confirmed the suitability of two machine learning tools, Artificial Neural Network and Support Vector Machine, to accurately model the performance of virtualized applications. Moreover, we suggested and evaluated modeling optimizations necessary to improve prediction accuracy when using these modeling tools. Third, we presented an approach to optimal VM sizing by employing the performance models we created. Finally, we proposed a revenue-driven resource allocation algorithm which maximizes the SLA-generated revenue for a data center.^

Improving Resource Management in Virtualized Data Centers using Application Performance Models

The rapid growth of virtualized data centers and cloud hosting services is making the management of physical resources such as CPU, memory, and I/O bandwidth in data center servers increasingly important. Server management now involves dealing with multiple dissimilar applications with varying Service-Level-Agreements (SLAs) and multiple resource dimensions. The multiplicity and diversity of resources and applications are rendering administrative tasks more complex and challenging. This thesis aimed to develop a framework and techniques that would help substantially reduce data center management complexity. We specifically addressed two crucial data center operations. First, we precisely estimated capacity requirements of client virtual machines (VMs) while renting server space in cloud environment. Second, we proposed a systematic process to efficiently allocate physical resources to hosted VMs in a data center. To realize these dual objectives, accurately capturing the effects of resource allocations on application performance is vital. The benefits of accurate application performance modeling are multifold. Cloud users can size their VMs appropriately and pay only for the resources that they need; service providers can also offer a new charging model based on the VMs performance instead of their configured sizes. As a result, clients will pay exactly for the performance they are actually experiencing; on the other hand, administrators will be able to maximize their total revenue by utilizing application performance models and SLAs. This thesis made the following contributions. First, we identified resource control parameters crucial for distributing physical resources and characterizing contention for virtualized applications in a shared hosting environment. Second, we explored several modeling techniques and confirmed the suitability of two machine learning tools, Artificial Neural Network and Support Vector Machine, to accurately model the performance of virtualized applications. Moreover, we suggested and evaluated modeling optimizations necessary to improve prediction accuracy when using these modeling tools. Third, we presented an approach to optimal VM sizing by employing the performance models we created. Finally, we proposed a revenue-driven resource allocation algorithm which maximizes the SLA-generated revenue for a data center.

Solução doméstica para televisão digital

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Interface HL7 para observation patterns

Com a generalização das tecnologias de informação e comunicação na área da saúde, a monitorização remota de pacientes, a partir de dispositivos móveis, é uma realidade que contribui para uma melhor qualidade de vida dos pacientes. Mas, não são só os pacientes que ganham com a introdução destas tecnologias, também os profissionais de saúde e os hospitais retiram as suas vantagens. Os profissionais de saúde são munidos de uma ferramenta móvel de monitorização permanente de sinais vitais, aumentando desta forma a ligação médico-paciente. Relativamente aos hospitais, estes vêem os custos de manutenção reduzirem, em virtude da possibilidade dos pacientes puderem ser monitorizados a partir dos seus lares. Neste projecto pretende-se identificar mecanismos que possibilitem responder de forma eficaz à necessidade de partilha de informação, nomeadamente protocolos de comunicação, segurança e sistemas de integração. Foi projectado um protótipo, constituído por um middleware e uma aplicação cliente móvel, onde o middleware tem como missão garantir a interoperabilidade entre um servidor HL7 e a aplicação cliente, utilizada pelo profissional de saúde. A normalização da informação médica trocada entre o servidor HL7 e o middleware obedece à norma internacional HL7.

Server-based scheduling of parallel real-time tasks

Multicore platforms have transformed parallelism into a main concern. Parallel programming models are being put forward to provide a better approach for application programmers to expose the opportunities for parallelism by pointing out potentially parallel regions within tasks, leaving the actual and dynamic scheduling of these regions onto processors to be performed at runtime, exploiting the maximum amount of parallelism. It is in this context that this paper proposes a scheduling approach that combines the constant-bandwidth server abstraction with a priority-aware work-stealing load balancing scheme which, while ensuring isolation among tasks, enables parallel tasks to be executed on more than one processor at a given time instant.

Web-based application programming interface to solve nonlinear optimization problems

Nonlinear Optimization Problems are usual in many engineering fields. Due to its characteristics the objective function of some problems might not be differentiable or its derivatives have complex expressions. There are even cases where an analytical expression of the objective function might not be possible to determine either due to its complexity or its cost (monetary, computational, time, ...). In these cases Nonlinear Optimization methods must be used. An API, including several methods and algorithms to solve constrained and unconstrained optimization problems was implemented. This API can be accessed not only as traditionally, by installing it on the developer and/or user computer, but it can also be accessed remotely using Web Services. As long as there is a network connection to the server where the API is installed, applications always access to the latest API version. Also an Web-based application, using the proposed API, was developed. This application is to be used by users that do not want to integrate methods in applications, and simply want to have a tool to solve Nonlinear Optimization Problems.

SmART: an application reconfiguration framework

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática.

Remote experimentation: integrating research, education, and industrial application

This paper presents a low-cost scaled model of a silo for drying and airing cereal grains. It allows the control and monitor of several parameters associated to the silo's operation, through a remote accessible infrastructure. The scaled model consists of a 2.50 m wide × 2.10 m long plant with all control and monitor capacities provided by micro-Web servers. An application running on the micro-Web servers enables storing all parameters in a data basis for later analysis. The implemented model aims to support a remote experimentation facility for technological education, research-oriented tutorials, and industrial applications. Given the low-cost requirement, this remote facility can be easily replicated in other institutions to support a network of remote labs, which encompasses the concurrent access of several users (e.g. students).

Core language for web applications

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática

Partilha de Pontos de Interesse, Vídeos e Experiências Sensoriais Baseada no Contexto do Utilizador

A evolução tecnológica das últimas décadas na área das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) contribuiu para a proliferação de fontes de informação e de sistemas de partilha de recursos. As diversas redes sociais são um exemplo paradigmático de sistemas de partilha tanto de informação como de recursos (e.g. audiovisuais). Essa abundância crescente de recursos e fontes aumenta a importância de sistemas capazes de recomendar em tempo útil recursos personalizados, tendo por base o perfil e o contexto do utilizador. O objetivo deste projeto é partilhar e recomendar locais, artigos e vídeos em função do contexto do utilizador assim como proporcionar uma experiência mais rica de reprodução dos vídeos partilhados, simulando as condições de gravação dos vídeos. Este sistema teve como inspiração dois projetos anteriormente desenvolvidos de partilha e recomendação de locais, artigos e vídeos turísticos em função da localização do utilizador. O sistema desenvolvido consiste numa aplicação distribuída composta por um módulo cliente Android, que inclui a interface com o utilizador e o consumo direto de serviços externos de suporte, e um módulo servidor que controla o acesso à base de dados central e inclui o serviço de recomendação baseado no contexto do utilizador. A comunicação entre os módulos cliente e servidor utiliza um protocolo do nível de aplicação dedicado. As recomendações geradas pelo sistema têm por base o perfil de utilizador, informação contextual (posição do utilizador, data e hora atual e velocidade atual do utilizador) e podem ser geradas a pedido do utilizador ou automaticamente, caso sejam encontrados pontos de interesse de grande relevância para o utilizador. Os pontos de interesse recomendados são apresentados com recurso ao Google Maps, incluindo o período de funcionamento, artigos complementares e a reprodução imersiva dos vídeos relacionados. Essa imersão tem em consideração as condições meteorológicas, temporais e espaciais aquando da gravação do vídeo.

Adding SOS Core & transactional profiles support to a web thin client

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Estudo de Funcionalidades HTML5 para um Editor de Imagem na Internet

Hoje em dia existem múltiplas aplicações multimédia na Internet, sendo comum qualquer website apresentar mais de uma forma de visualização de informação além do texto como, por exemplo: imagens, áudio, vídeo e animação. Com aumento do consumo e utilização de Smartphone e Tablets, o volume de tráfego de internet móvel tem vindo a crescer rapidamente, bem como o acesso à internet através da televisão. As aplicações web-based ganham maior relevância devido à maior partilha ou consumo de conteúdos multimédia, com ou sem edição ou manipulação da mesma, através de redes sociais, como o Facebook. Neste documento é apresentado o estudo de alternativas HTML5 e a implementação duma aplicação web-based no âmbito do Mestrado de Engenharia Informática, ramo de Sistemas Gráficos e Multimédia, no Instituto Superior Engenharia do Porto (ISEP). A aplicação tem como objetivo a edição e manipulação de imagens, tanto em desktop como em dispositivos móveis, sendo este processo exclusivamente feito no lado do cliente, ou seja, no Browser do utilizador. O servidor é usado somente para o armazenamento da aplicação. Durante o desenvolvimento do projeto foi realizado um estudo de soluções de edição e manipulação de imagem existentes no mercado, com a respetiva análise de comparação e apresentadas tecnologias Web modernas como HTML5, CSS3 e JavaScript, que permitirão desenvolver o protótipo. Posteriormente, serão apresentadas, detalhadamente, as várias fases do desenvolvimento de um protótipo, desde a análise do sistema, à apresentação do protótipo e indicação das tecnologias utilizadas. Também serão apresentados os resultados dos inquéritos efetuados a um grupo de pessoas que testaram esse protótipo. Finalmente, descrever-se-á de forma mais exaustiva, a implementação e serão apontadas dificuldades encontradas ao longo do desenvolvimento, bem como indicadas futuras melhorias a introduzir.