A Proposed Framework for Simulation Based Learning of Inheritance

Different types of serious games have been used in elucidating computer science areas such as computer games, mobile games, Lego-based games, virtual worlds and webbased games. Different evaluation techniques have been conducted like questionnaires, interviews, discussions and tests. Simulation have been widely used in computer science as a motivational and interactive learning tool. This paper aims to evaluate the possibility of successful implementation of simulation in computer programming modules. A framework is proposed to measure the impact of serious games on enhancing students understanding of key computer science concepts. Experiments will be held on the EEECS of Queen’s University Belfast students to test the framework and attain results.

JCML: A specification language for the runtime verification of Java Card programs

COSTA, Umberto Souza; MOREIRA, Anamaria Martins; MUSICANTE, Matin A.; SOUZA NETO, Plácido A. JCML: A specification language for the runtime verification of Java Card programs. Science of Computer Programming. [S.l]: [s.n], 2010.

JCML: A specification language for the runtime verification of Java Card programs

COSTA, Umberto Souza; MOREIRA, Anamaria Martins; MUSICANTE, Matin A.; SOUZA NETO, Plácido A. JCML: A specification language for the runtime verification of Java Card programs. Science of Computer Programming. [S.l]: [s.n], 2010.

O ensino e aprendizagem da programação de computadores no ensino a distância : uma proposta de instanciação do modelo pedagógico virtual da Universidade Aberta

Hoje em dia o ensino e aprendizagem a distância online de nível universitário é, em grande medida, baseado em estratégias de aprendizagem colaborativa, onde, além de aprender sozinho, os estudantes também participam de ações colaborativas dentro de uma classe virtual. O nível de interação do estudante online representa um fator fundamental para o sucesso do processo de ensino-aprendizagem pois é a base da partilha de informação e construção do conhecimento entre estudantes e professores, enquanto todas as ações e atividades integram um modelo pedagógico comum. Existem muitas diferenças e desafios nas áreas de ensino em termos de instanciação do modelo pedagógico e adoção das estratégias de ensino-aprendizagem, como por exemplo, entre as áreas das ciências sociais e das engenharias. Uma área que atrai especial atenção como um todo é a das ciências da computação (CS), e de forma específica, a da programação de computadores. A programação de computadores exige, em primeiro lugar, o desenvolvimento de um bom raciocínio lógico e uma estratégia de resolução segundo uma abordagem “dividir para conquistar”, onde os principais problemas são divididos em problemas menores que são resolvidos individualmente. A programação exige também uma combinação entre o trabalho individual e em grupo, com elevados níveis de revisão e depuração do código fonte em desenvolvimento. O ensino online de programação de computadores é constituído por estes aspectos, exigindo um elevado grau de interação entre estudantes e entre estudantes e professor. Neste capítulo, vamos discutir e apresentar a nossa experiência no ensino online da programação de computadores com base no modelo pedagógico virtual da Universidade Aberta, e propor a sua instanciação e extensão específica para incluir novas estratégias de aprendizagem colaborativa e uma abordagem construtivista para o processo global de aprendizagem.

Some aspects of grading Java code submissions in MOOCs

Recently, massive open online courses (MOOCs) have been offering a new online approach in the field of distance learning and online education. A typical MOOC course consists of video lectures, reading material and easily accessible tests for students. For a computer programming course, it is important to provide interactive, dynamic, online coding exercises and more complex programming assignments for learners. It is expedient for the students to receive prompt feedback on their coding submissions. Although MOOC automated programme evaluation subsystem is capable of assessing source programme files that are in learning management systems, in MOOC systems there is a grader that is responsible for evaluating students’ assignments with the result that course staff would be required to assess thousands of programmes submitted by the participants of the course without the benefit of an automatic grader. This paper presents a new concept for grading programming submissions of students and improved techniques based on the Java unit testing framework that enables automatic grading of code chunks. Some examples are also given such as the creation of unique exercises by dynamically generating the parameters of the assignment in a MOOC programming course combined with the kind of coding style recognition to teach coding standards.

Programming Robots with an Agent-Oriented BDI-based Control Architecture: Explorations using the JaCa and Webots Platforms

La crescente disponibilità di dispositivi meccanici e -soprattutto - elettronici le cui performance aumentano mentre il loro costo diminuisce, ha permesso al campo della robotica di compiere notevoli progressi. Tali progressi non sono stati fatti unicamente per ciò che riguarda la robotica per uso industriale, nelle catene di montaggio per esempio, ma anche per quella branca della robotica che comprende i robot autonomi domestici. Questi sistemi autonomi stanno diventando, per i suddetti motivi, sempre più pervasivi, ovvero sono immersi nello stesso ambiente nel quale vivono gli essere umani, e interagiscono con questi in maniera proattiva. Essi stanno compiendo quindi lo stesso percorso che hanno attraversato i personal computer all'incirca 30 anni fa, passando dall'essere costosi ed ingombranti mainframe a disposizione unicamente di enti di ricerca ed università, ad essere presenti all'interno di ogni abitazione, per un utilizzo non solo professionale ma anche di assistenza alle attività quotidiane o anche di intrattenimento. Per questi motivi la robotica è un campo dell'Information Technology che interessa sempre più tutti i tipi di programmatori software. Questa tesi analizza per prima cosa gli aspetti salienti della programmazione di controllori per robot autonomi (ovvero senza essere guidati da un utente), quindi, come l'approccio basato su agenti sia appropriato per la programmazione di questi sistemi. In particolare si mostrerà come un approccio ad agenti, utilizzando il linguaggio di programmazione Jason e quindi l'architettura BDI, sia una scelta significativa, dal momento che il modello sottostante a questo tipo di linguaggio è basato sul ragionamento pratico degli esseri umani (Human Practical Reasoning) e quindi è adatto alla implementazione di sistemi che agiscono in maniera autonoma. Dato che le possibilità di utilizzare un vero e proprio sistema autonomo per poter testare i controllori sono ridotte, per motivi pratici, economici e temporali, mostreremo come è facile e performante arrivare in maniera rapida ad un primo prototipo del robot tramite l'utilizzo del simulatore commerciale Webots. Il contributo portato da questa tesi include la possibilità di poter programmare un robot in maniera modulare e rapida per mezzo di poche linee di codice, in modo tale che l'aumento delle funzionalità di questo risulti un collo di bottiglia, come si verifica nella programmazione di questi sistemi tramite i classici linguaggi di programmazione imperativi. L'organizzazione di questa tesi prevede un capitolo di background nel quale vengono riportare le basi della robotica, della sua programmazione e degli strumenti atti allo scopo, un capitolo che riporta le nozioni di programmazione ad agenti, tramite il linguaggio Jason -quindi l'architettura BDI - e perché tale approccio è adatto alla programmazione di sistemi di controllo per la robotica. Successivamente viene presentata quella che è la struttura completa del nostro ambiente di lavoro software che comprende l'ambiente ad agenti e il simulatore, quindi nel successivo capitolo vengono mostrate quelle che sono le esplorazioni effettuate utilizzando Jason e un approccio classico (per mezzo di linguaggi classici), attraverso diversi casi di studio di crescente complessità; dopodiché, verrà effettuata una valutazione tra i due approcci analizzando i problemi e i vantaggi che comportano questi. Infine, la tesi terminerà con un capitolo di conclusioni e di riflessioni sulle possibili estensioni e lavori futuri.

Child programming: an adequate domain specific language for programming specific robots

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Simulation Supported Robot Programming using XML

The main objective of this master's thesis is to study robot programming using simulation software, and also how to embed the simulation software into company's own robot controlling software. The further goal is to study a new communication interface to the assembly line's components -more precisely how to connect the robot cell into this new communication system. Conveyor lines are already available where the conveyors use the new communication standard. The robot cell is not yet capable of communicating with to other devices using the new communication protocols. The main problem among robot manufacturers is that they all have their own communication systems and programming languages. There has not been any common programming language to program all the different robot manufacturers robots, until the RRS (Realistic Robot Simulation) standards were developed. The RRS - II makes it possible to create the robot programs in the simulation software and it gives a common user interface for different robot manufacturers robots. This thesis will present the RRS - II standard and the robot manufacturers situation for the RRS - II support. Thesis presents how the simulation software can be embedded into company's own robot controlling software and also how the robot cell can be connected to the CAMX (Computer Aided Manufacturing using XML) communication system.

A framework for learning in humanoid simulated robots

One of the most important characteristics of intelligent activity is the ability to change behaviour according to many forms of feedback. Through learning an agent can interact with its environment to improve its performance over time. However, most of the techniques known that involves learning are time expensive, i.e., once the agent is supposed to learn over time by experimentation, the task has to be executed many times. Hence, high fidelity simulators can save a lot of time. In this context, this paper describes the framework designed to allow a team of real RoboNova-I humanoids robots to be simulated under USARSim environment. Details about the complete process of modeling and programming the robot are given, as well as the learning methodology proposed to improve robot's performance. Due to the use of a high fidelity model, the learning algorithms can be widely explored in simulation before adapted to real robots. © 2008 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Estudio de la fiabilidad software, según defectos, en controladores de velocidad para robots autónomos móviles

Tanto los robots autónomos móviles como los robots móviles remotamente operados se utilizan con éxito actualmente en un gran número de ámbitos, algunos de los cuales son tan dispares como la limpieza en el hogar, movimiento de productos en almacenes o la exploración espacial. Sin embargo, es difícil garantizar la ausencia de defectos en los programas que controlan dichos dispositivos, al igual que ocurre en otros sectores informáticos. Existen diferentes alternativas para medir la calidad de un sistema en el desempeño de las funciones para las que fue diseñado, siendo una de ellas la fiabilidad. En el caso de la mayoría de los sistemas físicos se detecta una degradación en la fiabilidad a medida que el sistema envejece. Esto es debido generalmente a efectos de desgaste. En el caso de los sistemas software esto no suele ocurrir, ya que los defectos que existen en ellos generalmente no han sido adquiridos con el paso del tiempo, sino que han sido insertados en el proceso de desarrollo de los mismos. Si dentro del proceso de generación de un sistema software se focaliza la atención en la etapa de codificación, podría plantearse un estudio que tratara de determinar la fiabilidad de distintos algoritmos, válidos para desempeñar el mismo cometido, según los posibles defectos que pudieran introducir los programadores. Este estudio básico podría tener diferentes aplicaciones, como por ejemplo elegir el algoritmo menos sensible a los defectos, para el desarrollo de un sistema crítico o establecer procedimientos de verificación y validación, más exigentes, si existe la necesidad de utilizar un algoritmo que tenga una alta sensibilidad a los defectos. En el presente trabajo de investigación se ha estudiado la influencia que tienen determinados tipos de defectos software en la fiabilidad de tres controladores de velocidad multivariable (PID, Fuzzy y LQR) al actuar en un robot móvil específico. La hipótesis planteada es que los controladores estudiados ofrecen distinta fiabilidad al verse afectados por similares patrones de defectos, lo cual ha sido confirmado por los resultados obtenidos. Desde el punto de vista de la planificación experimental, en primer lugar se realizaron los ensayos necesarios para determinar si los controladores de una misma familia (PID, Fuzzy o LQR) ofrecían una fiabilidad similar, bajo las mismas condiciones experimentales. Una vez confirmado este extremo, se eligió de forma aleatoria un representante de clase de cada familia de controladores, para efectuar una batería de pruebas más exhaustiva, con el objeto de obtener datos que permitieran comparar de una forma más completa la fiabilidad de los controladores bajo estudio. Ante la imposibilidad de realizar un elevado número de pruebas con un robot real, así como para evitar daños en un dispositivo que generalmente tiene un coste significativo, ha sido necesario construir un simulador multicomputador del robot. Dicho simulador ha sido utilizado tanto en las actividades de obtención de controladores bien ajustados, como en la realización de los diferentes ensayos necesarios para el experimento de fiabilidad. ABSTRACT Autonomous mobile robots and remotely operated robots are used successfully in very diverse scenarios, such as home cleaning, movement of goods in warehouses or space exploration. However, it is difficult to ensure the absence of defects in programs controlling these devices, as it happens in most computer sectors. There exist different quality measures of a system when performing the functions for which it was designed, among them, reliability. For most physical systems, a degradation occurs as the system ages. This is generally due to the wear effect. In software systems, this does not usually happen, and defects often come from system development and not from use. Let us assume that we focus on the coding stage in the software development pro¬cess. We could consider a study to find out the reliability of different and equally valid algorithms, taking into account any flaws that programmers may introduce. This basic study may have several applications, such as choosing the algorithm less sensitive to pro¬gramming defects for the development of a critical system. We could also establish more demanding procedures for verification and validation if we need an algorithm with high sensitivity to programming defects. In this thesis, we studied the influence of certain types of software defects in the reliability of three multivariable speed controllers (PID, Fuzzy and LQR) designed to work in a specific mobile robot. The hypothesis is that similar defect patterns affect differently the reliability of controllers, and it has been confirmed by the results. From the viewpoint of experimental planning, we followed these steps. First, we conducted the necessary test to determine if controllers of the same family (PID, Fuzzy or LQR) offered a similar reliability under the same experimental conditions. Then, a class representative was chosen at ramdom within each controller family to perform a more comprehensive test set, with the purpose of getting data to compare more extensively the reliability of the controllers under study. The impossibility of performing a large number of tests with a real robot and the need to prevent the damage of a device with a significant cost, lead us to construct a multicomputer robot simulator. This simulator has been used to obtain well adjusted controllers and to carry out the required reliability experiments.

A semi-virtual memory multi-programming system for the mini-computer PDP 8/3 (ILLIAC-3) /

Thesis (M.S.)--University of Illinois at Urbana-Champaign.

A nonlinear programming algorithm for an array computer /

"October 22, 1969."

Univac file computer [Model 1] Basic programming, data automation system.

Mode of access: Internet.

Univac scientific [computer, model] 1103 A programming manual.

Mode of access: Internet.