Neurofuzzy network model construction using Bézier-Bernstein polynomial functions

Neurofuzzy modelling systems combine fuzzy logic with quantitative artificial neural networks via a concept of fuzzification by using a fuzzy membership function usually based on B-splines and algebraic operators for inference, etc. The paper introduces a neurofuzzy model construction algorithm using Bezier-Bernstein polynomial functions as basis functions. The new network maintains most of the properties of the B-spline expansion based neurofuzzy system, such as the non-negativity of the basis functions, and unity of support but with the additional advantages of structural parsimony and Delaunay input space partitioning, avoiding the inherent computational problems of lattice networks. This new modelling network is based on the idea that an input vector can be mapped into barycentric co-ordinates with respect to a set of predetermined knots as vertices of a polygon (a set of tiled Delaunay triangles) over the input space. The network is expressed as the Bezier-Bernstein polynomial function of barycentric co-ordinates of the input vector. An inverse de Casteljau procedure using backpropagation is developed to obtain the input vector's barycentric co-ordinates that form the basis functions. Extension of the Bezier-Bernstein neurofuzzy algorithm to n-dimensional inputs is discussed followed by numerical examples to demonstrate the effectiveness of this new data based modelling approach.

Givens rotation based fast backward elimination algorithm for RBF neural network pruning

A fast backward elimination algorithm is introduced based on a QR decomposition and Givens transformations to prune radial-basis-function networks. Nodes are sequentially removed using an increment of error variance criterion. The procedure is terminated by using a prediction risk criterion so as to obtain a model structure with good generalisation properties. The algorithm can be used to postprocess radial basis centres selected using a k-means routine and, in this mode, it provides a hybrid supervised centre selection approach.

Análise comparativa de desempenho de redes IP e ATM com tráfego multimídia interativo

A década de 80 é um marco para a área de comunicação de dados. Muitos estudos, pesquisas e especificações foram iniciados para permitir a integração de sistemas de comunicação para voz, vídeo e dados. Desde essa década, os cientistas procuram investir na Internet, que é um dos mais importantes e populares meios de transmissão de informações no mundo, para acomodar aplicações que permitam enviar imagens e sons por esta imensa rede de comunicação. Também nessa década, no final, o International Telecommunications Union – Telecommunication (ITU-T), especificou a tecnologia ATM, cujas pesquisas vinham ocorrendo desde o seu início. O serviço de rede tradicional na Internet é transmissão de datagramas ´besteffort ´, conforme será visto neste trabalho. Neste serviço, os pacotes da origem são enviados para o destino, sem garantia de entrega. Para aquelas aplicações que requerem garantia de entrega, o protocolo TCP (equivalente à camada 4 do RM-OSI) se encarregará da retransmissão dos pacotes que falharam ao atingir o destino para então se conseguir uma recepção correta. Para aplicações de comunicação tradicionais, como FTP e Telnet, em que uma entrega correta é mais importante que a perda de tempo da retransmissão, este serviço é satisfatório. Entretanto, uma nova classe de aplicações, as quais usam mídias múltiplas (voz, som e dados), começam a aparecer na Internet. Exemplos desta classe de aplicação são: vídeo teleconferência, vídeo sob demanda e simulação distribuída. Operações de modo tradicional para estas aplicações resultam em redução da qualidade da informação recebida e, potencialmente, ineficiência do uso da largura de banda. Para remediar este problema é desenvolvido um ambiente de serviço para tempo real, no qual múltiplas classes de serviços são oferecidas. Este ambiente estende o modelo de serviços existentes para ir ao encontro das necessidades das aplicações multimídia com obrigatoriedade de tempo real, porém esta não é uma meta muito fácil. Contudo, a comunidade pesquisadora tem conseguido desenvolver alguns mecanismos que vão pouco a pouco permitindo que este objetivo se transforme em realidade. O ATM é uma tecnologia que provê dutos de alta velocidade para a transferência de qualquer tipo de informação em pequenos pacotes de tamanho fixo, chamados células. A idéia básica é estabelecer entre dois pontos que desejam se comunicar um circuito virtual que é mantido pelos comutadores de células para levar a informação de um lado a outro. A característica marcante do ATM é a Qualidade de Servico – QoS, que garante o desempenho predefinido que determinado serviço necessita. Isso permite suportar aplicações de tempo real que são sensíveis ao atraso. O atendimento à diversidade de características de tráfego e exigências distintas de grandes quantidades de serviços é possível pelo ATM graças ao controle de tráfego reunido à capacidade de multiplexação estatística do meio em altas taxas de transmissão. O objetivo principal desta dissertação é elaborar uma comparação quantitativa e qualitativa do funcionamento de aplicações multimídia sobre IP com RSVP - Protocolo desenvolvido para realizar reservas de recursos integrante da arquitetura de Serviços Integrados (IntServ) proposta pelo IETF para oferecer qualidade de serviço para aplicações tais como aplicações multimídia. Essa proposta também inclui duas classes de serviços, sendo que nessa dissertação, o serviço de carga controlada é que está sendo utilizado. Isso deve-se a implementação dos módulos apresentados em [GRE 2001] e que foram utilizados na realização desse trabalho - e sobre ATM. A proposta final é a elaboração de uma técnica de análise baseado nas principais métricas de desempenho em redes que deve permitir uma melhor visualização do comportamento das tecnologias sob determinadas cargas de tráfego, permitindo assim uma tomada de decisão entre qual das tecnologias que deverá ser adotada em um dado momento, em uma dada situação, ou seja, a indicação do ponto de quebra tecnológica na situação modelada. Para que fosse possível fazer esta comparação, foi necessário dividir-se este trabalho em 3 grandes etapas, que são: • Estudo e desenvolvimento da técnica para análise do elemento carga de tráfego na tecnologia ATM; • Estudo e desenvolvimento da técnica para análise do elemento carga de tráfego na tecnologia IP com RSVP; • Comparativo quantitativo e qualitativo dos estudos acima.

Uso do network simulator-NS para simulação de sistemas distribuídos em cenários com defeitos

O desenvolvimento de protocolos distribuídos é uma tarefa complexa. Em sistemas tolerantes a falhas, a elaboração de mecanismos para detectar e mascarar defeitos representam grande parte do esforço de desenvolvimento. A técnica de simulação pode auxiliar significativamente nessa tarefa. Entretanto, existe uma carência de ferramentas de simulação para investigação de protocolos distribuídos em cenários com defeitos, particularmente com suporte a experimentos em configurações “típicas” da Internet. O objetivo deste trabalho é investigar o uso do simulador de redes NS (Network Simulator) como ambiente para simulação de sistemas distribuídos, particularmente em cenários sujeitos à ocorrência de defeitos. O NS é um simulador de redes multi-protocolos, que tem código aberto e pode ser estendido. Embora seja uma ferramenta destinada ao estudo de redes de computadores, o ajuste adequado de parâmetros e exploração de características permitiu utilizá-lo para simular defeitos em um sistema distribuído. Para isso, desenvolveu-se dois modelos de sistemas distribuídos que podem ser implementados no NS, dependendo do protocolo de transporte utilizado: um baseado em TCP e o outro baseado em UDP. Também, foram estudadas formas de modelar defeitos através do simulador. Para a simulação de defeito de colapso em um nodo, foi proposta a implementação de um método na classe de cada aplicação na qual se deseja simular defeitos. Para ilustrar como os modelos de sistemas distribuídos e de defeitos propostos podem ser utilizados, foram implementados diversos algoritmos distribuídos em sistemas síncronos e assíncronos. Algoritmos de eleição e o protocolo Primário-Backup são exemplos dessas implementações. A partir desses algoritmos, principalmente do Primário-Backup, no qual a simulação de defeitos foi realizada, foi possível constatar que o NS pode ser uma ferramenta de grande auxílio no desenvolvimento de novas técnicas de Tolerância a Falhas. Portanto, o NS pode ser estendido possibilitando que, com a utilização dos modelos apresentados nesse trabalho, simule-se defeitos em um sistema distribuído.

Uma Solução baseada em políticas para gerenciamento integrado de QoS e Multicast em redes IP

Aplicações como videoconferência, vídeo sob-demanda, aplicações de ensino a distância, entre outras, utilizam-se das redes de computadores como infra-estrutura de apoio. Mas para que tal uso seja efetivo, as redes de computadores, por sua vez, devem fornecer algumas facilidades especiais para atender às necessidades dessas aplicações. Dentre as facilidades que devem ser fornecidas estão os suportes à qualidade de serviço (QoS - Quality of Service) e as transmissões multicast. Além do suporte a QoS e multicast nas redes, é necessário fornecer um gerenciamento da rede adequado às expectativas de tais aplicações. Soluções que fornecem gerenciamento de forma individual para tais facilidades, já foram propostas e implementadas. Entretanto, estas soluções não conseguem agir de modo integrado, o que torna a tarefa do gerente da rede extremamente complexa e difícil de ser executada, pois possibilitam um fornecimento não adequado das facilidades desejadas às aplicações. Nesta dissertação é apresentada uma solução para gerenciamento integrado de QoS e multicast. Fazem parte da solução: a definição e implementação de uma arquitetura para gerenciamento integrado de QoS e multicast, utilizando gerenciamento baseado em políticas (PBNM - Policy-Based Network Management), além da validação da solução proposta através da implementação de um protótipo. Um ambiente, condições de teste, e análise dos resultados obtidos, também são apresentados durante a dissertação.

UUm Modelo Exploratório, Baseado nas Comunidades Linux, para Desenvolvimento da Tecnologia da Informação no Brasil

presente trabalho objetiva construir um Modelo Exploratório de desenvolvimento de tecnologia da informação, aplicável no Brasil, tendo como referência as formas de organização do trabalho e da produção das comunidades Linux. O Modelo deve ser aplicado em ambiente Internet, ou em outras redes de telecomunicação. Por essa razão, utiliza métodos e técnicas de aprendizado à distância e e-Iearning. A construção do Modelo apoia-se, como alicerce teórico fundamental, no conceito de convivialidade de Illich (1976), no entendimento de Inose e Pierce (1984) sobre comunidades de interesse e democratização da produção de software, nos estudos de Malone (1997, 1998) referentes a modelos de organização em rede, nos estudos de Weber (2000) sobre comunidades de interesse online, na metodologia de capacitação "Pensamento Digital" de Joia (1999-1, 1999-2) e na estratégia pedagógico-metodológica do Australian National Training Authority (T AFE/SA). No entanto, as pesquisas de Matesco (2000, 2001) tomaram exeqüível a idéia da construção do Modelo, tendo que vista que o Modelo Exploratório proposto aplica-se, preferencialmente, a países, regiões, empresas ou organizações dependentes tecnologicamente de seus parceiros negociais e com escassez de recursos para aplicar em pesquisa e desenvolvimento. O caminho metodológico para a construção do Modelo inicia-se com uma sucinta abordagem sobre o sistema operacional Linux, a descrição das formas de organização das comunidades Linux e a identificação das formas de organização do trabalho e da produção no Fordismo-Taylorismo e no pós-Fordismo. Situa o funcionamento das comunidades Linux em relação a essas formas de organização. Descreve o processo de formação do conhecimento no aprendizado à distância e no elearning. Aborda a experiência de outros países com o Linux e com as comunidades Linux. Principalmente, o sucesso obtido pelos países nórdicos em absorção de tecnologia. A seguir, fundamentando-se em duas pesquisas de Matesco (2000,2001), analisa a dependência tecnológica do Brasil e propõe o Modelo Exploratório, cujo objetivo é, prioritariamente, colaborar para a redução dessa dependência, por meio de um processo de formação de conhecimento, baseado no aprendizado à distância e e-Iearning do Linux e na propagação de comunidades Linux, empregando-se o modelo de organização em rede.

Controle em tempo real de robôs através de redes IP

Com o intuito de utilizar uma rede com protocolo IP para a implementação de malhas fechadas de controle, este trabalho propõe-se a realizar um estudo da operação de um sistema de controle dinâmico distribuído, comparando-o com a operação de um sistema de controle local convencional. Em geral, a decisão de projetar uma arquitetura de controle distribuído é feita baseada na simplicidade, na redução dos custos e confiabilidade; portanto, um diferencial bastante importante é a utilização da rede IP. O objetivo de uma rede de controle não é transmitir dados digitais, mas dados analógicos amostrados. Assim, métricas usuais em redes de computadores, como quantidade de dados e taxa de transferências, tornam-se secundárias em uma rede de controle. São propostas técnicas para tratar os pacotes que sofrem atrasos e recuperar o desempenho do sistema de controle através da rede IP. A chave para este método é realizar a estimação do conteúdo dos pacotes que sofrem atrasos com base no modelo dinâmico do sistema, mantendo o sistema com um nível adequado de desempenho. O sistema considerado é o controle de um manipulador antropomórfico com dois braços e uma cabeça de visão estéreo totalizando 18 juntas. Os resultados obtidos mostram que se pode recuperar boa parte do desempenho do sistema.

Constructive heuristic algorithm for the DC model in network transmission expansion planning

A novel constructive heuristic algorithm to the network expansion planning problem is presented the basic idea comes from Garver's work applied to the transportation model, nevertheless the proposed algorithm is for the DC model. Tests results with most known systems in the literature are carried out to show the efficiency of the method.

Transmission network expansion planning with security constraints

A mathematical model and a methodology to solve the transmission network expansion planning problem with security constraints are presented. The methodology allows one to find an optimal and reliable transmission network expansion plan using a DC model to represent the electrical network. The security (n-1) criterion is used. The model presented is solved using a genetic algorithm designed to solve the reliable expansion planning in an efficient way. The results obtained for several known systems from literature show the excellent performance of the proposed methodology. A comparative analysis of the results obtained with the proposed methodology is also presented.

Specialised branch-and-bound algorithm for transmission network expansion planning

An algorithm is presented that finds the optimal plan long-term transmission for till cases studied, including relatively large and complex networks. The knowledge of optimal plans is becoming more important in the emerging competitive environment, to which the correct economic signals have to be sent to all participants. The paper presents a new specialised branch-and-bound algorithm for transmission network expansion planning. Optimality is obtained at a cost, however: that is the use of a transportation model for representing the transmission network, in this model only the Kirchhoff current law is taken into account (the second law being relaxed). The expansion problem then becomes an integer linear program (ILP) which is solved by the proposed branch-and-bound method without any further approximations. To control combinatorial explosion the branch- and bound algorithm is specialised using specific knowledge about the problem for both the selection of candidate problems and the selection of the next variable to be used for branching. Special constraints are also used to reduce the gap between the optimal integer solution (ILP program) and the solution obtained by relaxing the integrality constraints (LP program). Tests have been performed with small, medium and large networks available in the literature.

Efficient linear programming algorithm for the transmission network expansion planning problem

The transmission network planning problem is a non-linear integer mixed programming problem (NLIMP). Most of the algorithms used to solve this problem use a linear programming subroutine (LP) to solve LP problems resulting from planning algorithms. Sometimes the resolution of these LPs represents a major computational effort. The particularity of these LPs in the optimal solution is that only some inequality constraints are binding. This task transforms the LP into an equivalent problem with only one equality constraint (the power flow equation) and many inequality constraints, and uses a dual simplex algorithm and a relaxation strategy to solve the LPs. The optimisation process is started with only one equality constraint and, in each step, the most unfeasible constraint is added. The logic used is similar to a proposal for electric systems operation planning. The results show a higher performance of the algorithm when compared to primal simplex methods.

Analysis of heuristic algorithms for the transportation model in static and multistage planning in network expansion systems

The usefulness of the application of heuristic algorithms in the transportation model, first proposed by Garver, is analysed in relation to planning for the expansion of transmission systems. The formulation of the mathematical model and the solution techniques proposed in the specialised literature are analysed in detail. Starting with the constructive heuristic algorithm proposed by Garver, an extension is made to the problem of multistage planning for transmission systems. The quality of the solutions found by heuristic algorithms for the transportation model is analysed, as are applications in problems of planning transmission systems.

Test systems and mathematical models for transmission network expansion planning

The data of four networks that can be used in carrying out comparative studies with methods for transmission network expansion planning are given. These networks are of various types and different levels of complexity. The main mathematical formulations used in transmission expansion studies-transportation models, hybrid models, DC power flow models, and disjunctive models are also summarised and compared. The main algorithm families are reviewed-both analytical, combinatorial and heuristic approaches. Optimal solutions are not yet known for some of the four networks when more accurate models (e.g. The DC model) are used to represent the power flow equations-the state of the art with regard to this is also summarised. This should serve as a challenge to authors searching for new, more efficient methods.

XSOFT: estudo de reconhecimento, exploração e prevenção de vulnerabilidades de software através de uma distribuição LINUX

This work aims to give greater visibility to the issue of software security, due to people talk a lot in security conferences, that much of both IT (Information Technology) staff and, more specifically, IS (Information Security) staff does not know this, and, thanks to the spread of the mobile computing and of the cloud computing, this lack of deeper knowledge on this subject is increasingly becoming worrisome. It aims too, make applications to be developed in a security manner, priorizing the security of the information processed. It attempts to demonstrate the secure coding techniques, the principles of software security, the means to identify software vulnerabilities, the cutting-edge software exploitation techniques and the mechanisms of mitigation. Nowadays, the security guys are in charge of the most of the security tests in applications, audits and pentests, and it is undeniable that the so-called security experts, most often come from computer network field, having few experience in software development and programming. Therefore, the development process does not consider the security issue, thanks to the lack of knowledge on the subject by the developer, and the security tests could be improved whether security experts had a greater know-how on application development. Given this problem, the goal here is to integrate information security with software development, spreading out the process of secure software development. To achieve this, a Linux distribution with proof of concept applicati... (Complete abstract click electronic access below)

Sicurezza di rete, analisi del traffico e monitoraggio.

Il lavoro è stato suddiviso in tre macro-aree. Una prima riguardante un'analisi teorica di come funzionano le intrusioni, di quali software vengono utilizzati per compierle, e di come proteggersi (usando i dispositivi che in termine generico si possono riconoscere come i firewall). Una seconda macro-area che analizza un'intrusione avvenuta dall'esterno verso dei server sensibili di una rete LAN. Questa analisi viene condotta sui file catturati dalle due interfacce di rete configurate in modalità promiscua su una sonda presente nella LAN. Le interfacce sono due per potersi interfacciare a due segmenti di LAN aventi due maschere di sotto-rete differenti. L'attacco viene analizzato mediante vari software. Si può infatti definire una terza parte del lavoro, la parte dove vengono analizzati i file catturati dalle due interfacce con i software che prima si occupano di analizzare i dati di contenuto completo, come Wireshark, poi dei software che si occupano di analizzare i dati di sessione che sono stati trattati con Argus, e infine i dati di tipo statistico che sono stati trattati con Ntop. Il penultimo capitolo, quello prima delle conclusioni, invece tratta l'installazione di Nagios, e la sua configurazione per il monitoraggio attraverso plugin dello spazio di disco rimanente su una macchina agent remota, e sui servizi MySql e DNS. Ovviamente Nagios può essere configurato per monitorare ogni tipo di servizio offerto sulla rete.