Tecnologie per la costruzione di piattaforme distribuite basate sul linguaggio di programmazione Scala

Questo elaborato tratta alcuni dei più noti framework di programmazione avanzata per la costruzione di piattaforme distribuite che utilizzano il linguaggio di programmazione avanzata Scala come fulcro principale per realizzare i propri protocolli. Le tecnologie analizzate saranno Finagle, Akka, Kafka e Storm. Per ciascuna di esse sarà presente una sezione di introduzione, documentazione e un esempio di codice. L’obiettivo dell’elaborato è l’analisi approfondita delle tecnologie sopraelencate per comprendere a fondo le tecniche di programmazione che le rendono uniche nel loro genere. Questo percorso fornisce una chiave di lettura obiettiva e chiara di ciascuna tecnologia, sarà cura del lettore proseguire nello studio individuale della specifica tecnica che ritiene essere più efficace o interessante. Alla fine della tesi è presente un aperto dibattito in cui le quattro tecnologie vengono messe a confronto e giudicate in base alle loro caratteristiche. Inoltre vengono ipotizzate realtà in cui si possa trovare collaborazione tra i vari framework ed, infine, è presente una mia personale opinione basata sulla mia esperienza in merito.

Emergency direct: studio e implementazione di un'applicazione android per disseminazione di messaggi d'allarme in reti spontanee

In questa tesi inizialmente ci si è occupati di definire ed approfondire le caratteristiche della tecnologia Wi-Fi Direct, illustrandone il funzionamento, l’architettura e gli scenari di utilizzo. Successivamente è stata sviluppata un’applicazione basata su tale tecnologia, con lo scopo di fornire un servizio di disseminazione di messaggi d’aiuto in situazioni di emergenza o di catastrofi naturali, nelle quali la rete cellulare viene inevitabilmente meno. In queste occasioni c’è il bisogno di avere uno strumento che permetta di comunicare in maniera facile, veloce e che sia alla portata di tutti. Caratteristiche e qualità proprie di uno smartphone, dispositivo che oggigiorno è presente nelle tasche di ognuno di noi. L’obiettivo finale infatti, sarebbe quello di creare un applicativo che possa idealmente essere preinstallato in ogni nostro dispositivo, un servizio che sia diffuso, compreso ed utilizzabile istantaneamente da tutti, in modo tale da essere una sicurezza e un aiuto di vitale importanza in situazioni di pericolo. Per lo sviluppo di una tale applicazione ci si è basati sul sistema operativo Android, che è il più diffuso tra gli utenti di tutto il mondo. Nel primo capitolo ci si è occupati di di presentare ed approfondire la tecnologia Wi-Fi Direct, definendone gli ambiti generali di utilizzo e le problematiche che vengono affrontate. Nel secondo capitolo si prosegue con la presentazione della tecnologia in ambiente Android, descrivendo le API fornite da Google per l’utilizzo del servizio in questione. Nel terzo capitolo, dopo un’analisi dei progetti che coinvolgono tale tecnologia, viene illustrata l’applicazione creata, le sue funzionalità e caratteristiche ed eventuali casi d’uso. Nel quarto capitolo è stata inserita la parte più tecnica, dove illustro i problemi incontrati e le modalità di risoluzione degli stessi, insieme alle strutture ed agli oggetti messi a disposizione da Java che sono stati utilizzati. Infine nel capitolo conclusivo è stato fatto un riepilogo del lavoro svolto, indicando le difficoltà incontrate ed eventuali possibili miglioramenti e sviluppi futuri del mio progetto.

Aggregate Programming in Scala: a Core Library and Actor-Based Platform for Distributed Computational Fields

La programmazione aggregata è un paradigma che supporta la programmazione di sistemi di dispositivi, adattativi ed eventualmente a larga scala, nel loro insieme -- come aggregati. L'approccio prevalente in questo contesto è basato sul field calculus, un calcolo formale che consente di definire programmi aggregati attraverso la composizione funzionale di campi computazionali, creando i presupposti per la specifica di pattern di auto-organizzazione robusti. La programmazione aggregata è attualmente supportata, in modo più o meno parziale e principalmente per la simulazione, da DSL dedicati (cf., Protelis), ma non esistono framework per linguaggi mainstream finalizzati allo sviluppo di applicazioni. Eppure, un simile supporto sarebbe auspicabile per ridurre tempi e sforzi d'adozione e per semplificare l'accesso al paradigma nella costruzione di sistemi reali, nonché per favorire la ricerca stessa nel campo. Il presente lavoro consiste nello sviluppo, a partire da un prototipo della semantica operazionale del field calculus, di un framework per la programmazione aggregata in Scala. La scelta di Scala come linguaggio host nasce da motivi tecnici e pratici. Scala è un linguaggio moderno, interoperabile con Java, che ben integra i paradigmi ad oggetti e funzionale, ha un sistema di tipi espressivo, e fornisce funzionalità avanzate per lo sviluppo di librerie e DSL. Inoltre, la possibilità di appoggiarsi, su Scala, ad un framework ad attori solido come Akka, costituisce un altro fattore trainante, data la necessità di colmare l'abstraction gap inerente allo sviluppo di un middleware distribuito. Nell'elaborato di tesi si presenta un framework che raggiunge il triplice obiettivo: la costruzione di una libreria Scala che realizza la semantica del field calculus in modo corretto e completo, la realizzazione di una piattaforma distribuita Akka-based su cui sviluppare applicazioni, e l'esposizione di un'API generale e flessibile in grado di supportare diversi scenari.

Reactive programming: un caso di studio

L'obiettivo di questa tesi è analizzare e testare la programmazione reattiva, paradigma di programmazione particolarmente adatto per lo sviluppo di applicazioni altamente interattive. La progettazione di sistemi reattivi implica necessariamente l'utilizzo di codice asincrono e la programmazione reattiva (RP) offre al programmatore semplici meccanismi per gestirlo. In questa tesi, la programmazione reattiva è stata utilizzata e valutata mediante la realizzazione di un progetto real-world chiamato AvvocaTimer. Verrà affrontata la progettazione, implementazione e collaudo di una parte del sistema attraverso l'approccio reattivo e, successivamente, confrontata con la prima versione, realizzata con i metodi attualmente usati per gestire codice asincrono, per analizzare vantaggi e/o svantaggi derivanti dall'utilizzo del nuovo paradigma.

Integrazione di piattaforme d'esecuzione e simulazione in una toolchain Scala per aggregate programming

La tesi è calata nell'ambito dell'Aggregate Programming e costituita da una prima parte introduttiva su questo ambito, per poi concentrarsi sulla descrizione degli elaborati prodotti e infine qualche nota conclusiva unitamente a qualche possibile sviluppo futuro. La parte progettuale consiste nell'integrazione del framework Scafi con il simulatore Alchemist e con una piattaforma di creazione e di esecuzione di sistemi in ambito Spatial Computin, con lo scopo di potenziare la toolchain esistente per Aggregate Programming. Inoltre si riporta anche un breve capitolo per l'esecuzione del framework scafi sviluppato in scala sulla piattaforma Android.

Indoor positioning using Android Platform

In recent years, there has been a great increase in the development of wireless technologies and location services. For this reason, numerous projects in the location field, have arisen. In addition, with the appearance of the open Android operating system, wireless technologies are being developed faster than ever. This Project approaches the design and development of a system that combines the technologies of wireless, location and Android with the implementation of an indoor positioning system. As a result, an Android application has been obtained, which detects the position of a phone in a simple and useful way. The application is based on the WIFI manager API of Android. It combines the data stored in a SQL database with the wifi data received at any given time. Afterwards the position of the user is determined with the algorithm that has been implemented. This application is able to obtain the position of any person who is inside a building with Wi-Fi coverage, and display it on the screen of any device with the Android operating system. Besides the estimation of the position, this system displays a map that helps you see in which quadrant of the room are positioned in real time. This system has been designed with a simple interface to allow people without technology knowledge. Finally, several tests and simulations of the system have been carried out to see its operation and accuracy. The performance of the system has been verified in two different places and changes have been made in the Java code to improve its precision and effectiveness. As a result of the several tests, it has been noticed that the placement of the access point (AP) and the configuration of the Wireless network is an important point that should be taken into account to avoid interferences and errors as much as possible, in the estimation of the position. RESUMEN. En los últimos años, se ha producido un incremento en el desarrollo de tecnologías inalámbricas y en servicios de localización y posicionamiento. Por esta razón, han surgido numerosos proyectos relacionados con estas tecnologías. Por otra parte, un punto importante en el desarrollo de estas tecnologías ha sido la aparición del lenguaje Android que ha hecho que estas nuevas tecnologías se implementaran con una mayor rapidez. Este proyecto, se acerca al diseño y desarrollo de un sistema que combina tecnologías inalámbricas, de ubicación y uso de lenguaje Android para el desarrollo de una aplicación de un sistema de posicionamiento en interiores. Como consecuencia de esto se ha obtenido una aplicación Android que detecta la posición de un dispositivo móvil de una manera sencilla e intuititva. La aplicación se basa en la API WIFI de Android, que combina los datos almacenados en una base de datos SQL con los datos recibidos vía Wi-Fi en cualquier momento. A continuación, la posición del usuario se determina con el algoritmo que se ha implementado a lo largo de todo el proyecto utilizando código Android. Esta aplicación es capaz de obtener la posición de cualquier persona que se encuentra dentro de un edificio con cobertura Wi-Fi, mostrando por pantalla la ubicación del usuario en cualquier dispositivo que disponga de sistema operativo Android. Además de la estimación de la posición, este sistema muestra un mapa que le ayuda a ver en qué cuadrante de la sala está situado el usuario. Este sistema ha sido diseñado con una interfaz sencilla para permitir que usuarios sin conocimiento tecnológico o no acostumbrados al uso de los nuevos dispositivos de hoy en día puedan usarlo de una manera sencilla y de forma intuitiva. Por último, se han llevado a cabo varias pruebas y simulaciones del sistema para verificar su funcionamiento y precisión. El rendimiento del sistema se ha comprobado en dos puntos diferentes de la sala (lugar donde se han hecho todas las pruebas y desarrollado la aplicación) realizando cambios en el código Java para mejorar aún más la precisión y eficacia del posicionamiento. Como resultado de todo esto, se ha comprobado que la ubicación del punto de acceso (AP) y la configuración de la red inalámbrica es importante, y por ello se debe de tener en cuenta para evitar interferencias y tantos errores como sea posible en la estimación de la posición.

Modelling reactive and proactive behaviour in simulation

This research investigated the simulation model behaviour of a traditional and combined discrete event as well as agent based simulation models when modelling human reactive and proactive behaviour in human centric complex systems. A departmental store was chosen as human centric complex case study where the operation system of a fitting room in WomensWear department was investigated. We have looked at ways to determine the efficiency of new management policies for the fitting room operation through simulating the reactive and proactive behaviour of staff towards customers. Once development of the simulation models and their verification had been done, we carried out a validation experiment in the form of a sensitivity analysis. Subsequently, we executed a statistical analysis where the mixed reactive and proactive behaviour experimental results were compared with some reactive experimental results from previously published works. Generally, this case study discovered that simple proactive individual behaviour could be modelled in both simulation models. In addition, we found the traditional discrete event model performed similar in the simulation model output compared to the combined discrete event and agent based simulation when modelling similar human behaviour.

Electrochemical degradation of the dye reactive orange 16 using electrochemical flow-cell

Electrochemical removals of color and organic load from solutions containing the dye reactive orange 16 (RO16) were performed in an electrochemical flow-cell, using a platinum working electrode. The influence of the process variables flow-rate, such as NaCl concentration, applied potential and solution pH, were studied. The best color removal achieved was 93% (λ = 493 nm) after 60 min at 2.2 V vs. RHE electrolysis, using 1.00 g L-1 NaCl as supporting electrolyte. The rises in the concentration of NaCl and applied potential increased the color removal rate. The best total organic carbon removal (57%) was obtained at 1.8 V, without the separating membrane, indicating that the ideal conditions for the color removal are not necessarily the same as those to remove the total organic carbon. The degradation efficiency decreased with the solution pH decrease.

Comparison of C-reactive protein and serum amyloid A protein in septic shock patients

Septic shock is a severe inflammatory state caused by an infectious agent. Our purpose was to investigate serum amyloid A (SAA) protein and C-reactive protein (CRP) as inflammatory markers of septic shock patients. Here we evaluate 29 patients in postoperative period, with septic shock, in a prospective study developed in a surgical intensive care unit. All eligible patients were monitored over a 7-day period by sequential organ failure assessment (SOFA) score, daily CRP, SAA, and lactate measurements. CRP and SAA strongly correlated up to the fifth day of observation but were not good predictors of mortality in septic shock. Copyright (C) 2008.

Optical identification of the transient supersoft X-ray source RX J0527.8-6954, in the LMC

Context. Close binary supersoft X-ray sources (CBSS) are binary systems that contain a white dwarf with stable nuclear burning on its surface. These sources, first discovered in the Magellanic Clouds, have high accretion rates and near-Eddington luminosities (10(37)-10(38) erg s(-1)) with high temperatures (T = 2-7 x 10(5) K). Aims. The total number of known objects in the MC is still small and, in our galaxy, even smaller. We observed the field of the unidentified transient supersoft X-ray source RX J0527.8-6954 in order to identify its optical counterpart. Methods. The observation was made with the IFU-GMOS on the Gemini South telescope with the purpose of identifying stars with possible He II or Balmer emission or else of observing nebular extended jets or ionization cones, features that may be expected in CBSS. Results. The X-ray source is identified with a B5e V star that is associated with subarcsecond extended H alpha emission, possibly bipolar. Conclusions. If the primary star is a white dwarf, as suggested by the supersoft X-ray spectrum, the expected orbital period exceeds 21 h; therefore, we believe that the 9.4 h period found so far is not associated to this system.

Cluster and cluster galaxy evolution history from IR to X-ray observations of the young cluster RX J1257.2+4738 at z=0.866

Context. The cosmic time around the z similar to 1 redshift range appears crucial in the cluster and galaxy evolution, since it is probably the epoch of the first mature galaxy clusters. Our knowledge of the properties of the galaxy populations in these clusters is limited because only a handful of z similar to 1 clusters are presently known. Aims. In this framework, we report the discovery of a z similar to 0.87 cluster and study its properties at various wavelengths. Methods. We gathered X-ray and optical data (imaging and spectroscopy), and near and far infrared data (imaging) in order to confirm the cluster nature of our candidate, to determine its dynamical state, and to give insight on its galaxy population evolution. Results. Our candidate structure appears to be a massive z similar to 0.87 dynamically young cluster with an atypically high X-ray temperature as compared to its X-ray luminosity. It exhibits a significant percentage (similar to 90%) of galaxies that are also detected in the 24 mu m band. Conclusions. The cluster RXJ1257.2+4738 appears to be still in the process of collapsing. Its relatively high temperature is probably the consequence of significant energy input into the intracluster medium besides the regular gravitational infall contribution. A significant part of its galaxies are red objects that are probably dusty with on-going star formation.

Blocked diisocyanates as reactive coupling agents: Application to pine fiber-polypropylene composites

In this paper, composites from polypropylene and Kraft pulp (from Pinus radiata) were prepared. Phenyl isocyanate, unblocked and phenol blocked derivatives of 4,4`-methylenebis (phenyl isocyanate) (MDI) were used as coupling agents and the mechanical properties of the obtained composites analyzed. The results showed that the addition of such compatibilizers readily improved the tensile and flexural strengths of the composites. However, no significant variation in the mechanical properties was observed for composite formulations comprising different isocyanate compounds. Accordingly, the chemical structure of isocyanate derivatives did not affect extensively the mechanical properties of MDI-coupled pine fiber reinforced composites. These results were similar to those obtained in previous studies regarding the efficiency of organosilane coupling agents. In comparison to monoreactive isocyanates, the addition of MIDI increased considerably the mechanical properties of pine fiber-polypropylene composites. The mechanical anchoring of polymeric PP chains onto the irregular reinforcement surface supported this result. Non-isothermal DSC analysis showed a slowing effect of MDI on the crystallization kinetics of the coupled composites. This may have been the result of diminished polymer chain mobility in the matrix due to mechanical anchoring onto the fiber surface. Considering these results, the occurrence of strong bonds between the composite components was stated, rather than the unique existence of Van der Waals interactions among the non-polar structures. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A Taxonomy for Locality Algorithms on Peer-to-Peer Networks

The continuous growth of peer-to-peer networks has made them responsible for a considerable portion of the current Internet traffic. For this reason, improvements in P2P network resources usage are of central importance. One effective approach for addressing this issue is the deployment of locality algorithms, which allow the system to optimize the peers` selection policy for different network situations and, thus, maximize performance. To date, several locality algorithms have been proposed for use in P2P networks. However, they usually adopt heterogeneous criteria for measuring the proximity between peers, which hinders a coherent comparison between the different solutions. In this paper, we develop a thoroughly review of popular locality algorithms, based on three main characteristics: the adopted network architecture, distance metric, and resulting peer selection algorithm. As result of this study, we propose a novel and generic taxonomy for locality algorithms in peer-to-peer networks, aiming to enable a better and more coherent evaluation of any individual locality algorithm.

Hardness and structure characterization of Ti(6)Al(4)V films produced by reactive magnetron sputtering on a conventional austenitic stainless steel

Ti(6)Al(4)V thin films were grown by magnetron sputtering on a conventional austenitic stainless steel. Five deposition conditions varying both the deposition chamber pressure and the plasma power were studied. Highly textured thin films were obtained, their crystallite size (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Electro-optically sensitive diamond-like carbon thin films deposited by reactive magnetron sputtering for electronic device applications

The goal of this work is to study and relate electrical and optical properties of diamond-like carbon (DLC) thin films for applications in electronic devices. DLC films were deposited in a reactive RF magnetron sputtering system on p-type silicon and glass substrates. The target was a 99.9999% pure, 6 in. diameter graphite plate and methane was used as processing gas. Eight DLC films were produced for each substrate, varying deposition time, the reactor pressure between 5 mTorr and 10 mTorr while the RF power was applied at 13.56 MHz and varied between 100, 150, 200 and 250W. After deposition, the films were analyzed by I-V and C-V measurements (Cheng et al. (2004) [1]) in order to determine the electric resistivity, photo-current response and dielectric constant, optical transmittance, used to find the optical gap by the Tauc method; and by photoluminescence analysis to determine the photoemission and confirm the optical band gap. These characteristics are compared and the influence of the deposition parameters is discussed. (C) 2011 Published by Elsevier B.V.