Developing a meta model for the Bunge-Wand-Weber ontological constructs

At the core of the analysis task in the development process is information systems requirements modelling, Modelling of requirements has been occurring for many years and the techniques used have progressed from flowcharting through data flow diagrams and entity-relationship diagrams to object-oriented schemas today. Unfortunately, researchers have been able to give little theoretical guidance only to practitioners on which techniques to use and when. In an attempt to address this situation, Wand and Weber have developed a series of models based on the ontological theory of Mario Bunge-the Bunge-Wand-Weber (BWW) models. Two particular criticisms of the models have persisted however-the understandability of the constructs in the BWW models and the difficulty in applying the models to a modelling technique. This paper addresses these issues by presenting a meta model of the BWW constructs using a meta language that is familiar to many IS professionals, more specific than plain English text, but easier to understand than the set-theoretic language of the original BWW models. Such a meta model also facilitates the application of the BWW theory to other modelling techniques that have similar meta models defined. Moreover, this approach supports the identification of patterns of constructs that might be common across meta models for modelling techniques. Such findings are useful in extending and refining the BWW theory. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Expert system application on preliminary design of water retaining structures

Design of liquid retaining structures involves many decisions to be made by the designer based on rules of thumb, heuristics, judgment, code of practice and previous experience. Various design parameters to be chosen include configuration, material, loading, etc. A novice engineer may face many difficulties in the design process. Recent developments in artificial intelligence and emerging field of knowledge-based system (KBS) have made widespread applications in different fields. However, no attempt has been made to apply this intelligent system to the design of liquid retaining structures. The objective of this study is, thus, to develop a KBS that has the ability to assist engineers in the preliminary design of liquid retaining structures. Moreover, it can provide expert advice to the user in selection of design criteria, design parameters and optimum configuration based on minimum cost. The development of a prototype KBS for the design of liquid retaining structures (LIQUID), using blackboard architecture with hybrid knowledge representation techniques including production rule system and object-oriented approach, is presented in this paper. An expert system shell, Visual Rule Studio, is employed to facilitate the development of this prototype system. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Discovering coordination patterns

A large and growing amount of software systems rely on non-trivial coordination logic for making use of third party services or components. Therefore, it is of outmost importance to understand and capture rigorously this continuously growing layer of coordination as this will make easier not only the veri cation of such systems with respect to their original speci cations, but also maintenance, further development, testing, deployment and integration. This paper introduces a method based on several program analysis techniques (namely, dependence graphs, program slicing, and graph pattern analysis) to extract coordination logic from legacy systems source code. This process is driven by a series of pre-de ned coordination patterns and captured by a special purpose graph structure from which coordination speci cations can be generated in a number of di erent formalisms

Slicing functional programs by calculation

Program slicing is a well known family of techniques used to identify code fragments which depend on or are depended upon specific program entities. They are particularly useful in the areas of reverse engineering, program understanding, testing and software maintenance. Most slicing methods, usually targeting either the imperative or the object oriented paradigms, are based on some sort of graph structure representing program dependencies. Slicing techniques amount, therefore, to (sophisticated) graph transversal algorithms. This paper proposes a completely different approach to the slicing problem for functional programs. Instead of extracting program information to build an underlying dependencies’ structure, we resort to standard program calculation strategies, based on the so-called Bird- Meertens formalism. The slicing criterion is specified either as a projection or a hiding function which, once composed with the original program, leads to the identification of the intended slice. Going through a number of examples, the paper suggests this approach may be an interesting, even if not completely general alternative to slicing functional programs

Analysis of computing open source systems

Graphical user interfaces (GUIs) are critical components of today's open source software. Given their increased relevance, the correctness and usability of GUIs are becoming essential. This paper describes the latest results in the development of our tool to reverse engineer the GUI layer of interactive computing open source systems. We use static analysis techniques to generate models of the user interface behavior from source code. Models help in graphical user interface inspection by allowing designers to concentrate on its more important aspects. One particular type of model that the tool is able to generate is state machines. The paper shows how graph theory can be useful when applied to these models. A number of metrics and algorithms are used in the analysis of aspects of the user interface's quality. The ultimate goal of the tool is to enable analysis of interactive system through GUIs source code inspection.

A Concepção Arquitectónica Como Processo: o exemplo de Christopher Alexander

Começam a surgir indícios de que se procura uma substituição da capacidade criativa humana pela programação de processos passíveis de uma automatização informática. Utilizamos o exemplo da obra de Christopher Alexander e advogamos que a concepção arquitectónica proposta por aquele arquitecto é, desde o início, a construção de uma linguagem de estrutura formal funcionalista, por isso programável e algorítmica, cuja discriminação varia da, função focada sobre a concepção do objecto (produção-exigências) para a função focada sobre o sujeito (fruiçãonecessidades). A estrutura de processamento daquele sistema tem origem, no conceito de “resolução de problema” ( problem solving ) e tem como objectivo, a efectiva programação daquilo que hoje é o trabalho criativo humano. Comprova-o o facto de o sistema da “pattern language” ter uma utilização cada vez maior nas investigações informáticas, desde a própria estrutura de programas evolutivos, até aos “object oriented design” ligados à investigação da Inteligência Artificial, passando pelo conceito de “Patterns”, como uma disciplina de engenharia informática para a resolução de problemas 1 . Verificámos na nossa investigação que, paradoxalmente, o mesmo sistema que procura uma libertação democrática da arquitectura – segundo o princípio, “arquitectura de todos para todos” – parece ser, no actual contexto histórico ocidental, um dos sistemas capazes de limitar a Arquitectura, através de um processamento algorítmico de concepção que visa a manipulação de modelos formais preestabelecidos – não obrigatoriamente estáticos – numa “performance” funcional.

Modelos de simulação em MATSim aplicados à análise de sistemas de transporte

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Vias de Comunicação e Transportes

Acesso a laboratórios remotos via ambientes imersivos acesso remoto a um multímetro

Recentemente, tem-se assistido à utilização de ambientes imersivos 3D em vários domínios tais como: actividades empresariais, educativas, lúdicas, entre outras devido à expansão do Second Life. A finalidade deste conceito é oferecer aos utilizadores um acesso alternativo a valências existentes no mundo real, a partir de um computador ligado à Internet. Uma aplicação prática pode ser a sua utilização em laboratórios remotos, com a finalidade de controlar remotamente instrumentos de medição, a partir de um ambiente imersivo. Para isso, o mesmo deve permitir a construção de um laboratório virtual e respectivos instrumentos, também virtuais. Este tipo de solução é viável, devido a existirem dispositivos com interfaces de acesso remoto, e ambientes 3D desenvolvidos em linguagens de programação que possuem bibliotecas de código para protocolos de redes de computadores. A finalidade deste trabalho é desenvolver uma metodologia de acesso remoto, a instrumentos de medição em laboratórios de electricidade e electrónica, usando ambientes imersivos 3D. Como caso de estudo, o instrumento utilizado é um multímetro, controlado remotamente a partir de uma reprodução num mundo virtual, construído no ambiente 3D Open Wonderland. Nessa reprodução virtual, numa primeira fase, só serão disponibilizadas para medição, um conjunto limitado das variáveis eléctricas passíveis de medir através do multímetro seleccionado.

A distributed system for learning programming on-line

Several Web-based on-line judges or on-line programming trainers have been developed in order to allow students to train their programming skills. However, their pedagogical functionalities in the learning of programming have not been clearly defined. EduJudge is a project which aims to integrate the “UVA On-line Judge”, an existing on-line programming trainer with an important number of problems and users, into an effective educational environment consisting of the e-learning platform Moodle and the competitive learning tool QUESTOURnament. The result is the EduJudge system which allows teachers to apply different pedagogical approaches using a proven e-learning platform, makes problems easy to search through an effective search engine, and provides an automated evaluation of the solutions submitted to these problems. The final objective is to provide new learning strategies to motivate students and present programming as an easy and attractive challenge. EduJudge has been tried and tested in three algorithms and programming courses in three different Engineering degrees. The students’ motivation and satisfaction levels were analysed alongside the effects of the EduJudge system on students’ academic outcomes. Results indicate that both students and teachers found that among other multiple benefits the EduJudge system facilitates the learning process. Furthermore, the experi- ment also showed an improvement in students’ academic outcomes. It must be noted that the students’ level of satisfaction did not depend on their computer skills or their gender.

Suporte à computação paralela e distribuída em Java: distribuição e execução de trabalho

Nos últimos anos começaram a ser vulgares os computadores dotados de multiprocessadores e multi-cores. De modo a aproveitar eficientemente as novas características desse hardware começaram a surgir ferramentas para facilitar o desenvolvimento de software paralelo, através de linguagens e frameworks, adaptadas a diferentes linguagens. Com a grande difusão de redes de alta velocidade, tal como Gigabit Ethernet e a última geração de redes Wi-Fi, abre-se a oportunidade de, além de paralelizar o processamento entre processadores e cores, poder em simultâneo paralelizá-lo entre máquinas diferentes. Ao modelo que permite paralelizar processamento localmente e em simultâneo distribuí-lo para máquinas que também têm capacidade de o paralelizar, chamou-se “modelo paralelo distribuído”. Nesta dissertação foram analisadas técnicas e ferramentas utilizadas para fazer programação paralela e o trabalho que está feito dentro da área de programação paralela e distribuída. Tendo estes dois factores em consideração foi proposta uma framework que tenta aplicar a simplicidade da programação paralela ao conceito paralelo distribuído. A proposta baseia-se na disponibilização de uma framework em Java com uma interface de programação simples, de fácil aprendizagem e legibilidade que, de forma transparente, é capaz de paralelizar e distribuir o processamento. Apesar de simples, existiu um esforço para a tornar configurável de forma a adaptar-se ao máximo de situações possível. Nesta dissertação serão exploradas especialmente as questões relativas à execução e distribuição de trabalho, e a forma como o código é enviado de forma automática pela rede, para outros nós cooperantes, evitando assim a instalação manual das aplicações em todos os nós da rede. Para confirmar a validade deste conceito e das ideias defendidas nesta dissertação foi implementada esta framework à qual se chamou DPF4j (Distributed Parallel Framework for JAVA) e foram feitos testes e retiradas métricas para verificar a existência de ganhos de performance em relação às soluções já existentes.

Plataforma web de informação automobilística

Esta dissertação enquadra-se no âmbito dos Sistemas de Informação, em concreto, no desenvolvimento de aplicações Web, como é o caso de um website. Com a utilização em larga escala dos meios tecnológicos tem-se verificado um crescimento exponencial dos mesmos, o que se traduz na facilidade com que podem ser encontradas na Internet diversos tipos de plataformas informáticas. Além disso, hoje em dia, uma grande parte das organizações possui o seu próprio sítio na Internet, onde procede à divulgação dos seus serviços e/ou produtos. Pretende-se com esta dissertação explorar estas novas tecnologias, nomeadamente, os diagramas UML - Unified Modeling Language e a concepção de bases de dados, e posteriormente desenvolver um website. Com o desenvolvimento deste website não se propõe a criação de uma nova tecnologia, mas o uso de diversas tecnologias em conjunto com recurso às ferramentas UML. Este encontra-se organizado em três fases principais: análise de requisitos, implementação e desenho das interfaces. Na análise de requisitos efectuou-se o levantamento dos objectivos propostos para o sistema e das necessidades/requisitos necessários à sua implementação, auxiliado essencialmente pelo Diagrama de Use Cases do sistema. Na fase de implementação foram elaborados os arquivos e directórios que formam a arquitectura lógica de acordo com os modelos descritos no Diagrama de Classes e no Diagrama de Entidade-Relação. Os requisitos identificados foram analisados e usados na composição das interfaces e sistema de navegação. Por fim, na fase de desenho das interfaces foram aperfeiçoadas as interfaces desenvolvidas, com base no conceito artístico e criativo do autor. Este aperfeiçoamento vai de encontro ao gosto pessoal e tem como objectivo elaborar uma interface que possa também agradar ao maior número possível de utilizadores. Este pode ser observado na maneira como se encontram distribuídas as ligações (links) entre páginas, nos títulos, nos cabeçalhos, nas cores e animações e no seu design em geral. Para o desenvolvimento do website foram utilizadas diferentes linguagens de programação, nomeadamente a HyperText Markup Language (HTML), a Page Hypertext Preprocessor (PHP) e Javascript. A HTML foi utilizada para a disposição de todo o conteúdo visível das páginas e para definição do layout das mesmas e a PHP para executar pequenos scripts que permitem interagir com as diferentes funcionalidades do site. A linguagem Javascript foi usada para definir o design das páginas e incluir alguns efeitos visuais nas mesmas. Para a construção das páginas que compõem o website foi utilizado o software Macromedia Dreamweaver, o que simplificou a sua implementação pela facilidade com que estas podem ser construídas. Para interacção com o sistema de gestão da base de dados, o MySQL, foi utilizada a aplicação phpMyAdmin, que simplifica o acesso à base de dados, permitindo definir, manipular e consultar os seus dados.

CodeSkelGen: a program skeleton generator

Existent computer programming training environments help users to learn programming by solving problems from scratch. Nevertheless, initiating the resolution of a program can be frustrating and demotivating if the student does not know where and how to start. Skeleton programming facilitates a top-down design approach, where a partially functional system with complete high level structures is available, so the student needs only to progressively complete or update the code to meet the requirements of the problem. This paper presents CodeSkelGen - a program skeleton generator. CodeSkelGen generates skeleton or buggy Java programs from a complete annotated program solution provided by the teacher. The annotations are formally described within an annotation type and processed by an annotation processor. This processor is responsible for a set of actions ranging from the creation of dummy methods to the exchange of operator types included in the source code. The generator tool will be included in a learning environment that aims to assist teachers in the creation of programming exercises and to help students in their resolution.

Towards a flexible and transparent database evolution

Applications refactorings that imply the schema evolution are common activities in programming practices. Although modern object-oriented databases provide transparent schema evolution mechanisms, those refactorings continue to be time consuming tasks for programmers. In this paper we address this problem with a novel approach based on aspect-oriented programming and orthogonal persistence paradigms, as well as our meta-model. An overview of our framework is presented. This framework, a prototype based on that approach, provides applications with aspects of persistence and database evolution. It also provides a new pointcut/advice language that enables the modularization of the instance adaptation crosscutting concern of classes, which were subject to a schema evolution. We also present an application that relies on our framework. This application was developed without any concern regarding persistence and database evolution. However, its data is recovered in each execution, as well as objects, in previous schema versions, remain available, transparently, by means of our framework.

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

P-SOCRATES: A parallel software framework for time-critical many-core systems

Article in Press, Corrected Proof