JVM-based Techniques for Improving Java Observability

Observability measures the support of computer systems to accurately capture, analyze, and present (collectively observe) the internal information about the systems. Observability frameworks play important roles for program understanding, troubleshooting, performance diagnosis, and optimizations. However, traditional solutions are either expensive or coarse-grained, consequently compromising their utility in accommodating today’s increasingly complex software systems. New solutions are emerging for VM-based languages due to the full control language VMs have over program executions. Existing such solutions, nonetheless, still lack flexibility, have high overhead, or provide limited context information for developing powerful dynamic analyses. In this thesis, we present a VM-based infrastructure, called marker tracing framework (MTF), to address the deficiencies in the existing solutions for providing better observability for VM-based languages. MTF serves as a solid foundation for implementing fine-grained low-overhead program instrumentation. Specifically, MTF allows analysis clients to: 1) define custom events with rich semantics ; 2) specify precisely the program locations where the events should trigger; and 3) adaptively enable/disable the instrumentation at runtime. In addition, MTF-based analysis clients are more powerful by having access to all information available to the VM. To demonstrate the utility and effectiveness of MTF, we present two analysis clients: 1) dynamic typestate analysis with adaptive online program analysis (AOPA); and 2) selective probabilistic calling context analysis (SPCC). In addition, we evaluate the runtime performance of MTF and the typestate client with the DaCapo benchmarks. The results show that: 1) MTF has acceptable runtime overhead when tracing moderate numbers of marker events; and 2) AOPA is highly effective in reducing the event frequency for the dynamic typestate analysis; and 3) language VMs can be exploited to offer greater observability.

SOAP processing performance and enhancement

The web services (WS) technology provides a comprehensive solution for representing, discovering, and invoking services in a wide variety of environments, including Service Oriented Architectures (SOA) and grid computing systems. At the core of WS technology lie a number of XML-based standards, such as the Simple Object Access Protocol (SOAP), that have successfully ensured WS extensibility, transparency, and interoperability. Nonetheless, there is an increasing demand to enhance WS performance, which is severely impaired by XML's verbosity. SOAP communications produce considerable network traffic, making them unfit for distributed, loosely coupled, and heterogeneous computing environments such as the open Internet. Also, they introduce higher latency and processing delays than other technologies, like Java RMI and CORBA. WS research has recently focused on SOAP performance enhancement. Many approaches build on the observation that SOAP message exchange usually involves highly similar messages (those created by the same implementation usually have the same structure, and those sent from a server to multiple clients tend to show similarities in structure and content). Similarity evaluation and differential encoding have thus emerged as SOAP performance enhancement techniques. The main idea is to identify the common parts of SOAP messages, to be processed only once, avoiding a large amount of overhead. Other approaches investigate nontraditional processor architectures, including micro-and macrolevel parallel processing solutions, so as to further increase the processing rates of SOAP/XML software toolkits. This survey paper provides a concise, yet comprehensive review of the research efforts aimed at SOAP performance enhancement. A unified view of the problem is provided, covering almost every phase of SOAP processing, ranging over message parsing, serialization, deserialization, compression, multicasting, security evaluation, and data/instruction-level processing.

Java Cryptographic Library for Smartphones

A JME-compliant cryptographic library for mobile application development is introduced in this paper. The library allows cryptographic protocols implementation over elliptic curves with different security levels and offers symmetric and asymmetric bilinear pairings operations, as Tate, Weil, and Ate pairings.

A Java-based simulation environment for networks of simplified neuron models

ACR is supported by a research grant from CNPq.

Aplicación web 2.0 para la gestión de dibujos

[ES] El TFG (Trabajo Fin de Grado) de esta aplicación consiste en una Web 2.0 de gestión de dibujos, destacando la participación de cada usuario para gestionar y a su vez comentar, votar o etiquetar dibujos. La Web 2.0 promueve la participación de los usuarios y el intercambio de opiniones e información, colaborando los usuarios entre sí como creadores de contenido. De esta manera se le conoce como web social, proporcionando un medio para gestionar información con el fin de compartir los resultados. Por tanto, la diferencia entre la Web 2.0 frente a una web normal, es que los usuarios no se limitan a observar pasivamente los contenidos que se han creado para ellos. Una de las características principales de la aplicación es la herramienta para crear y editar dibujos, implementado en un Applet. Un Applet es un componente de una aplicación que está desarrollado en Java y se puede ejecutar desde una página web. La herramienta en sí te permite insertar figuras o dibujar a mano alzada y eligiendo el color. Al ser desarrollado en Java, el formato que tiene la aplicación web es JSP (Java Server Page). La principal ventaja de JSP frente a otros lenguajes es que el lenguaje Java es un lenguaje apto para crear clases que manejen lógica de negocio y acceso a datos de una manera prolija. Esto permite separar en niveles las aplicaciones web, dejando la parte encargada de generar el documento HTML en el archivo JSP. Otra ventaja es que JSP hereda la portabilidad de Java, y es posible ejecutar las aplicaciones en múltiples plataformas sin cambios.

Aplicación para dispositivos móviles basados en Android para la consulta y gestión de reservas de vuelos de la aerolínea Canaryfly

[ES]El actual proyecto consiste en la implementación de un primer prototipo de la aplicación basada en dispositivos Android que la empresa Canaryfly, una aerolínea canaria, ofrecerá a sus clientes con el objetivo  de facilitarles información de sus vuelos y la posibilidad de gestionar sus reservas. La aplicación final pretende ser una extensión del sistema actual de Canaryfly, dado que el objetivo que se persigue  es el de ofrecer las mismas funcionalidades que ofrece la página web. Las funcionalidades desarrolladas para este proyecto han sido la creación de formularios para realizar la solicitud de presupuestos para vuelos especiales, dígase chárter y vuelos en grupo. También se ha creado un primer sistema de facturación online y otro formulario para la recuperación de datos de una reserva, además del formulario para la búsqueda de vuelos.

JavaFMI una librería Java para el estándar Functional Mockup Interface

[ES] El estándar Functional Mockup Interface (FMI), es un estándar abierto e independiente de cualquier aplicación o herramienta que permite compartir modelos de sistemas dinámicos entre aplicaciones. Provee una interfaz escrita en lenguaje C que ha de ser implementada por las distintas herramientas exportadoras y pone en común un conjunto de funciones para manipular los modelos.
JavaFMI es una herramienta que permite utilizar simulaciones que cumplen con el estándar FMI en aplicaciones Java de una manera muy simple, limpia y eficiente. Es un proyecto open source con licencia LGPL V2.1H y su código fuente se encuentra disponible para ser clonado en la pagina del proyecto. El proyecto se encuentra alojado en www.bitbucket.org/siani/javafmi y cuenta con una página de bienvenida donde se explica como se usa la librería, una página para reportar incidencias o solicitar que se implementen nuevas historias y una página donde se listan todas las versiones que hay disponibles para descargar. JavaFMI se distribuye como un fichero zip que contiene el .jar con el código compilado de la librería una carpeta lib con las dos dependencias que tiene con librerías externas y una copia de la licencia. Comparada con JFMI, con menos lineas de código, una API limpia, expresiva y auto documentada, y un rendimiento que es un 66 % mejor, JavaFMI es objetivamente la mejor herramienta Java que existe para manipular FMUs de la versión 1.0 y 2.0 del estándar FMI.

SweetRunner : juego de plataforma estilo runner para Android

[ES] El primordial objetivo del presente Trabajo de Final de Título (TFT) es realizar un juego de plataforma estilo runner para dispositivos móviles con sistema Android, y por medio de este, realizar un análisis de las diferentes herramientas que se pueden emplear para el desarrollo juegos para móvil estilo runner.  El resultado que se obtuvo fue SweetRuner, una aplicación móvil que permite jugar en dispositivos móviles que posean sistema Android en una versión igual o superior a Honeycomb. Las características que posee SweetRunner son: creación aleatoria de los elementos del juego; obstáculos y bonificaciones; aumento de dificultad conforme aumenta la puntuación; cálculo de puntuación y puntuación máxima; finalmente, comunicación con la red social Facebook. El desarrollo de SweetRunner se realizó en el motor de videojuegos Unity3D, ya que es considerado la mejor opción para este tipo de juegos, por las facilidades que brinda y por su sencillez y amigabilidad. La mayoría de las herramientas empleadas en el desarrollo de la app son de software libre, pero también se ha trabajado con software privativo. Es por esta razón que el presente trabajo se distribuye bajo la licencia GNU LGPL versión3, ya que con esta licencia se pueden enlazar a un programa no GPL, que puede ser software libre o no. El presente trabajo tiene el potencial necesario para convertirse en una guía para desarrollar juegos para móviles estilo runner. Esta guía facilitará el proceso de desarrollo y optimización, además de ayudar a entender el funcionamiento y la potencialidad de las diferentes herramientas y componentes que se usaron.  

Connect2, Launcher Android configurable desde una interfaz web

[ES] Este proyecto se ha orientado a crear un Launcher que permite la configuración remota a través de una web, se puede cambiaren tiempo real la pantalla de inicio del teléfono, puesto que desde la web se puede : enviar mensajes, añadir aplicaciones y contactos. La pantalla de inicio ha sido simplificada, Además la aplicación elimina de la vista del usuario los elementos que no son importantes. En resumen se puede adaptar la pantalla de inicio de manera fácil a cada usuario.

Diseño e implementación de un conjugador verbal como aplicación Android

[ES]Desarrollo de una aplicación Android con un diseño de interfaz de usuario para smartphones y otro para tabletas cuya finalidad es mostrar información acerca del verbo introducido por el usuario. Por un lado, sería la visualización de todas las formas verbales que posee el verbo, las cuáles son obtenidas de una serie de servicios remotos pertenecientes al grupo TIP (Text & Information Processing) y que deberán ser tratadas antes de ser visualizadas. Y, por otro lado, la información que nos permitirá identificar al verbo, las definiciones de sus posibles significados y notas asociadas a la forma de conjugarse. Esta información, en cambio, se obtendrá de una serie de servicios locales en la propia aplicación basado en ficheros de texto.

Automatic code generation: from process algebraic architectural descriptions to multithreaded java programs

Process algebraic architectural description languages provide a formal means for modeling software systems and assessing their properties. In order to bridge the gap between system modeling and system im- plementation, in this thesis an approach is proposed for automatically generating multithreaded object-oriented code from process algebraic architectural descriptions, in a way that preserves – under certain assumptions – the properties proved at the architectural level. The approach is divided into three phases, which are illustrated by means of a running example based on an audio processing system. First, we develop an architecture-driven technique for thread coordination management, which is completely automated through a suitable package. Second, we address the translation of the algebraically-specified behavior of the individual software units into thread templates, which will have to be filled in by the software developer according to certain guidelines. Third, we discuss performance issues related to the suitability of synthesizing monitors rather than threads from software unit descriptions that satisfy specific constraints. In addition to the running example, we present two case studies about a video animation repainting system and the implementation of a leader election algorithm, in order to summarize the whole approach. The outcome of this thesis is the implementation of the proposed approach in a translator called PADL2Java and its integration in the architecture-centric verification tool TwoTowers.

Best practice: streaming server for educational videos at Universities

[EN]In this paper we present a video streaming solution. It describes the functionality of streaming server at our university and the workflow to embed videos into the learning platform Moodle. By the server-side role management teachers can get access to upload their recorded lectures to the server. Videos will be converted into different streaming formats and embed into the learning platform with provided embed code. The number of teachers who use this proposal is continuously growing at our university. Beside the lecture scripts the videos watched often by the students what the numbers of video accesses in the Moodle course and the streaming server traffic significantly show.