Analysis-aware design of embedded systems software

In the past many different methodologies have been devised to support software development and different sets of methodologies have been developed to support the analysis of software artefacts. We have identified this mismatch as one of the causes of the poor reliability of embedded systems software. The issue with software development styles is that they are ``analysis-agnostic.'' They do not try to structure the code in a way that lends itself to analysis. The analysis is usually applied post-mortem after the software was developed and it requires a large amount of effort. The issue with software analysis methodologies is that they do not exploit available information about the system being analyzed.

In this thesis we address the above issues by developing a new methodology, called "analysis-aware" design, that links software development styles with the capabilities of analysis tools. This methodology forms the basis of a framework for interactive software development. The framework consists of an executable specification language and a set of analysis tools based on static analysis, testing, and model checking. The language enforces an analysis-friendly code structure and offers primitives that allow users to implement their own testers and model checkers directly in the language. We introduce a new approach to static analysis that takes advantage of the capabilities of a rule-based engine. We have applied the analysis-aware methodology to the development of a smart home application.

Desarrollo de software para la realización de ensayos dinámicos de mecanismos de cinemática paralela

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo contribuir al desarrollo de un proyecto de investigación mediante la programación y control del movimiento de mecanismos de cinemática paralela para la realización de ensayos dinámicos. Dicho proyecto está enmarcado dentro de una línea de investigación del grupo de investigación CompMech de la UPV-­‐EHU que gira en torno al desarrollo y estudio de este tipo de mecanismos. Esto es; este trabajo, más allá de la utilidad que pudiera tener por sí mismo, está pensado para formar parte de un proyecto de mayor envergadura, para cuyo éxito será imprescindible la colaboración con otros investigadores y la integración de este trabajo con los realizados por ellos. Consiste en la creación de un software para el control y movimiento de mecanismos, generando vibraciones para la realización de ensayos dinámicos. Para ello, se programarán sobre la plataforma LabVIEW la interfaz de usuario y el motor de cálculo. Una vez se compruebe que el programa funciona correctamente, se integrará dentro de un programa principal, un control articular que será el encargado de comunicarse con la máquina. Posteriormente, se procederá a la realización de ensayos experimentales sobre los propios robots, en taller. Se tomarán medidas mediante acelerómetros y otros dispositivos, determinando las medidas más adecuadas para su correcta validación. Finalmente, se generalizará el trabajo realizado para posibilitar su empleo futuro en diferentes mecanismos

“Steer-by-wire” software garapena

[EU]Proiektu honek automobilen antzinako direkzio sistemak ordezkatuko dituen steer-by-wire-ren inplementazioa deskribatuko du, software-aren garapena, hain zuzen. Lan hau garatzeko, ezinbestekoa izango da orain arte egindako lanen bilketa eta azterketa egitea, baita nolako zailtasunak, arriskuak egongo diren eta posiblea izango litzatekeen etorkizun batean teknologia hau instalatzea. Programazio, mekanika eta automatika ezagutzaren bidez teknologia berri hau ordenagailu batean simulatuko da eta orain arte erabili izan diren teknologiekin alderatuko dira, ateratako emaitzekin ondorio nabarmenak ezarriz. Programazio eta simulaziorako “Labview” eta “Matlab-Simulink” software-ak erabiliko dira, beharrezkoak diren tresnen ezagutzak aurretik lortuz.

Carga de trabalho de enfermeiros: uma análise do Nursing Activities Score (NAS)

Este estudo tem como objeto a carga de trabalho de enfermeiros que trabalham em unidades de cuidados semi-intensivos. Seu objetivo geral foi identificar e analisar a percepção dos enfermeiros de uma unidade semi-intensiva acerca do instrumento Nursing Activities Score - NAS, tendo como foco o conceito de carga de trabalho. Os objetivos específicos foram: identificar domínios do NAS considerados pelos enfermeiros como capazes de avaliar a carga de trabalho; identificar os itens que os enfermeiros consideram relevantes e manteriam no instrumento, os itens que excluiriam e os que acrescentariam; identificar itens que os enfermeiros consideram subdimensionados, para os quais aumentariam a pontuação, os superdimensionados, para os quais diminuiriam a pontuação; e, ao final, discutir implicações dessa avaliação para a organização do trabalho e seus impactos na saúde do trabalhador de enfermagem. Estudo de abordagem quantitativa do tipo descritivo exploratória, com breve aporte qualitativo, utilizando a triangulação metodológica. O local de estudo foi uma unidade de média complexidade com 35 leitos em um hospital privado do Rio de Janeiro. Participaram do estudo 28 enfermeiros e os dados foram coletados por meio de um questionário com perguntas fechadas e abertas no período de abril a maio de 2008. O tratamento dos dados foi realizado com apoio do software Excel, utilizando estatística descritiva. O material qualitativo foi organizado em categorias, usando elementos da Análise de Conteúdo Temática. Entre os domínios, verificou-se que os enfermeiros consideram o que mais avalia a carga real de trabalho o Suporte Ventilatório, com 89%, e o domínio que não avalia a carga de trabalho foi o Suporte Neurológico, com 25%. Os três domínios mais citados para serem acrescidos de atividades foram o Suporte Renal, com 25%, seguido Intervenção Especificas, com 21%, e Suporte Metabólico, respectivamente. Quanto à exclusão de atividades, só dois domínios foram mencionados: Suporte Ventilatório, com 25%, e Atividade Básica, com 21%. Os enfermeiros acham que 69% da pontuação era adequada aos itens e 31% acreditam não estar adequada. No grupo, 27% aumentariam a pontuação em alguns itens e 4% diminuiriam a pontuação. Sobre a mensuração da carga de trabalho, acreditam que essa colabora no processo de trabalho, 79%, e 57% acham que mensurar a carga de trabalho através do NAS pode auxiliar na preservação de sua saúde. Concluímos que esse instrumento mensura a carga de trabalho na opinião dos enfermeiros, mas precisa ser adaptado à realidade da unidade onde está sendo aplicada. Além disso, os enfermeiros alteraram mais os itens relacionados à carga física sem identificar a carga psíquica de trabalho como relevante, evidenciando que o trabalho de enfermagem precisa ser mais bem conhecido pelos enfermeiros no que se refere às dimensões de impacto na sua saúde.

SCARA errobota: mugimendu gaitasunen eta ibilbide sorkuntzaren inplementazioa software grafikoan

[EU]Lan honen gaia SCARA errobot motaren mugimendu gaitasunen analisia egitea da, eta ibilbideen sorkuntzarako metodoekin batera software grafiko batean inplementatzea mugimenduaren simulazioa egin ahal izateko. Errobot serieen zinematikaren oinarrizko ezagutzatik hasita, mota konkretu batetara aplikatu egiten da eta honek aurkezten dituen berezitasunak garatu egiten dira, bi helburutara bideratuta: SCARA errobotaren mugimendu gaitasunak ezagutzea. Ibilbideen sorkuntzarako metodo baten inplementazioa. Hasteko, gaiaren egoera aztertu da, aplikazio nagusien eta ibilbide moten informazioa batzeko. Halaber ibilbideen sorkuntzarako metodoak arakatu dira, erabilera honetarako aproposena aurkitzeko. Jarraian, errobotaren analisia burutu da, ohizko erreminta matematikoak erabiliz, funtsezkoak diren lan eremua eta kokapen singularrak lortzeko. Ostean, software grafikoa garatu da mugimendu gaitasun hauek simulatzeko. Ohiko aplikazioetan oinarritutako ibilbideak sortzeko aukerak gehitu dira. Amaitzeko, oztopoak saihesten dituen ibilbideen sorkuntzarako metodoa inplementatu da, “pick and place” ibilbide motaren barruan.

Herramienta software para el análisis de rendimiento de redes 4G

[ES]El objetivo de este proyecto ha sido desarrollar una herramienta software que permita medir el rendimiento de redes con tecnología móvil 4G, también conocida como LTE. Para ello se ha creado un sistema software que está compuesto por una aplicación móvil y un servidor de aplicaciones. El sistema en conjunto realiza la función de recoger indicadores de calidad de la red móvil de diversa índole, que posteriormente son procesados utilizando herramientas software matemáticas, para así obtener gráficas y mapas que permiten analizar la situación y el rendimiento de una red 4G concreta. El desarrollo del software ha llegado a nivel de prototipo y se han realizado pruebas reales con él obteniendo resultados positivos de funcionamiento.

Criterios para la aplicación de coeficientes modificativos de la curva S-N de fatiga

[ES]Este Trabajo de Fin de Grado tiene como objeto crear un programa que sirva como herramienta para los cálculos en las propiedades a fatiga de una pieza. El conjunto del trabajo se centra en su creación mediante la herramienta Excel. El programa cuenta con tres diferentes pestañas: una para los datos que debe introducir el usuario, otra correspondiente a los cálculos y por último una en la que aparecen los resultados. El usuario debe conocer las propiedades de la probeta del material a ensayar, así como el rango de ciclos en el cual se va a trabajar (siempre en un rango de ciclos medio alto). A partir de estas informaciones de la probeta, y gracias a la curva de Basquin y la ecuación de Marin, el programa será capaz de obtener la curva de resistencia a fatiga correspondiente para la pieza. Se incluyen también casos especiales en los que se realicen tratamientos mecánicos de mejora, con una tensión límite del proceso. Para obtener la curva S-N de la pieza se pedirá información en la pestaña de interfaz con el usuario sobre distintas propiedades de la pieza, que permitan así calcular los valores de los coeficientes de Marín gracias a la base de datos que contiene el programa. El usuario tiene también la opción de introducir él mismo los valores de los coeficientes para así obtener una curva que se aproxime más a sus resultados experimentales. En resumen, la función del programa es la de ser una calculadora de la resistencia fatiga de la pieza a partir de los datos que se disponen de la probeta.

Disseminação de dados estatísticos georeferenciados através de WEB services e software livre.

Diferentes organizações públicas e privadas coletam e disponibilizam uma massa de dados sobre a realidade sócio-econômica das diferentes nações. Há hoje, da parte do governo brasileiro, um interesse manifesto de divulgar uma gama diferenciada de informações para os mais diversos perfis de usuários. Persiste, contudo, uma série de limitações para uma divulgação mais massiva e democrática, entre elas, a heterogeneidade das fontes de dados, sua dispersão e formato de apresentação pouco amigável. Devido à complexidade inerente à informação geográfica envolvida, que produz incompatibilidade em vários níveis, o intercâmbio de dados em sistemas de informação geográfica não é problema trivial. Para aplicações desenvolvidas para a Web, uma solução são os Web Services que permitem que novas aplicações possam interagir com aquelas que já existem e que sistemas desenvolvidos em plataformas diferentes sejam compatíveis. Neste sentido, o objetivo do trabalho é mostrar as possibilidades de construção de portais usando software livre, a tecnologia dos Web Services e os padrões do Open Geospatial Consortium (OGC) para a disseminação de dados espaciais. Visando avaliar e testar as tecnologias selecionadas e comprovar sua efetividade foi desenvolvido um exemplo de portal de dados sócio-econômicos, compreendendo informações de um servidor local e de servidores remotos. As contribuições do trabalho são a disponibilização de mapas dinâmicos, a geração de mapas através da composição de mapas disponibilizados em servidores remotos e local e o uso do padrão OGC WMC. Analisando o protótipo de portal construído, verifica-se, contudo, que a localização e requisição de Web Services não são tarefas fáceis para um usuário típico da Internet. Nesta direção, os trabalhos futuros no domínio dos portais de informação geográfica poderiam adotar a tecnologia Representational State Transfer (REST).

Sistema de classificação da gestão ambiental pública municipal baseado em lógica nebulosa

A partir da Lei n. 6.938 de 31 de agosto de 1981, que constituiu o Sistema Nacional do Meio Ambiente, criou-se o Conselho Nacional do Meio Ambiente e instituiu-se o Cadastro Técnico Federal de Atividades e Instrumentos de Defesa Ambiental, a gestão ambiental pública ganhou um espaço cada vez maior nas administrações municipais, com a implementação de instrumentos de gestão ambiental propiciando aos municípios a possibilidade de ações efetivas que contribuam para uma melhor qualidade de vida a população. Esse trabalho propõe a criação de um método de classificação municipal que indicará qual o nível da gestão ambiental do município. Verificando o número de instrumentos de gestão ambiental constituído e o número de problemas ambientais ocorridos em cada município na visão do gestor local nos anos de 2006/2008. E ainda qual a influência do IDH tanto na implementação de tais instrumentos de gestão ambiental, como nas ocorrências dos problemas ambientais. Tal classificação tem a intenção de verificar se o município encontra-se bem aparelhado no que se refere à gestão ambiental, auxiliando para futuras decisões nas ações da política ambiental local. O foco desse trabalho serão os municípios dos estados de Minas Gerais, Piauí e Rio de Janeiro. Os resultados serão processados via o software MATLAB utilizando lógica nebulosa (fuzzy) e apresentados em um website utilizando as linguagens de programação JSP, HTML, JavaScript e esse website armazenado em um servidor TomCat e tais resultados serão apresentados nas formas de valores alfanuméricos em tabelas e espaciais através de mapas temáticos em uma solução sig-web. Os dados estão armazenados em um Sistema Gerenciador de Banco de Dados PostgreSQL com sua extensão espacial PostGIS, e o acesso aos mapas será feito através do servidor de mapas MapServer.

Identificação do padrão biomecânico de condutas motoras em escolares: o caso da marcha

A constituição de uma base de dados normativa da marcha é essencial para o diagnóstico e o tratamento de padrões atípicos da locomoção (SUTHERLAND et al., 1997). Não obstante, são escassas as informações relativas aos padrões normais da marcha de crianças (GANLEY e POWERS, 2005), carência ainda mais evidente no tocante à produção acadêmica sobre o padrão biomecânico da locomoção da população de crianças brasileiras. Nesse sentido, especialistas em análise de marcha alertam para o fato que crianças de diferentes populações podem exibir diferentes padrões de marcha de acordo com os grupos étnicos das quais foram extraídas (MORENO-HERNÁNDEZ et al., 2010). Assim sendo, o objetivo do presente estudo foi descrever o padrão biomecânico da marcha de crianças hígidas brasileiras entre 6 e 11 anos de idade. Cento e vinte e duas crianças hígidas, entre seis e 11 anos de idade foram aleatoriamente recrutadas de um universo de 328 alunos. Os sujeitos foram alocados em três grupos etários: Grupo 1 (6-7 anos), Grupo 2 (8-9 anos) e Grupo 3 (10-11 anos). Para o registro das imagens das marchas das crianças foi utilizado um sistema de captura bidimensional de movimento a uma freqüência de aquisição de 30 Hz, composto por uma câmera Sony modelo HC 46 posicionada ortogonalmente a 6 metros da pista. Marcadores esféricos reflexivos de 20mm de diâmetro foram fixados em ambos os lados do corpo dos participantes. Os valores em bruto das coordenadas dos marcadores foram transformadas em coordenadas globais 2D (CALDWELL et al., 2004) e processadas no software SkillSpector (Versão 1.0). A estratégia de Hof (1996) foi utilizada para a normalização dos dados da marcha. Os comprimentos de passo e passada apresentaram uma tendência de aumento com o avanço da idade até 8-9 anos de idade, ao passo que a cadência dos passos apresentou uma tendência de diminuição até o mesmo período. Os números não-dimensionais não apresentaram qualquer tendência de alteração com o avanço da idade. Os três grupos etários apresentaram trajetórias angulares articulares semelhantes. O presente estudo constitui ação pioneira no que tange à descrição do padrão cinemático da marcha de crianças hígidas brasileiras entre 6 e 11 anos de idade. Assim sendo, consideramos que um primeiro passo foi dado no sentido da constituição de uma base de dados normativa da locomoção desses indivíduos.