Information Flow for ALGOL-like Languages

In this paper we present an approach to information flow analysis for a family of languages. We start with a simple imperative language. We present an information flow analysis using a flow logic. The paper contains detailed correctness proofs for this analysis. We next extend the analysis to a restricted form of Idealised Algol, a call-by-value higher-order extension of the simple imperative language (the key restriction being the lack of recursion). The paper concludes with a discussion of further extensions, including a probabilistic extension of Idealised Algol.

Extending Agent Languages for Autonomy

BDI agent languages provide a useful abstraction for complex systems comprised of interactive autonomous entities, but they have been used mostly in the context of single agents with a static plan library of behaviours invoked reactively. These languages provide a theoretically sound basis for agent design but are very limited in providing direct support for autonomy and societal cooperation needed for large scale systems. Some techniques for autonomy and cooperation have been explored in the past in ad hoc implementations, but not incorporated in any agent language. In order to address these shortcomings we extend the well known AgentSpeak(L) BDI agent language to include behaviour generation through planning, declarative goals and motivated goal adoption. We also develop a language-specific multiagent cooperation scheme and, to address potential problems arising from autonomy in a multiagent system, we extend our agents with a mechanism for norm processing leveraging existing theoretical work. These extensions allow for greater autonomy in the resulting systems, enabling them to synthesise new behaviours at runtime and to cooperate in non-scripted patterns.

Adaptivity in programming languages

A programming style can be seen as a particular model of shaping thought or a special way of codifying language to solve a problem. An adaptive device is made up of an underlying formalism, for instance, an automaton, a grammar, a decision tree, etc., and an adaptive mechanism, responsible for providing features for self-modification. Adaptive languages are obtained by using some programming language as the device’s underlying formalism. The conception of such languages calls for a new programming style, since the application of adaptive technology in the field of programming languages suggests a new way of thinking. Adaptive languages have the basic feature of allowing the expression of programs which self-modifying through adaptive actions at runtime. With the adaptive style, programming language codes can be structured in such a way that the codified program therein modifies or adapts itself towards the needs of the problem. The adaptive programming style may be a feasible alternate way to obtain self-modifying consistent codes, which allow its use in modern applications for self-modifying code.

Adaptive languages and a new programming style

A programming style can be seen as a particular model of shaping thought or a special way of codifying language to solve a problem. Adaptive languages have the basic feature of allowing the expression of programs which self-modifying through adaptive actions at runtime. The conception of such languages calls for a new programming style, since the application of adaptive technology in the field of programming languages suggests a new way of thinking. With the adaptive style, programming language codes can be structured in such a way that the codified program therein modifies or adapts itself towards the needs of the problem. The adaptive programming style may be a feasible alternate way to obtain self-modifying consistent codes, which allow its use in modern applications for self-modifying code.

Using adaptive automata in a multi-paradigm programming environment

In this paper the architecture of an experimental multiparadigmatic programming environment is sketched, showing how its parts combine together with application modules in order to perform the integration of program modules written in different programming languages and paradigms. Adaptive automata are special self-modifying formal state machines used as a design and implementation tool in the representation of complex systems. Adaptive automata have been proven to have the same formal power as Turing Machines. Therefore, at least in theory, arbitrarily complex systems may be modeled with adaptive automata. The present work briefly introduces such formal tool and presents case studies showing how to use them in two very different situations: the first one, in the name management module of a multi-paradigmatic and multi-language programming environment, and the second one, in an application program implementing an adaptive automaton that accepts a context-sensitive language.

Uma Proposta de especificação formal e fundamentação teórica para simulated annealing

Os algoritmos baseados no paradigma Simulated Annealing e suas variações são atualmente usados de forma ampla na resolução de problemas de otimização de larga escala. Esta popularidade é resultado da estrutura extremamente simples e aparentemente universal dos algoritmos, da aplicabilidade geral e da habilidade de fornecer soluções bastante próximas da ótima. No início da década de 80, Kirkpatrick e outros apresentaram uma proposta de utilização dos conceitos de annealing (resfriamento lento e controlado de sólidos) em otimização combinatória. Esta proposta considera a forte analogia entre o processo físico de annealing e a resolução de problemas grandes de otimização combinatória. Simulated Annealing (SA) é um denominação genérica para os algoritmos desenvolvidos com base nesta proposta. Estes algoritmos combinam técnicas de busca local e de randomização. O objetivo do presente trabalho é proporcionar um entendimento das características do Simulated Annealing e facilitar o desenvolvimento de algoritmos com estas características. Assim, é apresentado como Simulated Annealing e suas variações estão sendo utilizados na resolução de problemas de otimização combinatória, proposta uma formalização através de um método de desenvolvimento de algoritmos e analisados aspectos de complexidade. O método de desenvolvimento especifica um programa abstrato para um algoritmo Simulated Annealing seqüencial, identifica funções e predicados que constituem os procedimentos deste programa abstrato e estabelece axiomas que permitem a visualização das propriedades que estes procedimentos devem satisfazer. A complexidade do Simulated Annealing é analisada a partir do programa abstrato desenvolvido e de seus principais procedimentos, permitindo o estabelecimento de uma equação genérica para a complexidade. Esta equação genérica é aplicável aos algoritmos desenvolvidos com base no método proposto. Uma prova de correção é apresentada para o programa abstrato e um código exemplo é analisado com relação aos axiomas estabelecidos. O estabelecimento de axiomas tem como propósito definir uma semântica para o algoritmo, o que permite a um desenvolvedor analisar a correção do código especificado para um algoritmo levando em consideração estes axiomas. O trabalho foi realizado a partir de um estudo introdutório de otimização combinatória, de técnicas de resolução de problemas, de um levantamento histórico do uso do Simulated Annealing, das variações em torno do modelo e de embasamentos matemáticos documentados. Isto permitiu identificar as características essenciais dos algoritmos baseados no paradigma, analisar os aspectos relacionados com estas características, como as diferentes formas de realizar uma prescrição de resfriamento e percorrer um espaço de soluções, e construir a fundamentação teórica genérica proposta.

OZJ : uma ferramenta para geração de óraculos para teste de software a partir de especificação formal

A literatura sobre Teste de Software apresenta diversas estratégias e metodologias que definem critérios eficazes e automatizáveis para selecionar casos de teste capazes de detectar erros em softwares. Embora eficientes na descoberta de erros, as técnicas de seleção de casos de teste exigem que uma quantidade relativamente grande de testes seja realizada para satisfazer os seus critérios. Essa característica acarreta, em parte, um alto custo na atividade de teste, uma vez que, ao fim de cada teste deve-se verificar se o comportamento do software está ou não de acordo com os seus requisitos. Oráculo para teste de software é um mecanismo capaz de determinar se o resultado de um teste está ou não de acordo com os valores esperados. Freqüentemente, assume-se que o próprio projetista de teste é o responsável por esta tarefa. A automatização da atividade dos oráculos deu origem a oráculos automáticos, os quais são capazes de determinar o bom ou mau funcionamento do software a partir de uma fonte de informação confiável. Ao longo dos anos, a especificação formal vêm sendo largamente utilizada como fonte de informação para oráculos automáticos. Diversas estratégias vêm propondo geradores de oráculos baseados em especificações formais. Dentre as características marcantes dessas estratégias, cita-se aquelas que são aplicáveis a implementações derivadas a partir da estrutura da especificação e aquelas que geram oráculos a partir de técnicas específicas de seleção de casos. Essas características, entretanto, limitam a aplicação abrangente dos oráculos por restringi-los tanto a implementações derivadas diretamente de especificações como ao uso de técnicas específicas de seleção de casos de teste. Este trabalho apresenta um estudo sobre os geradores de oráculos para teste de software, identifica aspectos fundamentais que regem seu processo de construção e propõe uma estratégia que permite a geração de oráculos semi-automaticamente, mesmo para implementações não derivadas diretamente da estrutura da especificação. A estratégia proposta é, também, aplicável aos casos de teste derivados de qualquer técnica de seleção de casos de teste.

Análise da gestão do líder formal em relação à implementação da mudança organizacional : estudo de caso na Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Esta pesquisa analisa a gestão do líder formal em relação às mudanças acontecidas em sete Unidades de Ensino da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), as quais decidiram unir seus ambientes de trabalho, pela falta de recursos humanos, para serem mais eficientes e dar um melhor atendimento à comunidade universitária. Segundo a Pró-Reitoria de Recursos Humanos da UFRGS, um dos principais fatores que fizeram com que a implementação das Secretarias Unificadas apresentasse situações de resistência e de conflito foram os problemas de liderança das pessoas que possuem autoridade formal e que dirigem as Unidades (líderes formais). Os resultados indicam que eles desconsideraram os elementos comportamentais e de planejamento da mudança no inicio e durante a implementação das Secretarias Unificadas. Foram entrevistados os líderes formais (Diretores e Assessores Administrativos) do Instituto de Geociências, do Instituto de Matemática, da Escola de Administração, da Escola de Educação Física, da Escola de Enfermagem, da Faculdade de Biblioteconomia e Comunicação e da Faculdade de Veterinária, e aplicaram-se questionários na totalidade dos funcionários das Secretarias Unificadas, para obter dados sobre estratégias implementadas, tipo de mudança, fatores facilitadores e fatores inibidores da mudança, características da liderança e gestão atual nas Secretarias Unificadas. A partir da análise dos dados coletados, chegou-se à afirmação de que o sucesso na gestão do líder formal nas Secretarias Unificadas de penderá da sua capacidade de criar boas condições de trabalho e desenvolver os fatores motivacionais, profissionais e pessoais, considerando que muitas das necessidades de mudança nas Unidades são compartilhadas e outras são específicas, devido aos seus interesses.

Extensão de um modelo OO formal com aspectos temporais

Na área de Engenharia de Software, há vários modelos formais de especificação orientado a objetos (OO). Um destes é o OO-Method / OASIS. OO-Method se baseia nos seguintes princípios: - dar suporte às noções do modelo conceitual orientado a objetos; - integrar os modelos formais com metodologias de aceitação industrial; - possibilitar a produção de software avançado que inclua a geração completa de código (estática e dinâmica) do desenvolvimento comercial. O processo de desenvolvimento consiste em levantar as propriedades principais do sistema em desenvolvimento (modelo conceitual) por parte do engenheiro de software, e construir de forma automática, em qualquer momento (por um processo de conversão gráfico-textual) a especificação formal orientada a objetos em OASIS (Open and Active Specifications of Information System) que constituirá um repositório de alto nível do sistema. O objetivo de OASIS é expressar os requisitos funcionais de um sistema de informação, em um marco formal, que facilite sua validação e geração automática de programas. OASIS não inclui a especificação de aspectos temporais. A modelagem de aspectos temporais é um importante tópico da modelagem de sistemas de informação, porque através destes são representadas as características dinâmicas das aplicações e a interação temporal entre diferentes processos. A especificação de requisitos de aplicações através de modelos orientados a objetos permite representar não só os seus estados, mas também, seu comportamento. Modelos temporais representam também a evolução de objetos com o tempo. Como o estado de um objeto pode ser alterado devido à ocorrência de um evento (fato ocorrido em um determinado instante no tempo), é importante que o modelo utilizado permita apresentar a história destes eventos. O presente trabalho tem por finalidade propor uma extensão temporal a um modelo formal de especificação OO. Esta extensão inclui tanto aspectos estáticos quanto dinâmicos. A extensão de aspectos estáticos estende OASIS com atributos temporais. A extensão dos aspectos dinâmicos, contribuição central do trabalho, estende OASIS com eventos temporais.

Um Modelo formal e executável de agentes BDI

Modelos BDI (ou seja, modelos Beliefs-Desires-Intentions models) de agentes têm sido utilizados já há algum tempo. O objetivo destes modelos é permitir a caracterização de agentes utilizando noções antropomórficas, tais como estados mentais e ações. Usualmente, estas noções e suas propriedades são formalmente definidas utilizandos formalismos lógicos que permitem aos teóricos analisar, especificar e verificar agentes racionais. No entanto, apesar de diversos sistemas já terem sido desenvolvidos baseados nestes modelos, é geralmente aceito que existe uma distância significativa entre esta lógicas BDI poderosas e sistemas reais. Este trabalho defende que a principal razão para a existência desta distância é que os formalismos lógicos utilizados para definir os modelos de agentes não possuem uma semântica operacional que os suporte. Por “semântica operacional” entende-se tanto procedimentos de prova que sejam corretos e completos em relação à semântica da lógica, bem como mecanismos que realizem os diferentes tipos de raciocínio necessários para se modelar agentes. Há, pelo menos, duas abordagens que podem ser utilizadas para superar esta limitação dos modelos BDI. Uma é estender as lógicas BDI existentes com a semântica operacional apropriada de maneira que as teorias de agentes se tornem computacionais. Isto pode ser alcançado através da definição daqueles procedimentos de prova para as lógicas usadas na definição dos estados mentais. A outra abordagem é definir os modelos BDI utilizando formalismos lógicos apropriados que sejam, ao mesmo tempo, suficientemente poderosos para representar estados mentais e que possuam procedimentos operacionais que permitam a utilizaçao da lógica como um formalismo para representação do conhecimento, ao se construir os agentes. Esta é a abordagem seguida neste trabalho. Assim, o propósito deste trabalho é apresentar um modelo BDI que, além de ser um modelo formal de agente, seja também adequado para ser utilizado para implementar agentes. Ao invés de definir um novo formalismo lógico, ou de estender um formalismo existente com uma semântica operacional, define-se as noções de crenças, desejos e intenções utilizando um formalismo lógico que seja, ao mesmo tempo, formalmente bem-definido e computacional. O formalismo escolhido é a Programação em Lógica Estendida com Negação Explícita (ELP) com a semântica dada pelaWFSX (Well-Founded Semantics with Explicit Negation - Semântica Bem-Fundada com Negação Explícita). ELP com a WFSX (referida apenas por ELP daqui para frente) estende programas em lógica ditos normais com uma segunda negação, a negação explícita1. Esta extensão permite que informação negativa seja explicitamente representada (como uma crença que uma propriedade P não se verifica, que uma intenção I não deva se verificar) e aumenta a expressividade da linguagem. No entanto, quando se introduz informação negativa, pode ser necessário ter que se lidar com programas contraditórios. A ELP, além de fornecer os procedimentos de prova necessários para as teorias expressas na sua linguagem, também fornece um mecanismo para determinar como alterar minimamente o programa em lógica de forma a remover as possíveis contradições. O modelo aqui proposto se beneficia destas características fornecidas pelo formalismo lógico. Como é usual neste tipo de contexto, este trabalho foca na definição formal dos estados mentais em como o agente se comporta, dados tais estados mentais. Mas, constrastando com as abordagens até hoje utilizadas, o modelo apresentanto não é apenas uma especificação de agente, mas pode tanto ser executado de forma a verificar o comportamento de um agente real, como ser utilizado como mecanismo de raciocínio pelo agente durante sua execução. Para construir este modelo, parte-se da análise tradicional realizada na psicologia de senso comum, onde além de crenças e desejos, intenções também é considerada como um estado mental fundamental. Assim, inicialmente define-se estes três estados mentais e as relações estáticas entre eles, notadamente restrições sobre a consistência entre estes estados mentais. Em seguida, parte-se para a definição de aspectos dinâmicos dos estados mentais, especificamente como um agente escolhe estas intenções, e quando e como ele revisa estas intenções. Em resumo, o modelo resultante possui duas características fundamentais:(1) ele pode ser usado como um ambiente para a especificação de agentes, onde é possível definir formalmente agentes utilizando estados mentais, definir formalmente propriedades para os agentes e verificar se estas propriedades são satifeitas pelos agentes; e (2) também como ambientes para implementar agentes.

Educação musical não-formal e atuação profissional : um survey em oficinas de música de Porto Alegre - RS

O presente trabalho teve como objetivo caracterizar o ensino de música inserido em projetos sociais. Os objetivos específicos foram analisar as dimensões presentes nas práticas educativo-musicais das oficinas de música, identificar os profissionais que ali ensinam música e qual a sua formação, e examinar as concepções sobre educação musical desses profissionais e do coordenador. O referencial teórico do trabalho está fundamentado em conceitos de educação não-formal, de autores da pedagogia e da educação musical. Foi realizado um survey de pequeno porte em 19 oficinas de música do projeto de Descentralização, da Secretaria Municipal de Cultura, da Prefeitura de Porto Alegre. Os participantes foram 14 oficineiros (profissionais que ensinam música) e o ativista de música (coordenador das oficinas). A técnica de pesquisa utilizada foi a da entrevista semi-estruturada, e os dados foram analisados qualitativamente. A partir da análise, considerei que as oficinas de música se configuram como espaços de educação musical não-formal. Os resultados sinalizam a necessidade de reconhecimento desses espaços como contextos de atuação profissional que, como tais, demandam uma formação também profissional.