Uso do network simulator-NS para simulação de sistemas distribuídos em cenários com defeitos

O desenvolvimento de protocolos distribuídos é uma tarefa complexa. Em sistemas tolerantes a falhas, a elaboração de mecanismos para detectar e mascarar defeitos representam grande parte do esforço de desenvolvimento. A técnica de simulação pode auxiliar significativamente nessa tarefa. Entretanto, existe uma carência de ferramentas de simulação para investigação de protocolos distribuídos em cenários com defeitos, particularmente com suporte a experimentos em configurações “típicas” da Internet. O objetivo deste trabalho é investigar o uso do simulador de redes NS (Network Simulator) como ambiente para simulação de sistemas distribuídos, particularmente em cenários sujeitos à ocorrência de defeitos. O NS é um simulador de redes multi-protocolos, que tem código aberto e pode ser estendido. Embora seja uma ferramenta destinada ao estudo de redes de computadores, o ajuste adequado de parâmetros e exploração de características permitiu utilizá-lo para simular defeitos em um sistema distribuído. Para isso, desenvolveu-se dois modelos de sistemas distribuídos que podem ser implementados no NS, dependendo do protocolo de transporte utilizado: um baseado em TCP e o outro baseado em UDP. Também, foram estudadas formas de modelar defeitos através do simulador. Para a simulação de defeito de colapso em um nodo, foi proposta a implementação de um método na classe de cada aplicação na qual se deseja simular defeitos. Para ilustrar como os modelos de sistemas distribuídos e de defeitos propostos podem ser utilizados, foram implementados diversos algoritmos distribuídos em sistemas síncronos e assíncronos. Algoritmos de eleição e o protocolo Primário-Backup são exemplos dessas implementações. A partir desses algoritmos, principalmente do Primário-Backup, no qual a simulação de defeitos foi realizada, foi possível constatar que o NS pode ser uma ferramenta de grande auxílio no desenvolvimento de novas técnicas de Tolerância a Falhas. Portanto, o NS pode ser estendido possibilitando que, com a utilização dos modelos apresentados nesse trabalho, simule-se defeitos em um sistema distribuído.

Avaliação de abordagens para captura de informações da aplicação

Numerosas pesquisas estão introduzindo o conceito de grupo em padrões abertos para programação distribuída. Nestas, o suporte a grupo de objetos por meio de middlewares, apresentam diferentes abordagens de interligação com a aplicação. Segundo princípios defendidos na tese de Felber, essas abordagens vão ao encontro do objetivo de facilitar o desenvolvimento e proporcionar confiabilidade e desempenho. Neste contexto, localizou-se três enfoques básicos para a interligação com a aplicação, denominados integração, serviço, e interceptação, que utilizam a captura de mensagens para obtenção de informações ou como meio para adicionar novas funcionalidades às aplicações. A utilização dessas informações pode auxiliar no ajuste de parâmetros funcionais de serviços relacionados, na escolha de mecanismos, influindo em aspectos como, desempenho e segurança. Ao longo do estudo dessas abordagens, sentiu-se a necessidade de estudar detalhes e testar aspectos de implementação, suas premissas de uso e as conseqüências advindas da incorporação de seus mecanismos junto à aplicação. Este trabalho visa apresentar uma análise do comportamento das referidas abordagens por meio da implementação de protótipos, possibilitando assim, investigar problemas relacionados ao emprego da técnica e suas conseqüências quando integradas à aplicação. Os objetivos específicos reúnem a busca de informações qualitativas, tais como: modularidade, transparência, facilidade de uso e portabilidade; e informações quantitativas, fundamentalmente traduzidas pelo grau de interferência no desempenho da aplicação. O desenvolvimento dos protótipos teve como início a busca por um ambiente que ofereceria suporte as condições necessárias para a implementação das diferentes abordagens. Percebeu-se que definir os mecanismos diretamente sobre uma linguagem de programação, como C ou C++, não era viável. As versões padrões dessas linguagens não oferecem mecanismos capazes de suportar algumas características de implementação como, por exemplo, a captura de mensagens na abordagem de interceptação. A possibilidade é introduzida apenas por extensões dessas linguagens. Assim, a investigação de um ambiente de implementação voltou-se para mecanismos disponíveis em sistemas operacionais. A opção pela utilização do Linux visou atender alguns requisitos importantes para o desenvolvimento dos protótipos tais como: facilidade de instalação, boa documentação e código aberto. Este último é um ponto essencial, pois a construção de parte dos protótipos explora a programação em nível do sistema operacional. A linguagem de programação C foi escolhida como base para a implementação, já que as diferentes abordagens exploram tanto o nível do kernel como o nível do usuário, e é compatível com o Linux. A etapa de desenvolvimento dos protótipos possibilitou a coleta de informações sobre aspectos qualitativos. As demais informações que fazem parte do perfil levantado por este trabalho sobre as abordagens, foram obtidas através da utilização dos protótipos em experimentos com duas aplicações distribuídas denominadas de “Ping-Pong” e “Escolha de Líderes”, que têm como característica geral à troca de mensagens, utilizando comunicação através de sockets. A realização de medidas em múltiplas execuções, avaliadas após o tratamento estatístico necessário, permitiu definir um perfil das diferentes abordagens.

Réplicas para alta disponibilidade em arquiteturas orientadas a componentes com suporte de comunicação de grupo

Alta disponibilidade é uma das propriedades mais desejáveis em sistemas computacionais, principalmente em aplicações comerciais que, tipicamente, envolvem acesso a banco de dados e usam transações. Essas aplicações compreendem sistemas bancários e de comércio eletrônico, onde a indisponibilidade de um serviço pode representar substanciais perdas financeiras. Alta disponibilidade pode ser alcançada através de replicação. Se uma das réplicas não está operacional, outra possibilita que determinado serviço seja oferecido. No entanto, réplicas requerem protocolos que assegurem consistência de estado. Comunicação de grupo é uma abstração que tem sido aplicada com eficiência a sistemas distribuídos para implementar protocolos de replicação. Sua aplicação a sistemas práticos com transações e com banco de dados não é comum. Tipicamente, sistemas transacionais usam soluções ad hoc e sincronizam réplicas com protocolos centralizados, que são bloqueantes e, por isso, não asseguram alta disponibilidade. A tecnologia baseada em componentes Enterprise JavaBeans (EJB) é um exemplo de sistema prático que integra distribuição, transações e bancos de dados. Em uma aplicação EJB, o desenvolvedor codifica o serviço funcional que é dependente da aplicação, e os serviços não–funcionais são inseridos automaticamente. A especificação EJB descreve serviços não–funcionais de segurança, de transações e de persistência para bancos de dados, mas não descreve serviços que garantam alta disponibilidade. Neste trabalho, alta disponibilidade é oferecida como uma nova propriedade através da adição de serviços não–funcionais na tecnologia EJB usando abstrações de comunicação de grupo. Os serviços para alta disponibilidade são oferecidos através da arquitetura HA (highly-available architecture) que possui múltiplas camadas. Esses serviços incluem replicação, chaveamento de servidor, gerenciamento de membros do grupo e detecção de membros falhos do grupo. A arquitetura HA baseia-se nos serviços já descritos pela especificação EJB e preserva os serviços EJB existentes. O protocolo de replicação corresponde a uma subcamada, invisível para o usuário final. O serviço EJB é executado por membros em um grupo de réplicas, permitindo a existência de múltiplos bancos de dados idênticos. Conflitos de acesso aos múltiplos bancos de dados são tratados estabelecendo–se uma ordem total para aplicação das atualizações das transações. Esse grupo é modelado como um único componente e gerenciado por um sistema de comunicação de grupo. A combinação de conceitos de bancos de dados com comunicação de grupo demonstra uma interessante solução para aplicações com requisitos de alta disponibilidade, como as aplicações EJB. Os serviços adicionais da arquitetura HA foram implementados em protótipo. A validação através de um protótipo possibilita que experimentos sejam realizados dentro de um ambiente controlado, usando diferentes cargas de trabalho sintéticas. O protótipo combina dois sistemas de código aberto. Essa característica permitiu acesso à implementação e não somente à interface dos componentes dos sistemas em questão. Um dos sistemas implementa a especificação EJB e outro implementa o sistema de comunicação de grupos. Os resultados dos testes realizados com o protótipo mostraram a eficiência da solução proposta. A degradação de desempenho pelo uso de réplicas e da comunicação de grupo é mantida em valores adequados.

Proposta de conjunto de simulações para análise de desempenho de processadores superescalares e ensino de arquitetura de computadores

O objetivo deste trabalho é a definição de um conjunto de roteiros para o ensino de arquitetura de computadores com enfoque em arquiteturas superescalares. O procedimento é baseado em simulação e verificação da influência dos parâmetros arquiteturais dos processadores, em termos funcionais e de desempenho. É dada ênfase a conceitos como memória cache, predição de desvio, execução fora de ordem, unidades funcionais e etc. Através do estudo e avaliação dos parâmetros que constituem estes conceitos, procurava-se através dos roteiros identificar as configurações com melhor desempenho. Para a implementação destes roteiros é dotado o conjunto de ferramentas de simulação SimpleScalar. Este conjunto, além de estar disponibilizado em código aberto na página oficial das ferramentas, traz como vantagem a possibilidade de alteração do código para fins de pesquisa. Este trabalho e os roteiros que o compõem têm como objetivos auxiliar professores e estimular os alunos através de simulações, como forma didática de testar conceitos vistos em sala de aula. Os roteiros são apresentados com os respectivos resultados de simulação e incrementados com comentários e sugestões de um conjunto de perguntas e respostas para que o trabalho possa ter continuidade necessária, partindo da sala de aula para a simulação, busca de respostas e culminando com um relatório final a ser avaliado.

Uma análise das áreas de comércio dos shopping centers da região metropolitana de São Paulo

A análise das áreas de comércio dos Shopping Centers Iguatemi, Continental e Ibirapuera, foi examinada nesta dissertação sob as seguintes perspectivas: sob o ponto de vista teórico, utilizando esquema metodológico desenvolvido a partir de conceitos da teoria, mercadológica e de contribuições interdisciplinares; sob uma perspectiva comparativa que permitiu avaliar as diferenças de dimensão entre áreas de influência planejadas, na fase anterior de operação dos centros e as efetivamente atingidas, determinando-se as áreas reais de atingimento destes centros varejistas controlados; sob uma perspectiva normativa que possibilitou determinar os aspectos que influem na delimitação geo-espacial do poder de atração destes centros.

Visualização em multirresolução do fluxo de tópicos em coleções de texto

O uso combinado de algoritmos para a descoberta de tópicos em coleções de documentos com técnicas orientadas à visualização da evolução daqueles tópicos no tempo permite a exploração de padrões temáticos em corpora extensos a partir de representações visuais compactas. A pesquisa em apresentação investigou os requisitos de visualização do dado sobre composição temática de documentos obtido através da modelagem de tópicos – o qual é esparso e possui multiatributos – em diferentes níveis de detalhe, através do desenvolvimento de uma técnica de visualização própria e pelo uso de uma biblioteca de código aberto para visualização de dados, de forma comparativa. Sobre o problema estudado de visualização do fluxo de tópicos, observou-se a presença de requisitos de visualização conflitantes para diferentes resoluções dos dados, o que levou à investigação detalhada das formas de manipulação e exibição daqueles. Dessa investigação, a hipótese defendida foi a de que o uso integrado de mais de uma técnica de visualização de acordo com a resolução do dado amplia as possibilidades de exploração do objeto em estudo em relação ao que seria obtido através de apenas uma técnica. A exibição dos limites no uso dessas técnicas de acordo com a resolução de exploração do dado é a principal contribuição desse trabalho, no intuito de dar subsídios ao desenvolvimento de novas aplicações.

Proposição de um novo método de medição do desgaste em ferramentas de corte empregadas em operações de fresamento da madeira

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Implementação e avaliação do protocolo μTESLA: proposta de uso nas redes veiculares

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Redes neurais artificiais na previsão da inflação: aplicação como ferramenta de apoio à análise de decisões financeiras em organizações de pequeno porte

As estimações das taxas de inflação são de fundamental importância para os gestores, pois as decisões de investimento estão intimamente ligadas a elas. Contudo, o comportamento inflacionário tende a ser não linear e até mesmo caótico, tornando difícil a sua correta estimação. Essa característica do fenômeno pode tornar imprecisos os modelos mais simples de previsão, acessíveis às pequenas organizações, uma vez que muitos deles necessitam de grandes manipulações de dados e/ou softwares especializados. O presente artigo tem por objetivo avaliar, por meio de análise formal estatística, a eficácia das redes neurais artificiais (RNA) na previsão da inflação, dentro da realidade de organizações de pequeno porte. As RNA são ferramentas adequadas para mensurar os fenômenos inflacionários, por se tratar de aproximações de funções polinomiais, capazes de lidar com fenômenos não lineares. Para esse processo, foram selecionados três modelos básicos de redes neurais artificiais Multi Layer Perceptron, passíveis de implementação a partir de planilhas eletrônicas de código aberto. Os três modelos foram testados a partir de um conjunto de variáveis independentes sugeridas por Bresser-Pereira e Nakano (1984), com defasagem de um, seis e doze meses. Para tal, foram utilizados testes de Wilcoxon, coeficiente de determinação R² e o percentual de erro médio dos modelos. O conjunto de dados foi dividido em dois, sendo um grupo usado para treinamento das redes neurais artificiais, enquanto outro grupo era utilizado para verificar a capacidade de predição dos modelos e sua capacidade de generalização. Com isso, o trabalho concluiu que determinados modelos de redes neurais artificiais têm uma razoável capacidade de predição da inflação no curto prazo e se constituem em uma alternativa razoável para esse tipo de mensuração.

Integrated architecture for vision-based indoor localization and mapping of a quadrotor micro-air vehicle

Atualmente os sistemas de pilotagem autónoma de quadricópteros estão a ser desenvolvidos de forma a efetuarem navegação em espaços exteriores, onde o sinal de GPS pode ser utilizado para definir waypoints de navegação, modos de position e altitude hold, returning home, entre outros. Contudo, o problema de navegação autónoma em espaços fechados sem que se utilize um sistema de posicionamento global dentro de uma sala, subsiste como um problema desafiante e sem solução fechada. Grande parte das soluções são baseadas em sensores dispendiosos, como o LIDAR ou como sistemas de posicionamento externos (p.ex. Vicon, Optitrack). Algumas destas soluções reservam a capacidade de processamento de dados dos sensores e dos algoritmos mais exigentes para sistemas de computação exteriores ao veículo, o que também retira a componente de autonomia total que se pretende num veículo com estas características. O objetivo desta tese pretende, assim, a preparação de um sistema aéreo não-tripulado de pequeno porte, nomeadamente um quadricóptero, que integre diferentes módulos que lhe permitam simultânea localização e mapeamento em espaços interiores onde o sinal GPS ´e negado, utilizando, para tal, uma câmara RGB-D, em conjunto com outros sensores internos e externos do quadricóptero, integrados num sistema que processa o posicionamento baseado em visão e com o qual se pretende que efectue, num futuro próximo, planeamento de movimento para navegação. O resultado deste trabalho foi uma arquitetura integrada para análise de módulos de localização, mapeamento e navegação, baseada em hardware aberto e barato e frameworks state-of-the-art disponíveis em código aberto. Foi também possível testar parcialmente alguns módulos de localização, sob certas condições de ensaio e certos parâmetros dos algoritmos. A capacidade de mapeamento da framework também foi testada e aprovada. A framework obtida encontra-se pronta para navegação, necessitando apenas de alguns ajustes e testes.

Gestão de trajetos fora de estrada

Anualmente, realizam-se no país inúmeras iniciativas de Todo-Terreno Turístico (TTT) onde são automaticamente registadas as coordenadas de Global Positioning System (GPS) por aplicações de dispositivos móveis. Este tipo de informação pode ser utilizada, quer para fins de divulgação turística, quer por outro tipo de entidades que necessitem de circular nesses caminhos rurais, tipicamente no meio da montanha. Entre outras, são registadas a posição, velocidade e altitude do veículo, o que permite obter informações relevantes, tais como, se o percurso se encontra transitável ou qual a velocidade recomendada. Por exemplo, durante os combates a incêndios, os bombeiros e proteção civil poderão saber se estes percursos são utilizáveis no planeamento dos combates a incêndios com reduzida probabilidade de complicações relativa ao acesso dos veículos, melhorando assim o tempo de resposta. O presente documento discute como poderá ser concebida uma aplicação web mapping, de código aberto, que permita a partilha, utilização e valorização de dados relativos aos percursos todo-terreno dos praticantes de TTT. O presente documento descreve como a aplicação desenvolvida no âmbito da dissertação de mestrado permite selecionar e ordenar possíveis trajetos que incluem os trajetos de TTT, apresentando as caraterísticas do terreno de modo a auxiliar a tomada de decisão por membros das corporações de Bombeiros. Será igualmente apresentada a interface atual da aplicação que inclui um mapa dinâmico e um gestor de pontos de referência.

MAPEAMENTO DE CONHECIMENTO EM INSTITUIÇÕES DE ENSINO SUPERIOR: UM ESTUDO DE CASO NA REGIÃO CENTRO-OESTE

As empresas utilizam vários tipos de recurso para suas operações, logística, recursos financeiros, recursos humanos bem como recursos para gerar seu portfólio de produtos e serviços. No último século os gestores de empresas desenvolveram práticas e ferramentas para maximizar os resultados decorrentes da aplicação destes recursos. Esta dissertação aborda o problema da falta conhecimento a respeito do processo de mapeamento e gestão do conhecimento dentro de uma IES e objetiva propor um protótipo de mapeamento e gestão do conhecimento em uma instituição de ensino superior, para identificar as competências presentes dentro de uma IES. Esse trabalho está inserido no contexto organizacional de uma IES que, devido às constantes evoluções mercadológicas, necessita saber qual é o seu capital humano, o conhecimento que possui e quais são esses, pautado em uma ferramenta computacional. De acordo com o exposto, a dissertação segue o perfil acadêmico criando um protótipo que pode ser aplicado ao viés mercadológico. A importância da pesquisa acadêmica pode ser pautada no conhecimento que foi gerado a partir do estudo e da análise para a elaboração da dissertação; o conhecimento poderá ser replicado em outras IES, pois, a partir do protótipo construído e aplicado em uma Instituição de Ensino Superior, sua evolução ao ser utilizado/aprimorado em outra IES seria natural. A proposta e implementação de um protótipo com requisitos básicos apresentados nesta dissertação, possuem vários pontos em comum com a gestão do conhecimento, em que a ideia de desenvolver um protótipo de sistema de mapeamento de conhecimento nasce a partir de um repositório de dados (Plataforma Lattes), no qual os pesquisadores, cientistas, e alunos de programas de pós-graduação possuem seus currículos armazenados. As pesquisas e o aprimoramento técnico adquiridos com a construção dessa dissertação, com o objetivo de apresentar um protótipo de mapeamento do conhecimento utilizando ferramentas de código aberto (não pagas) para o seu desenvolvimento, tem a finalidade de identificar as competências presentes dentro de uma IES.

PADRONIZAÇÃO DOS FORMATOS DE ARQUIVO: UM CAMINHO PARA PRESERVAR OS DOCUMENTOS ARQUIVÍSTICOS DIGITAIS

A preservação de documentos arquivísticos digitais é uma necessidade que surge conforme estes documentos vão ganhando relevância, agregando valor social, histórico e informativo. Logo, deve-se pensar em estratégias e políticas de preservação digital que garantam o acesso em longo prazo. Neste contexto, a preservação de muitos documentos arquivísticos irá depender de estratégias baseadas na conversão de formatos, onde se escolhe um novo formato para a transferência da sequência de bits. O momento da escolha do novo formato é tido como um ponto fundamental, isto porque pode gerar perdas de informação ou retrabalho de conversão futura. Tendo em vista a falta de critérios para a escolha dos formatos de arquivo para a preservação, este artigo tem por objetivo definir aspectos relevantes para avaliação e escolha destes formatos. Para isto, realiza-se um estudo de natureza aplicada, com abordagem qualitativa, baseado no levantamento bibliográfico. Desta forma, destacam-se entre os resultados o uso de formatos de código aberto, amplamente utilizados e não comprimidos. Por fim, ainda deve-se chamar a atenção para a qualidade do conversor utilizado no processo, além preservar os metadados do documento original, bem como incluir os metadados referentes ao registro da sequência de conversões realizadas.

Presentación de un nuevo sistema de gestión global en arqueología : CVSIG, una infraestructura de datos espaciales en arqueología

En el presente artículo se exponen las bases para un nuevo proyecto de gestión del yacimiento arqueológico de Calatrava la Vieja (Carrión de Calatrava, Ciudad Real), en el que se plantea la implantación de una Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) como sistema de gestión global, utilizando como herramienta los SIG, y su potencialidad como integrador de informaciones cartográficas a diferentes escalas, indispensables en la continua codificación gráfica de la información arqueológica, con informaciones documentales de diverso ámbito y entidad, presentadas en bases de datos. Se analizan en el artículo una serie de pautas fundamentales, a tener en cuenta en un proyecto de esta envergadura, que deben servir de referencia a lo largo del trabajo, de esta forma se presentan las cuestiones claves de interés que puede conllevar la aplicación de estas herramientas en la gestión de un yacimiento arqueológico, así como de su entorno tanteando las posibilidades de su proyección y utilidad. A partir de esta presunción, se presenta la compleja diacronía del complejo de Calatrava «la Vieja», desde su primera ocupación en la Edad del Bronce, hasta su abandono en el siglo XV, destacando su continuidad y la importancia de nuestras actuaciones que han de ser igualmente expuestas. Partiendo de este «palimpsesto» evolutivo presentado, se analizan las posibilidades que ofrecen los SIG a través de las diferentes relaciones que podamos obtener con las Bases de Datos y analizando la potencialidad de su aplicación en estudios inter-site. Además, se plantean las premisas que debería tener la Base de Datos, «caballo de batalla» fundamental para la correcta inserción digital de datos, para su interrelación con otros datos y con el posterior análisis y estudio de sus relaciones con las diferentes realidades del yacimiento. En último lugar exponemos las primeras pautas de trabajo que hemos realizado en la codificación digital del yacimiento y de su georreferenciación espacial, para su posterior inserción en el Sistema de Información Geográfico. Éste exige una correcta ubicación geo-espacial, y con ello un amplio trabajo de aplicaciones topográficas para crear una geometría espacial y una cartografía de calidad suficiente para insertar información real de las diferentes evidencias, que se pueden encontrar en un yacimiento de estas características.

Interface natural baseado no movimento da cabeça e olhos

Dissertação de Mestrado, Engenharia Elétrica e Eletrónica, Especialização em Sistemas de Energia e Controlo, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2015