Towards Qualitative Approaches to Bayesian Evidential Reasoning

A crucial aspect of evidential reasoning in crime investigation involves comparing the support that evidence provides for alternative hypotheses. Recent work in forensic statistics has shown how Bayesian Networks (BNs) can be employed for this purpose. However, the specification of BNs requires conditional probability tables describing the uncertain processes under evaluation. When these processes are poorly understood, it is necessary to rely on subjective probabilities provided by experts. Accurate probabilities of this type are normally hard to acquire from experts. Recent work in qualitative reasoning has developed methods to perform probabilistic reasoning using coarser representations. However, the latter types of approaches are too imprecise to compare the likelihood of alternative hypotheses. This paper examines this shortcoming of the qualitative approaches when applied to the aforementioned problem, and identifies and integrates techniques to refine them.

On Qualitative Probabilities for Legal Reasoning about Evidence

A crucial aspect of evidential reasoning in crime investigation involves comparing the support that evidence provides for alternative hypotheses. Recent work in forensic statistics has shown how Bayesian Networks (BNs) can be employed for this purpose. However, the specification of BNs requires conditional probability tables describing the uncertain processes under evaluation. When these processes are poorly understood, it is necessary to rely on subjective probabilities provided by experts. Accurate probabilities of this type are normally hard to acquire from experts. Recent work in qualitative reasoning has developed methods to perform probabilistic reasoning using coarser representations. However, the latter types of approaches are too imprecise to compare the likelihood of alternative hypotheses. This paper examines this shortcoming of the qualitative approaches when applied to the aforementioned problem, and identifies and integrates techniques to refine them.

Reasoning about Requirements Evolution Using Clustered Belief Revision

During the development of system requirements, software system specifications are often inconsistent. Inconsistencies may arise for different reasons, for example, when multiple conflicting viewpoints are embodied in the specification, or when the specification itself is at a transient stage of evolution. These inconsistencies cannot always be resolved immediately. As a result, we argue that a formal framework for the analysis of evolving specifications should be able to tolerate inconsistency by allowing reasoning in the presence of inconsistency without trivialisation, and circumvent inconsistency by enabling impact analyses of potential changes to be carried out. This paper shows how clustered belief revision can help in this process. Clustered belief revision allows for the grouping of requirements with similar functionality into clusters and the assignment of priorities between them. By analysing the result of a cluster, an engineer can either choose to rectify problems in the specification or to postpone the changes until more information becomes available.

From SMART to agent systems development

n order for agent-oriented software engineering to prove effective it must use principled notions of agents and enabling specification and reasoning, while still considering routes to practical implementation. This paper deals with the issue of individual agent specification and construction, departing from the conceptual basis provided by the smart agent framework. smart offers a descriptive specification of an agent architecture but omits consideration of issues relating to construction and control. In response, we introduce two new views to complement smart: a behavioural specification and a structural specification which, together, determine the components that make up an agent, and how they operate. In this way, we move from abstract agent system specification to practical implementation. These three aspects are combined to create an agent construction model, actsmart, which is then used to define the AgentSpeak(L) architecture in order to illustrate the application of actsmart.

QoS-aware model driven architecture through the UML and CIM

The specification of Quality of Service (QoS) constraints over software design requires measures that ensure such requirements are met by the delivered product. Achieving this goal is non-trivial, as it involves, at least, identifying how QoS constraint specifications should be checked at the runtime. In this paper we present an implementation of a Model Driven Architecture (MDA) based framework for the runtime monitoring of QoS properties. We incorporate the UML2 superstructure and the UML profile for Quality of Service to provide abstract descriptions of component-and-connector systems. We then define transformations that refine the UML2 models to conform with the Distributed Management Taskforce (DMTF) Common Information Model (CIM) (Distributed Management Task Force Inc. 2006), a schema standard for management and instrumentation of hardware and software. Finally, we provide a mapping the CIM metamodel to a .NET-based metamodel for implementation of the monitoring infrastructure utilising various .NET features including the Windows Management Instrumentation (WMI) interface.

The meta-object facility typed

The Object Managment Group’s Meta-Object Facility (MOF) is a semiformal approach to writing models and metamodels (models of models). The MOF was developed to enable systematic model/metamodel interchange and integration. The approach is problematic, unless metamodels are correctly specified: an error in a metamodel specification will propagate throughout instantiating models and final model implementations. An important open question is how to develop provably correct metamodels. This paper outlines a solution to the question, in which the MOF metamodelling approach is formalized within constructive type theory.

Electronic contracting in aircraft aftercare: A case study

Distributed systems comprised of autonomous self-interested entities require some sort of control mechanism to ensure the predictability of the interactions that drive them. This is certainly true in the aerospace domain, where manufacturers, suppliers and operators must coordinate their activities to maximise safety and profit, for example. To address this need, the notion of norms has been proposed which, when incorporated into formal electronic documents, allow for the specification and deployment of contract-driven systems. In this context, we describe the CONTRACT framework and architecture for exactly this purpose, and describe a concrete instantiation of this architecture as a prototype system applied to an aerospace aftercare scenario.

Modelling and Administration of Contract-Based Systems

Mirroring the paper versions exchanged between businesses today, electronic contracts offer the possibility of dynamic, automatic creation and enforcement of restrictions and compulsions on agent behaviour that are designed to ensure business objectives are met. However, where there are many contracts within a particular application, it can be difficult to determine whether the system can reliably fulfil them all; computer-parsable electronic contracts may allow such verification to be automated. In this paper, we describe a conceptual framework and architecture specification in which normative business contracts can be electronically represented, verified, established, renewed, etc. In particular, we aim to allow systems containing multiple contracts to be checked for conflicts and violations of business objectives. We illustrate the framework and architecture with an aerospace example.

Electronic Business Contracts between Services

Electronic contracts mirror the paper versions exchanged between businesses today, and offer the possibility of dynamic, automatic creation and enforcement of restrictions and compulsions on service behaviour that are designed to ensure business objectives are met. Where there are many contracts within a particular application, it can be difficult to determine whether the system can reliably fulfil them all, yet computer-parsable electronic contracts may allow such verification to be automated. In this chapter, we describe a conceptual framework and architecture specification in which normative business contracts can be electronically represented, verified, established, renewed, and so on. In particular, we aim to allow systems containing multiple contracts to be checked for conflicts and violations of business objectives. We illustrate the framework and architecture with an aerospace aftermarket example.

Automating the product derivation process of multi-agent systems product lines

Agent-oriented software engineering and software product lines are two promising software engineering techniques. Recent research work has been exploring their integration, namely multi-agent systems product lines (MAS-PLs), to promote reuse and variability management in the context of complex software systems. However, current product derivation approaches do not provide specific mechanisms to deal with MAS-PLs. This is essential because they typically encompass several concerns (e.g., trust, coordination, transaction, state persistence) that are constructed on the basis of heterogeneous technologies (e.g., object-oriented frameworks and platforms). In this paper, we propose the use of multi-level models to support the configuration knowledge specification and automatic product derivation of MAS-PLs. Our approach provides an agent-specific architecture model that uses abstractions and instantiation rules that are relevant to this application domain. In order to evaluate the feasibility and effectiveness of the proposed approach, we have implemented it as an extension of an existing product derivation tool, called GenArch. The approach has also been evaluated through the automatic instantiation of two MAS-PLs, demonstrating its potential and benefits to product derivation and configuration knowledge specification.

Sistema de controle de consumo para redes de computadores

Este trabalho define e implementa um sistema de controle de consumo para redes de computadores, objetivando aumentar o tempo de operação da rede em caso de operação com recursos limitados e redução de consumo de energia em situações de fornecimento normal. Na definição do sistema, denominado NetPower, foi estabelecida uma estrutura através da qual um gerente (coordenador) monitora as atividades dos equipamentos vinculados à rede, e determina alterações nos estados de consumo respectivos, de acordo com as necessidades ou atendimento de padrões de otimização. Aos equipamentos podem ser atribuídos diferentes privilégios em uma hierarquia adaptável a diversos ambientes. Um reserva oferece opção às falhas do gerente. A implementação está baseada no protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) para a gerência e são considerados preponderantemente os padrões para controle de consumo dos equipamentos Advanced Power Management, APM, e Advanced Configuration and Power Interface Specification, ACPI. Além da arquitetura do gerente e dos agentes, foi definida também uma MIB (Management Information Base) para controle de consumo. No projeto do sistema, foi privilegiado o objetivo de utilização em qualquer ambiente de rede, sem preferência por equipamentos de algum fabricante específico ou por arquitetura de hardware. Tecnologias de domínio público foram utilizadas, quando possível. No futuro este sistema pode fazer parte da distribuição de sistemas operacionais, incorporando controle de consumo às redes. No texto é feita uma comparação entre os softwares existentes para controle de consumo, são apresentados os recursos de controle de consumo disponíveis nos equipamentos de computação, seguido da descrição do protocolo de gerência utilizado. Em seguida, é apresentada a proposta detalhada do sistema de controle e descrita da implementação do protótipo.

Gerenciamento distribuído e flexível de protocolos de alto nível, serviços e aplicações em redes de computadores

As redes de computadores experimentam um grande crescimento não apenas em tamanho, mas também no número de serviços oferecidos e no número de protocolos de alto nível e aplicações que são executados sobre elas. Boa parte desses software (ex.: ICQ e Napster), em geral, não está diretamente ligada a aplicações críticas, mas o seu uso não controlado pode degradar o desempenho da rede. Para que se possa medir o impacto dos mesmos sobre a infra-estrutura, mecanismos de gerência ligados à contabilização e caracterização de tráfego são desejáveis. Por outro lado, alguns protocolos, serviços e aplicações (ex. servidores DNS e Web) suportam aplicações e precisam ser monitorados e gerenciados com maior atenção. Para essa classe de software de rede, a simples contabilização e caracterização de tráfego não é suficiente; tarefas de gerência como teste de serviços, detecção e manipulação de falhas, medição de desempenho e detecção de intrusão são importantes para garantir alta disponibilidade e eficiência da rede e aplicações. As ferramentas existentes para essa finalidade são, entre aspectos, (a) não integradas (necessidade de uma ferramenta para monitorar cada aplicação), (b) centralizadas (não oferecem suporte à distribuição de tarefas de gerenciamento) e (c) pouco flexíveis (dificuldade em gerenciar novos protocolos, serviços e aplicações). Nesse contexto, a tese propõe uma arquitetura, centrada na monitoração passiva em temporal do tráfego de rede, para gerenciamento distribuído de protocolos de alto nível, serviços e aplicações em rede. Baseada da MIB (Management Information Base) Script do IETF (Internet Engineering Task Force), a arquitetura Trace oferece mecanismos para a delegação de tarefas de gerenciamento a gerentes intermediários, que interagem com agentes de monitoração e agentes de ação para executá-las. A tese propõe também PTSL (Protocol Trace Specification Language), uma linguagem gráfica/textual criada para permitir que gerentes de rede especificam as interações de protocolos (traços) que lhes interessam monitorar. As especificações são usadas pelso gerentes intermediários para programar os agentes de monitoração. Uma vez programadas, esses agentes passam a monitorar a ocorrência dos traços.As informações obtidas são analisadas pelos agentes intermediários, que podem requisitar de ação a execução de procedimentos (ex: scripts Perl), possibilitando a automação de diversas tarefas de gerenciamento. A arquitetura proposta é validada por um protótipo: a plataforma de gerenciamento Trace.

Desenvolvimento de sistemas tempo-real usando orientação a objetos : estudo sobre o mapeamento de especificações para linguagens de programação

Este trabalho realiza um estudo sobre a criação de sistemas tempo-real usando orientação a objetos, com enfoque no mapeamento de especificações para linguagens de programação. O paradigma de orientação a objetos tem sido usado nas diferentes fases relacionadas com o desenvolvimento de sistemas tempo-real, variando desde a modelagem até o ambiente de programação e execução, mas atualmente estas iniciativas ainda focam etapas isoladas do ciclo de desenvolvimento. O objetivo deste trabalho é o de preencher esta lacuna, propondo um mapeamento entre uma metodologia ou ferramenta de análise e projeto de sistemas tempo-real orientados a objetos e uma linguagem ou ambiente de desenvolvimento baseado no paradigma de orientação a objetos que possua suporte para atender às restrições temporais especificadas. O mapeamento proposto foi desenvolvido utilizando estudos de caso clássicos em aplicações tempo-real que foram baseados em dois recentes padrões. O primeiro é o emergente padrão Real-Time UML, que visa realizar a especificação de requisitos temporais utilizando diagramas UML com extensões que os representem. O outro padrão é o Real-Time Specification for Java, que consiste de uma interface de programação (API) para desenvolvimento de aplicações tempo-real com a linguagem Java. O relacionamento entre stereotypes e tags usados para representar restrições temporais em diagramas UML e o código Java correspondente é explicado e um sumário da estratégia de mapeamento é discutido.

Modelo de planejamento estratégico de sistemas de informação : contribuições da aprendizagem organizacional e do processo decisório

Planejamento estratégico de sistemas de informação é atualmente um desafio gerencial crítico. Novas abordagem para o desenvolvimento de planejamento de sistemas de informação podem auxiliar os gerentes a vencer este desafio. As teorias de aprendizagem organizacional e de processo decisório podem oferecer uma abordagem que contribua neste sentido. O objetivo deste estudo é o de conceber e desenvolver um modelo de planejamento estratégico de sistemas de informação tendo por base a análise das contribuições da aprendizagem organizacional e do processo decisório. Esta pesquisa caracteriza-se como um estudo predominantemente exploratório, sendo que o principal método de pesquisa utilizado é o de estudo de caso. Os principais resultados obtidos envolvem a análise dos princípios da aprendizagem organizacional e do processo decisório aplicados na prática em um processo de planejamento estratégico de sistemas de informação, o desenvolvimento de um modelo explicativo do relacionamento entre as abordagens prescritivas e descritivas, o modelo proposto e a especificação de uma ferramenta CASE (Sistema CASIS) para apoiar a operacionalização do modelo proposto. Ao atingir satisfatoriamente os objetivos propostos, os resultados contribuem com o desenvolvimento teórico da área de sistemas de informação e também com os gerentes e profissionais da área, provendo conhecimento para auxiliá- los a lidar com os principais problemas do processo de planejamento de sistemas de informação, mediante uma visualização diferente do processo de planejamento, em uma linha descritiva.

Linguagem de consulta temporal : definição e implementação

Até hoje, não existem implementações de SGBDs Temporais disponíveis no mercado de software. A tradução de linguagens de consulta temporais para o padrão SQL é uma alternativa para implementação de sistemas temporais com base em SGBDs comerciais, os quais não possuem linguagem e estrutura de dados temporais. OASIS (Open and Active Specification of Information Systems) é uma linguagem que serve como repositório de alto nível para especificação formal orientada a objetos e geração automática de software, em diversas linguagens, através da ferramenta CASE OO-Method. As aplicações geradas desta forma utilizam, como meio de persistˆencia de objetos, SGBDs comerciais baseados na abordagem relacional. A linguagem OASIS foi estendida com aspectos temporais. A extensão de OASIS com aspectos temporais requer a especificação de um modelo de dados e de uma linguagem de consulta temporais que possam ser utilizados em SGBDs convencionais. Há duas abordagens para resolver o problema. A primeira baseia-se em extensões da linguagem e/ou do modelo de dados de modo que o modelo não-temporal é preservado. A segunda, abordagem de generalização temporal, é mais radical e não preserva o modelo não-temporal. A linguagem ATSQL2 fornece recursos adequados aos conceitos encontrados na abordagem de generalização temporal. Neste trabalho utiliza-se os conceitos de generalização temporal preservando o modelo não-temporal. A presente dissertação tem por finalidade propor um modelo de dados para suporte à extensão temporal da linguagem OASIS, bem como estender a linguagem ATSQL2 para facilitar as consultas a eventos temporais. O sistema de tradução da linguagem de consulta temporal para SQL é também adaptado ao modelo de dados proposto.