Formal verification of PLC programs using the B Method

PLCs (acronym for Programmable Logic Controllers) perform control operations, receiving information from the environment, processing it and modifying this same environment according to the results produced. They are commonly used in industry in several applications, from mass transport to petroleum industry. As the complexity of these applications increase, and as various are safety critical, a necessity for ensuring that they are reliable arouses. Testing and simulation are the de-facto methods used in the industry to do so, but they can leave flaws undiscovered. Formal methods can provide more confidence in an application s safety, once they permit their mathematical verification. We make use of the B Method, which has been successfully applied in the formal verification of industrial systems, is supported by several tools and can handle decomposition, refinement, and verification of correctness according to the specification. The method we developed and present in this work automatically generates B models from PLC programs and verify them in terms of safety constraints, manually derived from the system requirements. The scope of our method is the PLC programming languages presented in the IEC 61131-3 standard, although we are also able to verify programs not fully compliant with the standard. Our approach aims to ease the integration of formal methods in the industry through the abbreviation of the effort to perform formal verification in PLCs

Avaliação da execução de aplicações orientadas à dados na arquitetura de redes em chip IPNoSys

The increasing complexity of integrated circuits has boosted the development of communications architectures like Networks-on-Chip (NoCs), as an architecture; alternative for interconnection of Systems-on-Chip (SoC). Networks-on-Chip complain for component reuse, parallelism and scalability, enhancing reusability in projects of dedicated applications. In the literature, lots of proposals have been made, suggesting different configurations for networks-on-chip architectures. Among all networks-on-chip considered, the architecture of IPNoSys is a non conventional one, since it allows the execution of operations, while the communication process is performed. This study aims to evaluate the execution of data-flow based applications on IPNoSys, focusing on their adaptation against the design constraints. Data-flow based applications are characterized by the flowing of continuous stream of data, on which operations are executed. We expect that these type of applications can be improved when running on IPNoSys, because they have a programming model similar to the execution model of this network. By observing the behavior of these applications when running on IPNoSys, were performed changes in the execution model of the network IPNoSys, allowing the implementation of an instruction level parallelism. For these purposes, analysis of the implementations of dataflow applications were performed and compared

LWiSSy: uma linguagem específica de domínio para modelagem de sistemas de redes de sensores e atuadores sem fio

The field of Wireless Sensor and Actuator Networks (WSAN) is fast increasing and has attracted the interest of both the research community and the industry because of several factors, such as the applicability of such networks in different application domains (aviation, civil engineering, medicine, and others). Moreover, advances in wireless communication and the reduction of hardware components size also contributed for a fast spread of these networks. However, there are still several challenges and open issues that need to be tackled in order to achieve the full potential of WSAN usage. The development of WSAN systems is one of the most relevant of these challenges considering the number of variables involved in this process. Currently, a broad range of WSAN platforms and low level programming languages are available to build WSAN systems. Thus, developers need to deal with details of different sensor platforms and low-level programming abstractions of sensor operational systems on one hand, and they also need to have specific (high level) knowledge about the distinct application domains, on the other hand. Therefore, in order to decouple the handling of these two different levels of knowledge, making easier the development process of WSAN systems, we propose LWiSSy (Domain Language for Wireless Sensor and Actuator Networks Systems), a domain specific language (DSL) for WSAN. The use of DSLs raises the abstraction level during the programming of systems and modularizes the system building in several steps. Thus, LWiSSy allows the domain experts to directly contribute in the development of WSANs without having knowledge on low level sensor platforms, and network experts to program sensor nodes to meet application requirements without having specific knowledge on the application domain. Additionally, LWiSSy enables the system decomposition in different levels of abstraction according to structural and behavioral features and granularities (network, node group and single node level programming)

Avaliando a robustez e manutenibilidade do comportamento excepcional de aplicações C#

Mainstream programming languages provide built-in exception handling mechanisms to support robust and maintainable implementation of exception handling in software systems. Most of these modern languages, such as C#, Ruby, Python and many others, are often claimed to have more appropriated exception handling mechanisms. They reduce programming constraints on exception handling to favor agile changes in the source code. These languages provide what we call maintenance-driven exception handling mechanisms. It is expected that the adoption of these mechanisms improve software maintainability without hindering software robustness. However, there is still little empirical knowledge about the impact that adopting these mechanisms have on software robustness. This work addresses this gap by conducting an empirical study aimed at understanding the relationship between changes in C# programs and their robustness. In particular, we evaluated how changes in the normal and exceptional code were related to exception handling faults. We applied a change impact analysis and a control flow analysis in 100 versions of 16 C# programs. The results showed that: (i) most of the problems hindering software robustness in those programs are caused by changes in the normal code, (ii) many potential faults were introduced even when improving exception handling in C# code, and (iii) faults are often facilitated by the maintenance-driven flexibility of the exception handling mechanism. Moreover, we present a series of change scenarios that decrease the program robustness

Um método semi-automatizado para elicitação de requisitos de acessibilidade Web

In the context of Software Engineering, web accessibility is gaining more room, establishing itself as an important quality attribute. This fact is due to initiatives of institutions such as the W3C (World Wide Web Consortium) and the introduction of norms and laws such as Section 508 that underlie the importance of developing accessible Web sites and applications. Despite these improvements, the lack of web accessibility is still a persistent problem, and could be related to the moment or phase in which this requirement is solved within the development process. From the moment when Web accessibility is generally regarded as a programming problem or treated when the application is already developed entirely. Thus, consider accessibility already during activities of analysis and requirements specification shows itself a strategy to facilitate project progress, avoiding rework in advanced phases of software development because of possible errors, or omissions in the elicitation. The objective of this research is to develop a method and a tool to support requirements elicitation of web accessibility. The strategy for the requirements elicitation of this method is grounded by the Goal-Oriented approach NFR Framework and the use of catalogs NFRs, created based on the guidelines contained in WCAG 2.0 (Web Content Accessibility Guideline) proposed by W3C

Atratividade cultural e potencialidade turística: análise do evento Auto de Natal (Natal RN)

Inserted in the schedule for Christmas celebration in the city of Natal, capital of the state of Rio Grande do Norte, Brazil, the spectacle so called Auto de Natal mixes the Christmas story of Jesus birth with cultural and natural heritage of the state, making possible the integration of professionals from various fields, such as: literature, theater, dance and music. Important for local identity, Auto de Natal integrates elements of intangible heritage in the state. In this context, the research analyzed the perceptions of those who were involved in the production, presentation and organization of the event, planned to be culturally attractive to tourism. For this, it was used the descriptive and exploratory method, making use of documental, bibliographic and field researches. It was applied qualitative techniques to the interpretation of the interviews, while it was applied quantitative techniques to analyze the questionnaires. The research has discovered that Auto de Natal has the potential to add value to Cultural Tourism, diversifying the tourism product. The research has also observed that most of the respondents recognized Auto de Natal as intangible heritage, and concluded that the Christmas theme, which is alluding to the nomenclature of destiny, needs to be well-done to attract more tourists to experience the Natal in Natal

Verificação formal automatizada para sistemas de raciocínio procedural (PRS) utilizando redes de petri coloridas (RPC)

Este trabalho apresenta uma técnica de verificação formal de Sistemas de Raciocínio Procedural, PRS (Procedural Reasoning System), uma linguagem de programação que utiliza a abordagem do raciocínio procedural. Esta técnica baseia-se na utilização de regras de conversão entre programas PRS e Redes de Petri Coloridas (RPC). Para isso, são apresentadas regras de conversão de um sub-conjunto bem expressivo da maioria da sintaxe utilizada na linguagem PRS para RPC. A fim de proceder fia verificação formal do programa PRS especificado, uma vez que se disponha da rede de Petri equivalente ao programa PRS, utilizamos o formalismo das RPCs (verificação das propriedades estruturais e comportamentais) para analisarmos formalmente o programa PRS equivalente. Utilizamos uma ferramenta computacional disponível para desenhar, simular e analisar as redes de Petri coloridas geradas. Uma vez que disponhamos das regras de conversão PRS-RPC, podemos ser levados a querer fazer esta conversão de maneira estritamente manual. No entanto, a probabilidade de introdução de erros na conversão é grande, fazendo com que o esforço necessário para garantirmos a corretude da conversão manual seja da mesma ordem de grandeza que a eliminação de eventuais erros diretamente no programa PRS original. Assim, a conversão automatizada é de suma importância para evitar que a conversão manual nos leve a erros indesejáveis, podendo invalidar todo o processo de conversão. A principal contribuição deste trabalho de pesquisa diz respeito ao desenvolvimento de uma técnica de verificação formal automatizada que consiste basicamente em duas etapas distintas, embora inter-relacionadas. A primeira fase diz respeito fias regras de conversão de PRS para RPC. A segunda fase é concernente ao desenvolvimento de um conversor para fazer a transformação de maneira automatizada dos programas PRS para as RPCs. A conversão automática é possível, porque todas as regras de conversão apresentadas seguem leis de formação genéricas, passíveis de serem incluídas em algoritmos

O problema do caixeiro alugador com coleta de bonus: um estudo algoritmico

This paper introduces a new variant of the Traveling Car Renter Problem, named Prizecollecting Traveling Car Renter Problem. In this problem, a set of vertices, each associated with a bonus, and a set of vehicles are given. The objective is to determine a cycle that visits some vertices collecting, at least, a pre-defined bonus, and minimizing the cost of the tour that can be traveled with different vehicles. A mathematical formulation is presented and implemented in a solver to produce results for sixty-two instances. The proposed problem is also subject of an experimental study based on the algorithmic application of four metaheuristics representing the best adaptations of the state of the art of the heuristic programming.We also provide new local search operators which exploit the neighborhoods of the problem, construction procedures and adjustments, created specifically for the addressed problem. Comparative computational experiments and performance tests are performed on a sample of 80 instances, aiming to offer a competitive algorithm to the problem. We conclude that memetic algorithms, computational transgenetic and a hybrid evolutive algorithm are competitive in tests performed

O exercício físico potencializa ou compromete o crescimento longitudinal de crianças e adolescentes? Mito ou verdade?

A sociedade atual tem valorizado de forma significativa a aparência alta e esbelta. Essa constituição física tem sido reforçada desde a infância e atinge a população adolescente, que deseja enquadrar-se nos estereótipos, particularmente aqueles veiculados pela mídia. Nesse sentido, profissionais de saúde são questionados rotineiramente sobre os efeitos positivos que o exercício físico exerce sobre o crescimento longitudinal de crianças e adolescentes. Procurou-se revisar a literatura especializada a respeito dos principais efeitos que o exercício físico exerceria sobre a secreção e atuação do hormônio de crescimento (GH) nos diversos tecidos corporais, durante a infância e adolescência. Através dessa revisão, foi possível verificar que o exercício físico induz a estimulação do eixo GH/IGF-1. Embora muito se especule quanto ao crescimento ósseo ser potencializado pela prática de exercícios físicos, não foram encontrados na literatura científica específica estudos bem desenvolvidos que forneçam sustentação a essa afirmação. No tocante aos efeitos adversos advindos do treinamento físico durante a infância e adolescência, aparentemente, esses foram independentes do tipo de esporte praticado, porém resultantes da intensidade do treinamento. A alta intensidade do treinamento parece ocasionar uma modulação metabólica importante, com a elevação de marcadores inflamatórios e a supressão do eixo GH/IGF-1. Entretanto, é importante ressaltar que a própria seleção esportiva, em algumas modalidades, recruta crianças e/ou adolescentes com perfis de menor estatura, como estratégia para obtenção de melhores resultados, em função da facilidade mecânica dos movimentos. Através dessa revisão, fica evidente a necessidade de realização de estudos longitudinais, nos quais os sujeitos sejam acompanhados antes, durante e após sua inserção nas atividades esportivas, com determinação do volume e da intensidade dos treinamentos, para que conclusões definitivas relativas aos efeitos sobre a estatura final possam ser emanadas.

Detecção de áreas degradadas na sub-bacia hidrográfica do rio taperoá/pb, utilizando parâmetros físicos dos sensores modis/terra e tm/landsat

This study includes the results of the analysis of areas susceptible to degradation by remote sensing in semi-arid region, which is a matter of concern and affects the whole population and the catalyst of this process occurs by the deforestation of the savanna and improper practices by the use of soil. The objective of this research is to use biophysical parameters of the MODIS / Terra and images TM/Landsat-5 to determine areas susceptible to degradation in semi-arid Paraiba. The study area is located in the central interior of Paraíba, in the sub-basin of the River Taperoá, with average annual rainfall below 400 mm and average annual temperature of 28 ° C. To draw up the map of vegetation were used TM/Landsat-5 images, specifically, the composition 5R4G3B colored, commonly used for mapping land use. This map was produced by unsupervised classification by maximum likelihood. The legend corresponds to the following targets: savanna vegetation sparse and dense, riparian vegetation and exposed soil. The biophysical parameters used in the MODIS were emissivity, albedo and vegetation index for NDVI (NDVI). The GIS computer programs used were Modis Reprojections Tools and System Information Processing Georeferenced (SPRING), which was set up and worked the bank of information from sensors MODIS and TM and ArcGIS software for making maps more customizable. Initially, we evaluated the behavior of the vegetation emissivity by adapting equation Bastiaanssen on NDVI for spatialize emissivity and observe changes during the year 2006. The albedo was used to view your percentage of increase in the periods December 2003 and 2004. The image sensor of Landsat TM were used for the month of December 2005, according to the availability of images and in periods of low emissivity. For these applications were made in language programs for GIS Algebraic Space (LEGAL), which is a routine programming SPRING, which allows you to perform various types of algebras of spatial data and maps. For the detection of areas susceptible to environmental degradation took into account the behavior of the emissivity of the savanna that showed seasonal coinciding with the rainy season, reaching a maximum emissivity in the months April to July and in the remaining months of a low emissivity . With the images of the albedo of December 2003 and 2004, it was verified the percentage increase, which allowed the generation of two distinct classes: areas with increased variation percentage of 1 to 11.6% and the percentage change in areas with less than 1 % albedo. It was then possible to generate the map of susceptibility to environmental degradation, with the intersection of the class of exposed soil with varying percentage of the albedo, resulting in classes susceptibility to environmental degradation

Repercussões maternas e perinatais da hidroterapia na gravidez

OBJETIVO: estudar os efeitos maternos (composição corporal e capacidade cardiovascular) e perinatais (peso e prematuridade) da prática da hidroterapia na gestação. MÉTODOS: estudo prospectivo, coorte, aleatorizado, com 41 gestantes de baixo risco e gestação única, praticantes (grupo estudo, n=22) e não-praticantes (grupo controle, n=19) de hidroterapia. Avaliações antropométricas definiram-se os índices de peso corporal, massa magra e gordura absoluta e relativa. Por teste ergométrico, definiu-se os índices de consumo máximo de oxigênio(VO2máx), volume sistólico (VS) e débito cardíaco (DC). Como resultado perinatal observaram-se ocorrência de prematuridade e recém-nascidos pequenos para a idade gestacional. Compararam-se os índices iniciais e finais entre e dentro de cada grupo. As variáveis maternas foram avaliadas pelo teste t para amostras dependentes e independentes e empregou-se o chi ² para estudo das proporções. RESULTADOS: a comparação entre os grupos não evidenciou diferença significativa nas variáveis maternas no início e no final da hidroterapia. A comparação dentro de cada grupo confirmou efeito benéfico da hidroterapia: no grupo estudo os índices de gordura relativa foram mantidos (29,0%) e no grupo controle aumentaram de 28,8 para 30,7%; o grupo estudo manteve os índices de VO2máx (35,0%) e aumentou VS (106,6 para 121,5) e DC de (13,5 para 15,1); no grupo controle observaram-se queda nos índices de VO2máx e manutenção de VS e de DC. A hidroterapia não interferiu nos resultados perinatais, relacionados à prematuridade e baixo peso ao nascimento. CONCLUSÕES: a hidroterapia favoreceu adequada adaptação metabólica e cardiovascular materna à gestação e não determinou prematuridade e baixo peso nos recém-nascidos.

Metabolic syndrome and dementia associated with Parkinson's disease: impact of age and hypertension

Objective: To determine correlations between age and metabolic disorders in Parkinson's disease (PD) patients. Methods: This observational cross-sectional study included brief tests for dementia and the Mattis test. Signals of metabolic syndrome were evaluated. Results: There was no significant effect from the presence of hypertension (OR=2.36 for patients under 65 years old and OR=0.64 for patients over 65), diabetes or hypercholesterolemia regarding occurrences of dementia associated with PD (24% of the patients). The study demonstrated that each year of age increased the estimated risk of dementia in PD patients by 9% (OR=1.09; 95%Cl: 1.01-1.17). Conclusion: There was no evidence to correlate the presence of metabolic syndrome with the risk of dementia that was associated with PD. The study confirmed that dementia in PD is age dependent and not related to disease duration.

(Mal) adaptações metabólicas ao treinamento contínuo: concepções não consensuais de terminologia e diagnóstico

Altos desempenhos esportivos demandam treinamentos pesados necessários ao estímulo adaptativo específico a cada esporte. A elevada carga de treino é geralmente acompanhada de discreta fadiga e reduções agudas no desempenho, mas caso acompanhada de períodos apropriados de recuperação, resulta em supercompensação metabólica ao treinamento, refletida como aumento na capacidade aeróbica e/ou força muscular. Visto como contínuo, os processos de intensificação do treinamento e o estresse relacionado à supercompensação, o aumento da sobrecarga ou do estresse poderá, em algum momento, acarretar a quebra da homeostase e a queda temporária da função (supra-alcance - OR ou supra-alcance funcional - FOR). Quando a sobrecarga excessiva de treinamento é combinada com recuperação inadequada há instalação do estado de supratreinamento (OT) ou supra-alcance não funcional (NFOR). O OT excede o OR, cujo pico é também o limiar do OT resultando em desadaptações fisiológicas e queda crônica do desempenho físico. A forma crônica de desadaptação fisiológica ao treinamento físico é chamada de síndrome do supertreinamento (OTS). A própria expressão da síndrome denota a etiologia multifatorial do estado e reconhece que o exercício não é necessariamente seu único fator causal. O diagnóstico de OTS é baseado na recuperação ou não do desempenho. Não há biomarcador objetivo para OTS. A distinção entre OTS e NFOR (supratreinamento extremo) é dependente de desfecho clínico e exclusão diagnóstica de doenças orgânicas, mais comuns na OTS. Também a diferença entre OR e OT é sutil e nenhum de seus marcadores bioquímicos pode ser universalizado. Não há evidências confirmatórias que OR evolui para OT ou que os sintomas de OT são piores dos que os de OR. Apenas pela fadiga aguda e queda de rendimento experimentada em sessões isoladas de treinamento, não é possível diferenciar presentemente os estados de OR e OT. Isto é devido, parcialmente, à variabilidade das respostas individuais ao treinamento e à falta de ambos instrumentos diagnósticos e estudos bem controlados.

Transfusão de eritrócitos em crianças internadas em unidade de terapia intensiva pediátrica

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: As indicações de transfusão de eritrócitos não estão bem estabelecidas em crianças gravemente enfermas. O objetivo deste estudo foi descrever a prática da transfusão de eritrócitos na UTI Pediátrica do Hospital de Clínicas da Universidade Estadual Paulista (HC-UNESP). MÉTODO: Estudo retrospectivo observacional realizado durante o ano de 2003. RESULTADOS: Setenta e cinco pacientes receberam transfusão, havendo registro de 105 indicações. Mais da metade dos pacientes (53,3%) tinha menos que um ano de idade. Taquipnéia (75,2%), palidez (65,7%) e hipotensão (51,4%) foram os registros mais freqüentemente observados antes da transfusão. Além disso, a gasometria evidenciou acidose metabólica (68,08%) e hipoxemia (63,8%). Dos 93 registros de valores de hemoglobina (Hb), 54 (58,1%) estavam entre 7 e 10 g/dL e dos 90 registros de hematócrito (Ht) observou-se que 66 (73,3%) apresentavam valores entre 21% e 30%. As principais indicações de transfusão foram anemia em 75 crianças (71,4%) e sangramento ativo em 26 (24,7%). O valor médio de Hb antes da transfusão foi de 7,82 ± 2,82 g/dL. Sete transfusões foram indicadas para pacientes com valores de Hb > 10 g/dL, crianças estas em pós-operatório imediato de intervenção cirúrgica cardíaca e casos de choque séptico. CONCLUSÕES: A transfusão de eritrócitos vem sendo utilizada criteriosamente, com indicações restritivas (Hb entre 7 e 10 g/dL). Nem sempre há anotação dos valores de Hb imediatamente antes da transfusão. A partir deste estudo, foi elaborado um protocolo de indicação de transfusão na unidade.

Síndrome nefrótica primária grave em crianças: descrição clínica e dos padrões histológicos renais de seis casos

Os autores relatam os casos de seis crianças com síndrome nefrótica primária grave de padrão histológico renal incomum na rotina cotidiana dos nefrologistas e patologistas. O diagnóstico da doença foi realizado nas faixas etárias de 3 a 9 meses de idade (n = 4), aos 2 anos e 4 meses (n = 1) e aos 11 anos (n = 1). Um paciente foi prematuro, duas pacientes eram irmãs e seus pais eram primos de primeiro grau. Todos apresentavam edema generalizado; dois pacientes apresentavam desnutrição e hipotireoidismo e dois apresentavam hipertensão arterial e insuficiência renal. A histologia renal mostrou esclerose mesangial difusa (n = 3), proliferação mesangial (n = 2) e síndrome nefrótica do tipo finlandês (n = 1). Quatro pacientes faleceram, as causas de óbito foram infecção (n = 2), insuficiência renal (n = 1) e acidose metabólica (n = 1). Entre os sobreviventes, um paciente foi tratado com vitaminas, tiroxina, captopril e indometacina, apresentando aumento da albumina sérica e melhora do crescimento. O outro paciente apresentava insuficiência renal terminal, sendo tratado com diálise e transplante renal.