Endowing NoSQL DBMS with SQL features through standard Call Level Interfaces

To store, update and retrieve data from database management systems (DBMS), software architects use tools, like call-level interfaces (CLI), which provide standard functionalities to interact with DBMS. However, the emerging of NoSQL paradigm, and particularly new NoSQL DBMS providers, lead to situations where some of the standard functionalities provided by CLI are not supported, very often due to their distance from the relational model or due to design constraints. As such, when a system architect needs to evolve, namely from a relational DBMS to a NoSQL DBMS, he must overcome the difficulties conveyed by the features not provided by NoSQL DBMS. Choosing the wrong NoSQL DBMS risks major issues with components requesting non-supported features. This paper focuses on how to deploy features that are not so commonly supported by NoSQL DBMS (like Stored Procedures, Transactions, Save Points and interactions with local memory structures) by implementing them in standard CLI.

Secure, dynamic and distributed access control stack for database applications

In database applications, access control security layers are mostly developed from tools provided by vendors of database management systems and deployed in the same servers containing the data to be protected. This solution conveys several drawbacks. Among them we emphasize: (1) if policies are complex, their enforcement can lead to performance decay of database servers; (2) when modifications in the established policies implies modifications in the business logic (usually deployed at the client-side), there is no other possibility than modify the business logic in advance and, finally, 3) malicious users can issue CRUD expressions systematically against the DBMS expecting to identify any security gap. In order to overcome these drawbacks, in this paper we propose an access control stack characterized by: most of the mechanisms are deployed at the client-side; whenever security policies evolve, the security mechanisms are automatically updated at runtime and, finally, client-side applications do not handle CRUD expressions directly. We also present an implementation of the proposed stack to prove its feasibility. This paper presents a new approach to enforce access control in database applications, this way expecting to contribute positively to the state of the art in the field.

Explorando a combinação de visualização de software com clusterização de dados em um processo de reconstrução de arquitetura

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015.

QR-VEY: Una piattaforma software per la creazione di sondaggi basata sulla tecnologia del QR-Code

Le metodologie per la raccolta delle idee e delle opinioni si sono evolute a pari passo con il progresso tecnologico: dalla semplice comunicazione orale si è passati alla diffusione cartacea, fino a che l'introduzione e l'evoluzione di internet non hanno portato alla digitalizzazione e informatizzazione del processo. Tale progresso ha reso possibile l'abbattimento di ogni barriera fisica: se in precedenza la diffusione di un sondaggio era limitata dall'effettiva possibilità di distribuzione del sondaggio stesso, lo sviluppo della rete globale ha esteso tale possibilità (virtualmente) a tutto il mondo. Nonostante sia un miglioramento non indifferente, è importante notare come la valorizzazione della diffusione di un sondaggio abbia inevitabilmente portato a trascurarne le proprietà e i vantaggi intrinsechi legati alla sua diffusione prettamente locale. Ad esempio, un sondaggio che mira a valutare la soddisfazione degli utenti riguardo alla recente introduzione di una nuova linea di laptop ottiene un guadagno enorme dall'informatizzazione, e dunque delocalizzazione, del processo di raccolta dati; dall'altro lato, un sondaggio che ha come scopo la valutazione dell'impatto sui cittadini di un recente rinnovamento degli impianti di illuminazione stradale ha un guadagno pressoché nullo. L'idea alla base di QR-VEY è la ricerca di un ponte tra le metodologie classiche e quelle moderne, in modo da poter sfruttare le proprietà di entrambe le soluzioni. Tale ponte è stato identificato nella tecnologia del QR-Code: è possibile utilizzare un generico supporto che presenti proprietà di localizzazione, come un foglio cartaceo, ma anche un proiettore di una conferenza, come base per la visualizzazione di tale codice, ed associare alla scansione dello stesso funzionalità automatizzate di raccolta di dati e opinioni.

Adattamento e valutazione del software di ricostruzione Patatrack per rivelatori a pixel applicato a dati TrackML

La ricostruzione delle traiettorie delle particelle prodotte dai vertici di interazione a LHC è di fondamentale importanza per tutti gli esperimenti. Questo passo è uno dei più dispendiosi in termini di tempo e calcolo computazionale nella catena di ricostruzione dell’evento e diventa sempre più complesso con l’aumentare del numero di collisioni. L’esperimento CMS adotta un rivelatore di tracciamento con tecnologia al silicio, dove la parte più interna sfrutta rivelatori con geometria a pixel, mentre la parte esterna utilizza delle strisce di silicio. Per quanto riguarda la ricostruzione nel rivelatore a pixel, sono stati sviluppati diversi algoritmi ottimizzati per fronteggiare l’alto rate di acquisizione dati, sfruttando anche il calcolo parallelo su GPU, con un’efficienza di tracciamento comparabile o superiore agli algoritmi precedentemente utilizzati. Questi nuovi algoritmi sono alla base del software Patatrack per la ricostruzione delle traiettorie. Il lavoro descritto in questa tesi punta ad adattare Patatrack ad una geometria diversa e più complessa di quella di CMS e di valutarne le prestazioni di fisica e computazionali. Sono stati utilizzati i dati forniti dalla TrackML challenge, il cui scopo è incentivare lo sviluppo di nuovi algoritmi di ricostruzione di tracce per gli esperimenti in fisica delle alte energie. E' stato condotto uno studio approfondito della nuova geometria per potervi successivamente adattare il software esistente. Infine, la catena di ricostruzione è stata modificata per poter utilizzare i dati forniti dalla TrackML challenge e permettere la ricostruzione delle traiettorie.

Studio di interazione hardware/software tra Raspberry e nanoVNA

L’obiettivo della tesi è quello di realizzare un progetto basato sull’interazione tra Raspberry Pi e NanoVNA, allo scopo di rendere automatico il processo di acquisizione dei dati di questo strumento di misura. A tal fine è stato sviluppato un programma in linguaggio Python, eseguibile dal terminale del Raspberry Pi, che permette all’utente di inserire agevolmente i parametri essenziali, come l’orario di inizio e termine delle misurazioni e l'intervallo di tempo tra una rilevazione e l’altra.

Data modelling su database non relazionali: confronto di prestazioni su operazioni CRUD

Gli obiettivi di questi tesi sono lo studio comparativo di alcuni DBMS non relazionali e il confronto di diverse soluzioni di modellazione logica e fisica per database non relazionali. Utilizzando come sistemi di gestione due DBMS Document-based non relazionali, MongoDB e CouchDB, ed un DBMS relazionale, Oracle, sarà effettuata un’analisi di diverse soluzione di modellazione logica dei dati in database documentali e uno studio mirato alla scelta degli attributi sui quali costruire indici. In primo luogo verrà definito un semplice caso di studio su cui effettuare i confronto, basato su due entità in relazione 1:N, sulle quali sarà costruito un opportuno carico di lavoro. Idatabase non relazionali sono schema-less, senza schema fisso, ed esiste una libertà maggiore di modellazione. In questo lavoro di tesi i dati verranno modellati secondo le tecniche del Referencing ed Embedding che consistono rispettivamente nell’inserimento di una chiave (riferimento) oppure di un intero sotto-documento (embedding) all’interno di un documento per poter esprimere il concetto di relazione tra diverse entità. Per studiare l’opportunità di indicizzare un attributo, ciascuna entità sarà poi composta da due triplette uguali di attributi definiti con differenti livelli di selettività, con la differenza che su ciascun attributo della seconda sarà costruito un indice. Il carico di lavoro sarà costituito da query definite in modo da poter testare le diverse modellazioni includendo anche predicati di join che non sono solitamente contemplati in modelli documentali. Per ogni tipo di database verranno eseguite le query e registrati i tempi, in modo da poter confrontare le performance dei diversi DBMS sulla base delle operazioni CRUD.

Un framework per la graficazione di dati in Scala

La tesi si incentra nello studio e utilizzo del linguaggio Scala per aspetti di ingestion, processing e plotting di dati, prestando enfasi su time series. Questa è costituita da una prima parte introduttiva sui principali argomenti, per poi concentrarsi sull’analisi dei requisiti, il modello del dominio, il design architetturale e la sua implementazione. Termina infine con qualche nota conclusiva riguardante possibili sviluppi futuri. La parte progettuale consiste nello sviluppo di un’applicazione che supporti le librerie scelte e che favorisca il processo in modo agevole. La validazione del progetto software realizzato viene fatta tramite una sequenza di varie configurazioni a dimostrarne la differenza tra la scelta di determinate opzioni: ciascuna viene accompagnata da una o pi`u immagini che ne dimostrano i risultati ottenuti a seguito dell’uso del programma.

Implementazione di banca dati di immagini per lo sviluppo di algoritmi per la navigazione aerea automatica

Lo scopo di questo studio è l’implementazione di un sistema di navigazione autonomo in grado di calcolare la traiettoria di un mezzo aereo, noti che siano a priori dei punti di posizione detti waypoint. A partire da questa traiettoria, è possibile ottenere la sua rappresentazione in un codice che mette a disposizione immagini satellitari e ricavare le viste del terreno sorvolato in una serie di punti calcolati, in modo da garantire in ogni sequenza la presenza di elementi comuni rispetto a quella precedente. Lo scopo della realizzazione di questa banca dati è rendere possibili futuri sviluppi di algoritmi di navigazione basati su deep learning e reti neurali. Le immagini virtuali ottenute del terreno saranno in futuro applicate alla navigazione autonoma per agricoltura di precisione mediante droni. Per lo studio condotto è stato simulato un generico velivolo, con o senza pilota, dotato di una videocamera fissata su una sospensione cardanica a tre assi (gimbal). La tesi, dunque, introduce ai più comuni metodi di determinazione della posizione dei velivoli e alle più recenti soluzioni basate su algoritmi di Deep Learning e sistemi vision-based con reti neurali e segue in un approfondimento sul metodo di conversione degli angoli e sulla teoria matematica che ne sta alla base. Successivamente, analizza nel dettaglio il processo di simulazione della navigazione autonoma e della determinazione della traiettoria in ambiente software Matlab e Simulink, procedendo nell’analisi di alcuni casi di studio in ambienti realistici. L’elaborato si conclude con un breve riepilogo di quanto svolto e con alcune considerazioni sugli sviluppi futuri.

Modellazione e progettazione di un sistema di tracciabilità blockchain nell’industria agroalimentare: Il caso Moncaro

Industria 4.0 ha coinvolto il settore agroalimentare introducendo nuove strategie di tracciabilità, a favore della sostenibilità e della sicurezza alimentare. L’Organizzazione Internazionale della Vigna e del Vino pone tra gli obiettivi per il 2024 la transizione digitale della filiera, così da avere una tracciabilità trasparente e affidabile. Questo fornisce un vantaggio ai produttori e ai consumatori che dispongono di maggiori informazioni quantitative e qualitative del prodotto. I sistemi di tracciabilità sono integrati nella supply chain aumentandone la resilienza; tuttavia, la maggior parte degli ERP in commercio ricostruiscono la tracciabilità a posteriori: dal codice lotto finale si ricompone tutto il processo. Per monitorare costantemente la filiera ed incrementarne la trasparenza si stanno integrando nuove tecnologie alla tracciabilità, come l’intelligenza artificiale e la blockchain. Obiettivo di questa tesi è la progettazione di un sistema di tracciabilità blockchain. Pertanto, si introduce alla tracciabilità e alla blockchain descrivendo i principali contributi in letteratura che propongono approcci e strategie, evidenziando vantaggi e sfide future. Poi, si presenta il caso Moncaro, cooperativa agricola che ha cantine e vigneti nel territorio marchigiano, analizzando il processo di vinificazione in bianco dal punto di vista del flusso fisico e informativo, rispettivamente tramite BPMN e Relationship chart. Ai fini della modellazione e della scelta dei dati da inserire in tracciabilità, si analizzano le informazioni registrate negli ERP sviluppati da Apra s.p.a., software house, di cui Moncaro fruisce. Quindi, si propone la formulazione di un algoritmo in pseudocodice che permette di collegare sequenzialmente le attività, così, da ottenere la tracciabilità real time e un’architettura che può gestire tutte le informazioni della supply chain. Infine, si è implementato uno scenario produttivo reale, mediante l’architettura di database a grafo di Neo4j AuraDB

Evaluation of three brands of drug interaction software for use in intensive care units

Objective To evaluate drug interaction software programs and determine their accuracy in identifying drug-drug interactions that may occur in intensive care units. Setting The study was developed in Brazil. Method Drug interaction software programs were identified through a bibliographic search in PUBMED and in LILACS (database related to the health sciences published in Latin American and Caribbean countries). The programs` sensitivity, specificity, and positive and negative predictive values were determined to assess their accuracy in detecting drug-drug interactions. The accuracy of the software programs identified was determined using 100 clinically important interactions and 100 clinically unimportant ones. Stockley`s Drug Interactions 8th edition was employed as the gold standard in the identification of drug-drug interaction. Main outcome Sensitivity, specificity, positive and negative predictive values. Results The programs studied were: Drug Interaction Checker (DIC), Drug-Reax (DR), and Lexi-Interact (LI). DR displayed the highest sensitivity (0.88) and DIC showed the lowest (0.69). A close similarity was observed among the programs regarding specificity (0.88-0.92) and positive predictive values (0.88-0.89). The DIC had the lowest negative predictive value (0.75) and DR the highest (0.91). Conclusion The DR and LI programs displayed appropriate sensitivity and specificity for identifying drug-drug interactions of interest in intensive care units. Drug interaction software programs help pharmacists and health care teams in the prevention and recognition of drug-drug interactions and optimize safety and quality of care delivered in intensive care units.

Compiling a GIS database of tree farms on Leyte Island

As part of ACIAR project ASEM/2003/052, Improving Financial Returns to Smallholder Tree Farmers in the Philippines, plantations of timber trees in Leyte Island, the Philippines were located using a systematic survey of the island. The survey was undertaken in order to compile a database of plantations which could be used to guide the planning of project activities. In addition to recording a range of qualitative and quantitative information for each plantation, the survey spatially referenced each site using a Global Positioning System (GPS) to electronic maps of the island which were held in a Geographical Information System (GIS). Microsoft Excel and Mapsource® software were used as the software links between GPS coordinates and the GIS. Mapping of farm positions was complicated by different datums being used for maps of Leyte Island and this caused GPS positions to be displaced from equivalent positions on the map. Photos of the sites were hyperlinked to their map positions in the GIS in order to assist staff to recall site characteristics.

Special issue: Selected papers from the sixth IFIP 2.6 working conference on visual database systems: Guest editors' introduction

While multimedia data, image data in particular, is an integral part of most websites and web documents, our quest for information so far is still restricted to text based search. To explore the World Wide Web more effectively, especially its rich repository of truly multimedia information, we are facing a number of challenging problems. Firstly, we face the ambiguous and highly subjective nature of defining image semantics and similarity. Secondly, multimedia data could come from highly diversified sources, as a result of automatic image capturing and generation processes. Finally, multimedia information exists in decentralised sources over the Web, making it difficult to use conventional content-based image retrieval (CBIR) techniques for effective and efficient search. In this special issue, we present a collection of five papers on visual and multimedia information management and retrieval topics, addressing some aspects of these challenges. These papers have been selected from the conference proceedings (Kluwer Academic Publishers, ISBN: 1-4020- 7060-8) of the Sixth IFIP 2.6 Working Conference on Visual Database Systems (VDB6), held in Brisbane, Australia, on 29–31 May 2002.

Partial automation of database processing of simulation outputs from L-systems models of plant morphogenesis

Models of plant architecture allow us to explore how genotype environment interactions effect the development of plant phenotypes. Such models generate masses of data organised in complex hierarchies. This paper presents a generic system for creating and automatically populating a relational database from data generated by the widely used L-system approach to modelling plant morphogenesis. Techniques from compiler technology are applied to generate attributes (new fields) in the database, to simplify query development for the recursively-structured branching relationship. Use of biological terminology in an interactive query builder contributes towards making the system biologist-friendly. (C) 2002 Elsevier Science Ireland Ltd. All rights reserved.

Infusing the use of seasonal climate forecasting into crop management practice in North East Australia using discussion support software

Seasonal climate forecasting offers potential for improving management of crop production risks in the cropping systems of NE Australia. But how is this capability best connected to management practice? Over the past decade, we have pursued participative systems approaches involving simulation-aided discussion with advisers and decision-makers. This has led to the development of discussion support software as a key vehicle for facilitating infusion of forecasting capability into practice. In this paper, we set out the basis of our approach, its implementation and preliminary evaluation. We outline the development of the discussion support software Whopper Cropper, which was designed for, and in close consultation with, public and private advisers. Whopper Cropper consists of a database of simulation output and a graphical user interface to generate analyses of risks associated with crop management options. The charts produced provide conversation pieces for advisers to use with their farmer clients in relation to the significant decisions they face. An example application, detail of the software development process and an initial survey of user needs are presented. We suggest that discussion support software is about moving beyond traditional notions of supply-driven decision support systems. Discussion support software is largely demand-driven and can compliment participatory action research programs by providing cost-effective general delivery of simulation-aided discussions about relevant management actions. The critical role of farm management advisers and dialogue among key players is highlighted. We argue that the discussion support concept, as exemplified by the software tool Whopper Cropper and the group processes surrounding it, provides an effective means to infuse innovations, like seasonal climate forecasting, into farming practice. Crown Copyright (C) 2002 Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.