Geração de aplicações a partir de especificações UML como fator de sucesso para o desenvolvimento de sistemas de informação

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão de Sistemas de Informação

Aplicações pedagógicas para terminais móveis

Esta tese descreve o desenvolvimento de duas aplicações de software cujo objetivo consiste em demonstrar o funcionamento de duas ferramentas base de Sistemas Digitais. A primeira aplicação, denominada KarnUMa, pretende demonstrar o funcionamento dos Mapas de Karnaugh, que são utilizados na simplificação de expressões algébricas Booleanas. Esta aplicação está disponível em duas versões com destino a duas plataformas distintas: a primeira KarnUMa, disponível para computador, e a segunda Pocket KarnUMa, disponível para terminais móveis sob a forma de Midlet ou Android Package. A segunda aplicação desenvolvida, denominada ParTec, terá como objetivo demonstrar o funcionamento da Técnica das Partições, que é utilizada na eliminação de estados redundantes nas máquinas de estados. Esta segunda aplicação tem apenas o computador como plataforma de destino. Este documento conta com um levantamento das aplicações atualmente existentes nas áreas de interesse, uma descrição das tecnologias utilizadas no desenvolvimento do software, uma apresentação desse mesmo software descrevendo o que este tem de inovador e por fim uma descrição da forma como as aplicações foram publicadas.

Gestão de alarmes para a web e dispositivos móveis, utilizando o software Connexall

A adoção de software de gestão de alarmes revela-se essencial nas organizações, sobretudo no contexto hospitalar e de segurança, devido à celeridade com que os alarmes têm de ser processados nos ambientes críticos em que são gerados. Nos últimos anos, tem-se verificado uma enorme promoção de diretivas que recomendam a utilização de software de gestão de alarmes, de forma a que as organizações estejam preparadas para lidar com situações problemáticas e para prestar um serviço de qualidade. O fenómeno da ubiquidade computacional promovido pela utilização massiva da Web e de dispositivos móveis revolucionou de forma significativa o modo como as pessoas comunicam e partilham informação entre si. Deste modo, tem havido uma consciencialização por parte das organizações que desenvolvem sistemas de gestão de alarmes em investir recursos na migração das suas aplicações de desktop para a Web e para dispositivos móveis. O Connexall é uma das soluções de gestão de alarmes com maior adoção no mercado, no entanto, carece de aplicações de software focalizadas na Web e nos dispositivos móveis. Neste sentido, o objetivo deste projeto de mestrado consiste em desenvolver duas aplicações de gestão de alarmes, o Active Alarm Client Plus para Android e o Device Assignment Client para a Web, integradas com o Connexall, através da utilização de um Web service para o efeito. Com o desenvolvimento deste projeto, pretende-se expandir os horizontes de aplicação do Connexall no que diz respeito à diversidade de equipamentos computacionais presentes no mercado, de modo a promover a ubiquidade cada vez mais assente no acesso e partilha de informação no contexto de gestão de alarmes.

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

Reconhecimento de voz para aplicações em automação implementado em FPGA

In many movies of scientific fiction, machines were capable of speaking with humans. However mankind is still far away of getting those types of machines, like the famous character C3PO of Star Wars. During the last six decades the automatic speech recognition systems have been the target of many studies. Throughout these years many technics were developed to be used in applications of both software and hardware. There are many types of automatic speech recognition system, among which the one used in this work were the isolated word and independent of the speaker system, using Hidden Markov Models as the recognition system. The goals of this work is to project and synthesize the first two steps of the speech recognition system, the steps are: the speech signal acquisition and the pre-processing of the signal. Both steps were developed in a reprogrammable component named FPGA, using the VHDL hardware description language, owing to the high performance of this component and the flexibility of the language. In this work it is presented all the theory of digital signal processing, as Fast Fourier Transforms and digital filters and also all the theory of speech recognition using Hidden Markov Models and LPC processor. It is also presented all the results obtained for each one of the blocks synthesized e verified in hardware

O papel do software educativo na aprendizagem da matemática

Tese de Doutoramento, Educação (Tecnologia Educativa), 26 de Julho de 2013, Universidade dos Açores.

A construção da marca visual e os media digitais enquanto temes

A construção de uma marca gráfica, signo que se pretende que identifique e sintetize uma entidade, deve ser consciente dos processos, objectivos e modus operandi que integram o seu contexto e tornam este tema ainda hoje um ponto central no design de identidade e no design de comunicação. Ainda assim, assistimos ao surgir de tendências que vão uniformizando várias marcas que procuram, passe o paradoxo, demarcar-se. Meme é um conceito originalmente publicado pelo biólogo Richard Dawkins (Dawkins, 1989), que significa ‘replicador’, sendo uma teoria alternativa para explicar a evolução humana (uma teoria que não depende dos genes, mas sim da noção de imitação: da noção de ideias que se reproduzem de pessoa para pessoa, quase como um vírus). O conceito vem da palavra grega mimeme e significa ‘aquilo que é imitado’. Este conceito foi desenvolvido por Susan Blackmore no livro The Meme Machine (1999) e, mais recentemente, esta autora introduz a ideia de teme – o meme tecnológico. Como explicar, por exemplo, que a recente imagem gráfica da NOS (2014) seja tão similar à da POV, criada por Paula Scher em 2007? E por sua vez, qual a razão da identidade visual da Optimus (magma, 2008) ser também, em certa medida, idêntica à da Nokia Trends Lab (criado por Greenspace), projecto do mesmo ramo de operação das telecomunicações? No modus operandi do trabalho de design de identidade entram em acção os media digitais, tanto no momento de concepção, como no momento de exibição e fruição das marcas gráficas. Assim, as aplicações, o software transformaram-se numa espécie de silent designers (conceito proposto por Gorb e Dumas em 1987), uma vez que são verdadeiros orientadores da resposta visual a um determinado problema: impulsionam direcções na linguagem visual do design, resultando em soluções semelhantes. Dada esta mudança de paradigmas que as novas tecnologias forjaram no zeitgeist do design, este artigo – baseado em parte da investigação de doutoramento em design – versa sobre a construção da marca gráfica e sobre a análise das categorias visuais que operam em cada signo gráfico da marca, bem como os medias digitais onde elas se inscrevem. Visualmente podemos constatar que as características dos nossos processos de percepção e as características dos meios de criação e transmissão das marcas actuam de forma a aproximar as soluções gráficas, resultando, por vezes, em temes. Com o objectivo de gerar debate académico sobre o tema da sintaxe e da retórica visual da marca gráfica, procuramos identificar e visualizar variáveis estruturais comuns das marcas realizadas com uma linguagem advinda do Estilo Internacional e das marcas mais recentes, digitais, fluídas e em sistema aberto, com a intenção de contribuir para implementar uma literacia visual que descodifique este signo icónico, dentro da actual realidade.

Sistema de gestão de energia renovável para autoconsumo

A procura crescente de energia ao longo do tempo, e também o seu custo, tem estimulado a procura de novas formas de geração ou aproveitamento energético, donde se pode destacar a geração de energia eléctrica para autoconsumo. À semelhança de já muitos países aderentes aos sistemas de autoconsumo, Portugal também já tem legislação que permite a utilização deste tipo de sistemas através de Unidades de Produção para Autoconsumo (UPAC). Este tipo de sistemas trazem consigo vantagens tanto para o produtor, que produz a sua própria energia e assim poderá ter algum retorno financeiro, como também para a rede eléctrica nacional (RESP) que, mercê da disponibilidade de mais fontes de energia, tem a possibilidade de ficar menos sobrecarregada em períodos de ponta. Com o intuito de aproveitar ao máximo a energia produzida para autoconsumo e evitar estar a utilizar energia da rede em períodos em que a energia produzida não consegue dar resposta à procura, este trabalho propõe-se a optimizar os níveis de autoconsumo destes sistemas, que no geral apresentam valores entre os 20% e 40% anuais no sector residencial. Deste modo, e de acordo com o que é definido por Demand-Side Management (DSM) será desenvolvido neste trabalho de dissertação um projecto deste tipo, que consiste na monitorização e gestão da energia produzida numa habitação ou indústria. O desenvolvimento deste projecto assenta na criação de um sistema de autoconsumo, constituído por um painel fotovoltaico, sensores, actuadores e uma carga, assim como hardware que permitirá monitorizar, de forma remota, as condições de funcionamento do sistema e fazer a gestão de energia do mesmo, de forma remota, recorrendo para isso às tecnologias de Informação e Comunicação. As aplicações de software responsáveis por essa gestão serão desenvolvidas com recurso à linguagem JAVA e Arduino Programming Language. Será utilizado um módulo Wi-Fi que permitirá a troca de dados entre Cliente (Arduino UNO com Microchip RN-171-XV) e Servidor (Aplicação em JAVA presente num computador). No final serão analisados os levantamentos de energia produzida e avaliado se o controlo de cargas é feito consoante as melhores condições de aproveitamento da energia produzida.

EZ-BUD : orçamentação na nuvem

Não é novidade que o paradigma vigente baseia-se na Internet, em que cada vez mais aplicações mudam o seu modelo de negócio relativamente a licenciamento e manutenção, para passar a oferecer ao utilizador final uma aplicação mais acessível no que concerne a licenciamento e custos de manutenção, já que as aplicações se encontram distribuídas eliminando os custos de capitais e operacionais inerentes a uma arquitetura centralizada. Com a disseminação das Interfaces de Programação de Aplicações (Application Programming Interfaces – API) baseadas na Internet, os programadores passaram a poder desenvolver aplicações que utilizam funcionalidades disponibilizadas por terceiros, sem terem que as programar de raiz. Neste conceito, a API das aplicações Google® permitem a distribuição de aplicações a um mercado muito vasto e a integração com ferramentas de produtividade, sendo uma oportunidade para a difusão de ideias e conceitos. Este trabalho descreve o processo de conceção e implementação de uma plataforma, usando as tecnologias HTML5, Javascript, PHP e MySQL com integração com ®Google Apps, com o objetivo de permitir ao utilizador a preparação de orçamentos, desde o cálculo de preços de custo compostos, preparação dos preços de venda, elaboração do caderno de encargos e respetivo cronograma.

Controlo automático de um interferómetro para monitorização e caracterização de sensores interferométricos

A indústria de sensores de fibra óptica está a tornar-se cada vez mais importante e emprega diferentes técnicas que permitem monitorizar uma grande variedade de parâmetros. Uma das técnicas que apresenta grandes potencialidades, devido ao seu elevado desempenho, é a técnica interferométrica, que fornece, simultaneamente, uma grande sensibilidade e uma larga gama dinâmica. Além destas vantagens, juntam-se as vantagens comuns associadas a todos os sensores de fibra óptica, tais como passividade eléctrica, fiabilidade e possibilidade de multiplexagem, que também se aplicam aos sensores interferométricos. Outra técnica muito utilizada no ramo dos sensores de fibra óptica, em configurações interferométricas com intuito de interrogação, é a técnica de interferometria de luz branca. Esta técnica permite precisão de medição, insensibilidade a flutuações da potência óptica ao longo do sistema de interrogação, assim como uma resolução elevada. Com o intuito de tornar os sistemas de instrumentação / interrogação mais compactos e flexíveis foi desenvolvida uma plataforma de instrumentação virtual, que consiste em aplicações de software que implementam as funções dos instrumentos físicos em ambiente computacional. Esta área permite obter sistemas de instrumentação / interrogação menos complexos, de maior portabilidade e com um custo mais reduzido. Esta dissertação tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de interrogação de sensores de fibra óptica interferométricos controlado automaticamente através de instrumentação virtual, sendo necessário numa fase inicial um estudo aprofundado dos sensores de fibra óptica, das diferentes técnicas de interrogação e da área de instrumentação virtual. O capítulo 1 é o capítulo de introdução, onde são apresentados de forma genérica os diferentes conceitos inerentes ao trabalho, nomeadamente sensores de fibra óptica e os conceitos de interrogação de sensores interferométricos e conceitos de instrumentação virtual. Os sensores interferométricos são abordados com mais detalhe no capítulo 2. Neste capítulo são abordados os conceitos teóricos de interferometria, assim como os diferentes esquemas interferométricos geralmente utilizados em sensores de fibra óptica.No capítulo 3 são apresentados os diferentes esquemas de detecção de sinal utilizados para interrogar sensores interferométricos de fibra óptica. É apresentada a técnica de interferometria de luz branca e os esquemas de detecção de sinal homódina e heteródina. O conceito de instrumentação, com ênfase nos sistemas de instrumentação virtual é apresentado no capítulo 4. É abordado o tema de sistemas de instrumentação tradicionais e de instrumentação virtual, dando ênfase às vantagens destes últimos. É também apresentado o ambiente de programação LabVIEW e o amplificador lock-in virtual, utilizado no desenvolvimento do projecto. No capítulo 5 é apresentado o desenvolvimento do sistema de interrogação de sensores interferométricos proposto inicialmente. Todo o desenvolvimento, desde implementação do interferómetro receptor, passando pelo sistema de controlo baseado em instrumentação virtual, até à caracterização do sistema está documentado neste capítulo. A monitorização e caracterização de sensores interferométricos com o sistema apresentado no capítulo 5 estão documentadas no capítulo 6. No capítulo 7 são apresentadas as conclusões relativas ao trabalho desenvolvido, assim como as perspectivas futuras de evolução do sistema implementado.

Estendendo CRefine para o suporte de táticas de refinamento

The use of increasingly complex software applications is demanding greater investment in the development of such systems to ensure applications with better quality. Therefore, new techniques are being used in Software Engineering, thus making the development process more effective. Among these new approaches, we highlight Formal Methods, which use formal languages that are strongly based on mathematics and have a well-defined semantics and syntax. One of these languages is Circus, which can be used to model concurrent systems. It was developed from the union of concepts from two other specification languages: Z, which specifies systems with complex data, and CSP, which is normally used to model concurrent systems. Circus has an associated refinement calculus, which can be used to develop software in a precise and stepwise fashion. Each step is justified by the application of a refinement law (possibly with the discharge of proof obligations). Sometimes, the same laws can be applied in the same manner in different developments or even in different parts of a single development. A strategy to optimize this calculus is to formalise these application as a refinement tactic, which can then be used as a single transformation rule. CRefine was developed to support the Circus refinement calculus. However, before the work presented here, it did not provide support for refinement tactics. The aim of this work is to provide tool support for refinement tactics. For that, we develop a new module in CRefine, which automates the process of defining and applying refinement tactics that are formalised in the tactic language ArcAngelC. Finally, we validate the extension by applying the new module in a case study, which used the refinement tactics in a refinement strategy for verification of SPARK Ada implementations of control systems. In this work, we apply our module in the first two phases of this strategy

Proposta de gerenciamento de dados para monitoramento de saúde estrutural utilizando redes de sensores ópticos FBG

Devido às suas características únicas, redes de sensores ópticos têm encontrado aplicação em muitos campos, como em Engenharia Civil, Engenharia Geotécnica, Aeronáutica, Energia e Indústrias de Petróleo & Gás. Soluções de monitoramento baseadas nessa tecnologia têm se mostrado particularmente rentáveis e podem ser aplicadas às estruturas de grande porte, onde centenas de sensores devem ser implantados para medições a longo prazo de diferentes parâmetros mecânicos e físicos. Sensores baseados em Grades de Bragg em fibra (FBGs) são a solução mais comumente utilizada no Monitoramento de Saúde Estrutural (SHM) e as medições são realizadas por instrumentos especiais conhecidos como interrogadores ópticos. Taxas de aquisição cada vez mais elevadas têm sido possíveis utilizando interrogadores ópticos mais recentes, o que dá origem a um grande volume de dados cuja manipulação, armazenamento, gerenciamento e visualização podem demandar aplicações de software especiais. Este trabalho apresenta duas aplicações de software de tempo real desenvolvidas para esses fins: Interrogator Abstraction (InterAB) e Web-based System (WbS). As inovações neste trabalho incluem a integração, sincronização, independência, segurança, processamento e visualização em tempo real, e persistência de dados ou armazenamento proporcionados pelo trabalho conjunto das aplicações desenvolvidas. Os resultados obtidos durante testes em laboratório e ambiente real demonstraram a eficiência, robustez e flexibilidade desses softwares para diferentes tipos de sensores e interrogadores ópticos, garantindo atomicidade, consistência, isolamento e durabilidade dos dados persistidos pelo InterAB e apresentados pelo WbS.

Panorama atual dos repositórios institucionais das instituições de ensino superior no Brasil

O cenário atual de repositórios digitais mundialmente distribuídos estimula estudos diversificados com os quais esse trabalho visa contribuir, objetivando um levantamento dos repositórios de instituições de ensino superior no Brasil, verificando a eficácia de uma ferramenta experimental no tratamento e análise dos dados e usando como fontes os diretórios Registry of Open Access Repositories (ROAR), Directory of Open Access Repositories (OpenDOAR), Diretório Luso-Brasileiro de Periódicos e Repositórios de Acesso Livre e a lista L_repositories. A ferramenta experimental Google Fusion Tables foi aplicada nos dados dos repositórios institucionais pesquisados, categorizando suas principais características: Instituição mantenedora, Natureza da instituição, Local, Região geográfica, Software adotado e sua versão, adoção do padrão Dublin Core e quantidade de trabalhos disponibilizados na data do estudo. Foram identificados 49 repositórios que em agosto de 2013 disponibilizavam 396.881 itens, sendo as instituições federais as com maior povoamento e o repositório LUME o primeiro em volume de itens; a região Sudeste com o maior número de repositórios e volume de itens disponibilizados; o DSpace o software predominante, com maior utilização da versão 1.6.2 e o padrão de metadados Dublin Core em todas as aplicações desse software. Este estudo comprovou a eficácia e utilidade do FusionTables, permitindo caracterizar o panorama atual de repositórios de instituições de ensino superior no Brasil. Os resultados foram disponibilizados em um Catálogo de Repositórios de Instituições de Ensino Superior no Brasil e um Mapa interativo dos Repositórios de Instituições de Ensino Superior no Brasil.

Uma abordagem para avaliação e tratamento de exceções propagadas no uso de serviços Web em .Net

High dependability, availability and fault-tolerance are open problems in Service-Oriented Architecture (SOA). The possibility of generating software applications by integrating services from heterogeneous domains, in a reliable way, makes worthwhile to face the challenges inherent to this paradigm. In order to ensure quality in service compositions, some research efforts propose the adoption of verification techniques to identify and correct errors. In this context, exception handling is a powerful mechanism to increase SOA quality. Several research works are concerned with mechanisms for exception propagation on web services, implemented in many languages and frameworks. However, to the extent of our knowledge, no works found evaluates these mechanisms in SOA with regard to the .NET framework. The main contribution of this paper is to evaluate and to propose exception propagation mechanisms in SOA to applications developed within the .NET framework. In this direction, this work: (i)extends a previous study, showing the need to propose a solution to the exception propagation in SOA to applications developed in .NET, and (ii) show a solution, based in model obtained from the results found in (i) and that will be applied in real cases through of faults injections and AOP techniques.

Uma Metodologia para o desenvolvimento de aplicações de visão computacional utilizando um projeto conjunto de hardware e software

As tarefas de visão computacional incentivam uma significativa parte da pesquisa em todas as áreas científicas e industriais, entre as quais, cita-se a área voltada para o desenvolvimento de arquiteturas de computadores. A visão computacional é considerada um dos problemas mais desafiadores para a computação de alto desempenho, pois esta requer um grande desempenho, bem como um alto grau de flexibilidade. A flexibilidade é necessária pois a visão computacional abrange aplicações em que há diferentes tarefas a serem realizadas com diferentes necessidades de desempenho. Esta flexibilidade é particularmente importante em sistemas destinados a atuar como ambientes experimentais para novas técnicas de processamento visual ou para a prototipação de novas aplicações. Computação configurável tem demonstrado, por meio de exemplos implementados pela comunidade científica, fornecer uma boa relação entre alto desempenho e flexibilidade necessária para a implementação de diferentes técnicas utilizadas na área de visão computacional. Contudo, poucos esforços de pesquisa têm sido realizados na concepção de sistemas completos visando a solução de um problema de visão computacional, incluindo ambos os requisitos de software e de hardware. O principal objetivo deste trabalho é mostrar que as técnicas e tecnologias disponíveis na área de computação configurável podem ser empregadas para a concepção de um sistema capaz de implementar um grande número de aplicações da área de visão computacional na pesquisa e no ambiente industrial. Entretanto, não é escopo deste trabalho implementar um sistema de computação que seja suficiente para abordar os requerimentos necessários para todas as aplicações em visão computacional, mas os métodos aqui introduzidos podem ser utilizados como uma base geral de implementação de várias tarefas de visão computacional. Este trabalho utiliza ambientes que permitem implementações conjuntas de hardware e software, pois os mesmos facilitam a validação das técnicas aqui apresentadas, por meio da implementação de um estudo de caso, sendo parte deste estudo de caso implementado em software e outra parte em hardware.