WEXSYS - Web Expert System

Desde o início que os sistemas periciais não foram vistos apenas como sistemas que poderiam substituir os peritos. Os peritos por sua vez, independentemente da área em que operam, eram tidos como indivíduos que atingiram a excelência através da experiência, estudo e total dedicação, por vezes durante anos. Hoje, mais do que assumir o papel de um perito na excelência de uma área de actuação, os sistemas periciais sobressaem pela disponibilidade contínua, acessos facilitados, custos reduzidos, estabilidade de funcionamento e coerência de raciocínio. Empurrados pelos avanços actuais das redes em termos de velocidade e propagação global, estes sistemas são hoje disponibilizados de forma mais simples e acessível. Este trabalho é realizado com o propósito de evoluir o actual sistema para uma versão mais apelativa, funcional e fiável. Um dos objectivos passa pela evolução do actual modo de funcionamento, utilização local e apenas um utilizador, para um modo de funcionamento que permita uma disponibilização num ambiente de acesso global, acessível a qualquer hora e em qualquer local.

Web survey system to discover the actual role of experience in learning in higher education: a case study

March 19 - 22, 2006, São Paulo, BRAZIL World Congress on Computer Science, Engineering and Technology Education

A traffic differentiation add-on to the IEEE 802.15.4 protocol: implementation and experimental validation over a real-time operating system

The IEEE 802.15.4 is the most widespread used protocol for Wireless Sensor Networks (WSNs) and it is being used as a baseline for several higher layer protocols such as ZigBee, 6LoWPAN or WirelessHART. Its MAC (Medium Access Control) supports both contention-free (CFP, based on the reservation of guaranteed time-slots GTS) and contention based (CAP, ruled by CSMA/CA) access, when operating in beacon-enabled mode. Thus, it enables the differentiation between real-time and best-effort traffic. However, some WSN applications and higher layer protocols may strongly benefit from the possibility of supporting more traffic classes. This happens, for instance, for dense WSNs used in time-sensitive industrial applications. In this context, we propose to differentiate traffic classes within the CAP, enabling lower transmission delays and higher success probability to timecritical messages, such as for event detection, GTS reservation and network management. Building upon a previously proposed methodology (TRADIF), in this paper we outline its implementation and experimental validation over a real-time operating system. Importantly, TRADIF is fully backward compatible with the IEEE 802.15.4 standard, enabling to create different traffic classes just by tuning some MAC parameters.

Automated User Interface testing in Symbian Operating System

Tässä diplomityössä tutkitaan automatisoitua testausta ja käyttöliittymätestauksen tekemistä helpommaksi Symbian-käyttöjärjestelmässä. Työssä esitellään Symbian ja Symbian-sovelluskehityksessä kohdattavia haasteita. Lisäksi kerrotaan testausstrategioista ja -tavoista sekä automatisoidusta testaamisesta. Lopuksi esitetään työkalu, jolla testitapausten luominen toiminnalisuus- ja järjestelmätestaukseen tehdään helpommaksi. Graafiset käyttöliittymättuovat ainutlaatuisia haasteita ohjelmiston testaamiseen. Ne tehdään usein monimutkaisista komponenteista ja niitä suunnitellaan jatkuvasti uusiksi ohjelmistokehityksen aikana. Graafisten käyttöliittymien testaukseen käytetään usein kaappaus- ja toistotyökaluja. Käyttöliittymätestauksen testitapausten suunnittelu ja toteutus vaatii paljon panostusta. Koska graafiset käyttöliittymät muodostavat suuren osan koodista, voitaisiin säästää paljon resursseja tekemällä testitapausten luomisesta helpompaa. Käytännön osuudessa toteutettu projekti pyrkii tähän tekemällä testiskriptien luomisesta visuaalista. Näin ollen itse testien skriptikieltä ei tarvitse ymmärtää ja testien hahmottaminen on myös helpompaa.

Monitoring System Resources During Automated Testing in Symbian Operating System

Tässä diplomityössä esitellään ohjelmistotestauksen ja verifioinnin yleisiä periaatteita sekä käsitellään tarkemmin älypuhelinohjelmistojen verifiointia. Työssä esitellään myös älypuhelimissa käytettävä Symbian-käyttöjärjestelmä. Työn käytännön osuudessa suunniteltiin ja toteutettiin Symbian-käyttöjärjestelmässä toimiva palvelin, joka tarkkailee ja tallentaa järjestelmäresurssien käyttöä. Verifiointi on tärkeä ja kuluja aiheuttava tehtävä älypuhelinohjelmistojen kehityssyklissä. Kuluja voidaan vähentää automatisoimalla osa verifiointiprosessista. Toteutettu palvelin automatisoijärjestelmäresurssien tarkkailun tallentamalla tietoja niistä tiedostoon testien ajon aikana. Kun testit ajetaan uudestaan, uusia tuloksia vertaillaan lähdetallenteeseen. Jos tulokset eivät ole käyttäjän asettamien virherajojen sisällä, siitä ilmoitetaan käyttäjälle. Virherajojen ja lähdetallenteen määrittäminen saattaa osoittautua vaikeaksi. Kuitenkin, jos ne määritetään sopivasti, palvelin tuottaa hyödyllistä tietoa poikkeamista järjestelmäresurssien kulutuksessa testaajille.

Network Device Driver Design and Implementation for Symbian Operating System

Tämä diplomityö esittää Symbianin käyttöjärjestelmän verkkoarkkitehtuuriin perustuvan paikallisverkkokortin (LAN) käyttöönottoa. Pääajatus oli keskitetty langattoman LAN— kortin (WLAN) ajureiden käyttöönottoon. Jokainen Symbianin käyttöjärjestelmän verkkoarkkitehtuurin komponentti oli huolellisesti tutkittu, painottaen mahdollista langattoman yhteyden uudelleenkäyttöä. Myös olemassaolevan Ethernetkortin ajureiden uudelleenkäyttö oli huolellisesti otettu huomioon. Diplomityöprojektin aikana esimerkki WLAN-kortin ajurin lähdekoodista oli esitetty. Tämä ajuri on kirjoitettu NOKIA DTN-20 WLAN-korttia varten. Havaittiin myös, että suurin osa Symbianin käyttöjärjestelmän verkkoarkkitehtuurista voidaan käyttää myös WLAN-pohjaisessa yhteydessä ilman muutoksia.. Esitetty ajuri käyttää myös tiettyjä olemassaolevan Ethernetkortin ajureita, esim. Logical Device Driver (LDD):tä.

Reusable Bluetooth Networking Component for Symbian Operating System

Tässä diplomityössä käsitellään eri näkökulmia ohjelmistojen uudelleenkäyttöön sekä esitellään perustiedot langattomiin laitteisiin käytettävästä Symbian-käyttöjärjestelmästä ja langattomasta Bluetooth-teknologiasta. Työn käytännön osuudessa suunniteltiin ja toteutettiin uudelleenkäytettävä Bluetooth-ohjelmistokomponentti Symbiankäyttöjärjestelmälle. Ohjelmistojen uudelleenkäytön edut ovat erittäin selkeitä. Uudelleenkäytettävät ohjelmistokomponentit parantavat ohjelmiston laatua ja suorituskykyä. Ohjelmistotuotteiden tuotekehityssykliä voidaan lyhentää merkittävästi ja kehitystyön kokonaiskustannuksia voidaan alentaa tehokkaalla uudelleenkäyttöohjelmalla. Kuitenkin uudelleenkäytöllä on myös esteitä, esimerkkeinä näistä ovat mm. resurssien puute, koulutus sekä uudelleenkäytön vastaiset asenteet. Bluetooth-teknologia on kypsynyt viimeisen kahden vuoden aikana, kun markkinoille on tullut yhä enemmän Bluetooth-laitteita ja niitä käyttäviä sovelluksia. Kehitetty komponentti tarjoaa perustoiminnallisuudet Bluetooth-yhteyksien muodostamiselle ja datan siirtämiselle laitteiden välillä.

Protocol Specific Embedded Operating System

Sulautettujen järjestelmien määrä kuten niiden sisältämä älykkyyskin ovat viime vuosina kasvaneet merkittävästi. Sulautettujen ohjelmistojen yleistymistä ja monipuolistumista on edesauttanut sulautettujen laitteistojen prosessointitehon merkittävä kehittyminen, jonka myötä entistä vaativampien ohjelmistojen totetuttaminen sulautetusti on mahdollistunut. Seuraavana sulautettujen järjestelmien kehitysaskeleena on nähtävissä järjestelmien kommunikointikyvyn paraneminen ja siten uusien ja uudentyyppisten sulautettujen ratkaisujen toteuttaminen. VTT on päättänyt tutkia sulautettujen järjestelmien kommunikointia ja kehittää sulautettun protokolla-alustan. Tutkimuksen perusta on CVOPS protokollajärjestelmä, jota jatkokehittämällä pyritään toteuttamaan sulautettu protokollajärjestelmä, µCVOPS. Tässä diplomityössä esitetään kommunikaation sulautetulle järjestelmälle asettamia vaatimuksia, järjestelmän suunnittelu ja prototyypitys sulautetulla laitteistolla. Prototyypitykseen on käytetty sulautettua DragonBall mikrokontrolleria jonka käyttöjärjestelmänä käytettiin sulautettua Linux:a. Tälle alustalle on tehty CVOPS:sta modifioitu versio, jolla µCVOPS:ia pystytään simuloimaan.

Java Mobile Media API porting in Symbian Operating System

Työssä tutkitaan, kuinka Symbian käyttöjärjestelmälle voidaan tehdä siirrettäviä ohjelmia. Työssä käydään läpi menetelmiä, jotka helpottavat ohjelmistojen siirrettävyyttä uudelle alustalle. Uuteen älypuhelimeen voi tulla monia uusia komponentteja. Laite voi muuttua piiritasolla, käyttöjärjestelmästä voi tulla uusi versio sekä siirrettävästä ohjelmasta voi tulla uusi versio. Kaikki nämä vaikuttavat ohjelman siirrettävyyteen. Työssä tehtiin Java-rajapinnan siirto uudelle alustalle. Prosessin aikana löydettiin tärkeitä tekijöitä, jotka vaikuttavat ohjelmiston siirrettävyyteen. Siirrettävyys sinänsä pitäisi ottaa huomioon ohjelmistoprosessin jokaisessa vaiheessa. Älypuhelimista tulee jatkuvasti uusia versioita. Tämä tekee ohjelmien siirrettävyydestä hyvin tärkeän tekijän ohjelmistojen suunnittelussa. Hyvin suunniteltu ohjelma on helpompi ylläpitää, päivättää ja siirtää myöhemmin.

A web-based system for visualizing upper limb motor performance of Parkinson’s disease patients

Objective To design, develop and set up a web-based system for enabling graphical visualization of upper limb motor performance (ULMP) of Parkinson’s disease (PD) patients to clinicians. Background Sixty-five patients diagnosed with advanced PD have used a test battery, implemented in a touch-screen handheld computer, in their home environment settings over the course of a 3-year clinical study. The test items consisted of objective measures of ULMP through a set of upper limb motor tests (finger to tapping and spiral drawings). For the tapping tests, patients were asked to perform alternate tapping of two buttons as fast and accurate as possible, first using the right hand and then the left hand. The test duration was 20 seconds. For the spiral drawing test, patients traced a pre-drawn Archimedes spiral using the dominant hand, and the test was repeated 3 times per test occasion. In total, the study database consisted of symptom assessments during 10079 test occasions. Methods Visualization of ULMP The web-based system is used by two neurologists for assessing the performance of PD patients during motor tests collected over the course of the said study. The system employs animations, scatter plots and time series graphs to visualize the ULMP of patients to the neurologists. The performance during spiral tests is depicted by animating the three spiral drawings, allowing the neurologists to observe real-time accelerations or hesitations and sharp changes during the actual drawing process. The tapping performance is visualized by displaying different types of graphs. Information presented included distribution of taps over the two buttons, horizontal tap distance vs. time, vertical tap distance vs. time, and tapping reaction time over the test length. Assessments Different scales are utilized by the neurologists to assess the observed impairments. For the spiral drawing performance, the neurologists rated firstly the ‘impairment’ using a 0 (no impairment) – 10 (extremely severe) scale, secondly three kinematic properties: ‘drawing speed’, ‘irregularity’ and ‘hesitation’ using a 0 (normal) – 4 (extremely severe) scale, and thirdly the probable ‘cause’ for the said impairment using 3 choices including Tremor, Bradykinesia/Rigidity and Dyskinesia. For the tapping performance, a 0 (normal) – 4 (extremely severe) scale is used for first rating four tapping properties: ‘tapping speed’, ‘accuracy’, ‘fatigue’, ‘arrhythmia’, and then the ‘global tapping severity’ (GTS). To achieve a common basis for assessment, initially one neurologist (DN) performed preliminary ratings by browsing through the database to collect and rate at least 20 samples of each GTS level and at least 33 samples of each ‘cause’ category. These preliminary ratings were then observed by the two neurologists (DN and PG) to be used as templates for rating of tests afterwards. In another track, the system randomly selected one test occasion per patient and visualized its items, that is tapping and spiral drawings, to the two neurologists. Statistical methods Inter-rater agreements were assessed using weighted Kappa coefficient. The internal consistency of properties of tapping and spiral drawing tests were assessed using Cronbach’s α test. One-way ANOVA test followed by Tukey multiple comparisons test was used to test if mean scores of properties of tapping and spiral drawing tests were different among GTS and ‘cause’ categories, respectively. Results When rating tapping graphs, inter-rater agreements (Kappa) were as follows: GTS (0.61), ‘tapping speed’ (0.89), ‘accuracy’ (0.66), ‘fatigue’ (0.57) and ‘arrhythmia’ (0.33). The poor inter-rater agreement when assessing “arrhythmia” may be as a result of observation of different things in the graphs, among the two raters. When rating animated spirals, both raters had very good agreement when assessing severity of spiral drawings, that is, ‘impairment’ (0.85) and irregularity (0.72). However, there were poor agreements between the two raters when assessing ‘cause’ (0.38) and time-information properties like ‘drawing speed’ (0.25) and ‘hesitation’ (0.21). Tapping properties, that is ‘tapping speed’, ‘accuracy’, ‘fatigue’ and ‘arrhythmia’ had satisfactory internal consistency with a Cronbach’s α coefficient of 0.77. In general, the trends of mean scores of tapping properties worsened with increasing levels of GTS. The mean scores of the four properties were significantly different to each other, only at different levels. In contrast from tapping properties, kinematic properties of spirals, that is ‘drawing speed’, ‘irregularity’ and ‘hesitation’ had a questionable consistency among them with a coefficient of 0.66. Bradykinetic spirals were associated with more impaired speed (mean = 83.7 % worse, P < 0.001) and hesitation (mean = 77.8% worse, P < 0.001), compared to dyskinetic spirals. Both these ‘cause’ categories had similar mean scores of ‘impairment’ and ‘irregularity’. Conclusions In contrast from current approaches used in clinical setting for the assessment of PD symptoms, this system enables clinicians to animate easily and realistically the ULMP of patients who at the same time are at their homes. Dynamic access of visualized motor tests may also be useful when observing and evaluating therapy-related complications such as under- and over-medications. In future, we foresee to utilize these manual ratings for developing and validating computer methods for automating the process of assessing ULMP of PD patients.

Operating System Contribution to Composable Timing Behaviour in High-Integrity Real-Time Systems

The development of High-Integrity Real-Time Systems has a high footprint in terms of human, material and schedule costs. Factoring functional, reusable logic in the application favors incremental development and contains costs. Yet, achieving incrementality in the timing behavior is a much harder problem. Complex features at all levels of the execution stack, aimed to boost average-case performance, exhibit timing behavior highly dependent on execution history, which wrecks time composability and incrementaility with it. Our goal here is to restitute time composability to the execution stack, working bottom up across it. We first characterize time composability without making assumptions on the system architecture or the software deployment to it. Later, we focus on the role played by the real-time operating system in our pursuit. Initially we consider single-core processors and, becoming less permissive on the admissible hardware features, we devise solutions that restore a convincing degree of time composability. To show what can be done for real, we developed TiCOS, an ARINC-compliant kernel, and re-designed ORK+, a kernel for Ada Ravenscar runtimes. In that work, we added support for limited-preemption to ORK+, an absolute premiere in the landscape of real-word kernels. Our implementation allows resource sharing to co-exist with limited-preemptive scheduling, which extends state of the art. We then turn our attention to multicore architectures, first considering partitioned systems, for which we achieve results close to those obtained for single-core processors. Subsequently, we shy away from the over-provision of those systems and consider less restrictive uses of homogeneous multiprocessors, where the scheduling algorithm is key to high schedulable utilization. To that end we single out RUN, a promising baseline, and extend it to SPRINT, which supports sporadic task sets, hence matches real-world industrial needs better. To corroborate our results we present findings from real-world case studies from avionic industry.

PartsList: a web-based system for dynamically ranking protein folds based on disparate attributes, including whole-genome expression and interaction information

As the number of protein folds is quite limited, a mode of analysis that will be increasingly common in the future, especially with the advent of structural genomics, is to survey and re-survey the finite parts list of folds from an expanding number of perspectives. We have developed a new resource, called PartsList, that lets one dynamically perform these comparative fold surveys. It is available on the web at http://bioinfo.mbb.yale.edu/partslist and http://www.partslist.org. The system is based on the existing fold classifications and functions as a form of companion annotation for them, providing ‘global views’ of many already completed fold surveys. The central idea in the system is that of comparison through ranking; PartsList will rank the approximately 420 folds based on more than 180 attributes. These include: (i) occurrence in a number of completely sequenced genomes (e.g. it will show the most common folds in the worm versus yeast); (ii) occurrence in the structure databank (e.g. most common folds in the PDB); (iii) both absolute and relative gene expression information (e.g. most changing folds in expression over the cell cycle); (iv) protein–protein interactions, based on experimental data in yeast and comprehensive PDB surveys (e.g. most interacting fold); (v) sensitivity to inserted transposons; (vi) the number of functions associated with the fold (e.g. most multi-functional folds); (vii) amino acid composition (e.g. most Cys-rich folds); (viii) protein motions (e.g. most mobile folds); and (ix) the level of similarity based on a comprehensive set of structural alignments (e.g. most structurally variable folds). The integration of whole-genome expression and protein–protein interaction data with structural information is a particularly novel feature of our system. We provide three ways of visualizing the rankings: a profiler emphasizing the progression of high and low ranks across many pre-selected attributes, a dynamic comparer for custom comparisons and a numerical rankings correlator. These allow one to directly compare very different attributes of a fold (e.g. expression level, genome occurrence and maximum motion) in the uniform numerical format of ranks. This uniform framework, in turn, highlights the way that the frequency of many of the attributes falls off with approximate power-law behavior (i.e. according to V–b, for attribute value V and constant exponent b), with a few folds having large values and most having small values.

TRAF operating system user's guide. Final report.

Federal Highway Administration, Washington, D.C.