Neste trabalho serão discutidas novas ferramentas para a construção de um espectrômetro de Ressonância Magnética (RM) totalmente digital. A motivação parte das dificuldades encontradas pelos pesquisadores no momento de programar um equipamento de RM, incluindo a falta de ferramentas para desenvolvimento de metodologias, as quais não são oferecidas pelos softwares atuais. Em particular tratamos do desenvolvimento de uma biblioteca, a PyMR (Python Magnetic Resonance), de uma API (Application Program Interface) e de um IDE (Integrated Development Environment). Nesta estrutura, a biblioteca PyMR é o front-end para programação e setup dos equipamentos de RM enquanto a API constitui o back-end. O IDE, por sua vez, é uma ferramenta de auxílio especializado para criação e gerenciamento das metodologias e protocolos de RM de forma funcional e amigável. O desenvolvimento baseado no estado-da-arte das tecnologias de Computação e Ressonância Magnética garante a qualidade, robustez, adaptabilidade e ainda assim, a simplicidade para uso dos menos experientes. Para a validação do sistema, além de métricas de software, foi montada uma sequência de pulsos conhecida como CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) executada no espectrômetro local sobre uma amostra de CuSO4 em solução, o qual mostrou valores de T2 compatíveis com os valores esperados. Os resultados do novo sistema mostram sua capacidade de atender as principais exigências dos usuários e desenvolvedores de metodologias de RM, oferecendo um amplo conjunto de ferramentas. Em suma, este projeto provê a estrutura básica e funcional de uma nova forma de se programar e utilizar equipamentos de RM, gerando um poderoso instrumento para a pesquisa na área. / In this study we discuss new tools for the building of a fully digital Magnetic Resonance (MR) spectrometer. The research was motivated by several difficulties experienced by researchers in programming MR machines, which include the lack of tools for the development of methodologies that are not currently offered by companies. In particular, we treat the development of a library, PyMR (Python Magnetic Resonance), an API (Application Program Interface) and an IDE (Integrated Development Environment). In this structure, the PyMR library acts as a front-end for MR equipment programming and setup while the API is a back-end. Finally, the IDE is a user-friendly tool that helps the developer to create and manage methodologies and protocols. The state-of-the-art of Computer Sciences and Magnetic Resonance technologies adopted here has ensured the quality, robustness and adaptability keeping simplicity for non-experienced users. For the validation of the system, besides software metrics, a pulse sequence known as CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) was assembled and performed on an onsite spectrometer, using a solution of CuSO4 as a sample, which exhibited compatible T2 values. The results show that the system can meet the main requirements of both users and developers and offer a large set of tools. This project provides a basic and functional structure of a new way to program and use the MR equipment and a powerful tool for researchers in this area.

Um motor de jogo é uma ferramenta que facilita a criação de jogos eletrônicos garantindo a reutilização de softwares. Por sua origem tecnológica, os motores de jogo atuais, tanto comerciais quanto acadêmicos, tendem a primar pelo número de funcionalidades específicas, em detrimento da usabilidade, o que amplia o período de tempo necessário para seu aprendizado. Com o objetivo de melhor adaptar um motor de jogo didático às necessidades pedagógicas, este trabalho propõe uma interface interativa para motores denominada Game Wrench e criada através de métodos de Interação Humano-Computador. Como se tratam de áreas multidisciplinares, é também apresentado um embasamento teórico sobre os diversos aspectos envolvidos, a começar pela adoção de uma definição precisa para o conceito de jogo. O cenário específico para o qual este ambiente de programação (motor e interface) foi desenvolvido é composto pelos alunos da disciplina Computação Gráfica da Escola Politécnica da USP, que programam sobre um motor de jogo didático chamado enJine. Através de um protótipo em papel, testes de usabilidade foram realizados com parte desses alunos, o que gerou diversas diretrizes para a programação final da interface. Uma versão preliminar dessa interface usando plataforma Java foi desenvolvida, gerando diversos resultados e contribuições ao longo do processo, como artefatos de projeto (personas, cenários), ferramentas de desenvolvimento (estrutura GAML, classes para enJine, widgets especializados) e diretrizes sobre a metodologia utilizada (avaliação heurística, prototipagem em papel, teste de usabilidade). / Game engines are tools to aid the development of computer and video games through software reuse. Once born in a technological environment, present game engines, either commercial or not, are normally worried more about the number of implemented features than usability issues. These characteristics may extend the period of learning-time. To address the goal of better adapting a didactic game engine to pedagogical needs, this study proposes an interactive interface for engines called Game Wrench, following Computer-Human Interface methods. Being multidisciplinary fields, a theoretical base on the related subjects is presented, starting with a precise definition for the concept of gaming. Undergraduate students of Escola Politecnica da USP enrolled in a Computer Graphics course where they develop games using a didactic engine called enJine, compose the specific scenario for which this programming environment was developed. Using paper prototypes, usability tests were conducted with some of these students, generating a list of guidelines for implementing this interface. A preliminary Java version of the interface was made available, generating results and contribution throughout the design process, such as design artifacts (personas, scenarios), programming tools (GAML specification, enJine classes, specialized widgets) and guidelines for the methodology adopted (heuristic evaluation, paper prototypes, usability tests).

Um motor de jogo é uma ferramenta que facilita a criação de jogos eletrônicos garantindo a reutilização de softwares. Por sua origem tecnológica, os motores de jogo atuais, tanto comerciais quanto acadêmicos, tendem a primar pelo número de funcionalidades específicas, em detrimento da usabilidade, o que amplia o período de tempo necessário para seu aprendizado. Com o objetivo de melhor adaptar um motor de jogo didático às necessidades pedagógicas, este trabalho propõe uma interface interativa para motores denominada Game Wrench e criada através de métodos de Interação Humano-Computador. Como se tratam de áreas multidisciplinares, é também apresentado um embasamento teórico sobre os diversos aspectos envolvidos, a começar pela adoção de uma definição precisa para o conceito de jogo. O cenário específico para o qual este ambiente de programação (motor e interface) foi desenvolvido é composto pelos alunos da disciplina Computação Gráfica da Escola Politécnica da USP, que programam sobre um motor de jogo didático chamado enJine. Através de um protótipo em papel, testes de usabilidade foram realizados com parte desses alunos, o que gerou diversas diretrizes para a programação final da interface. Uma versão preliminar dessa interface usando plataforma Java foi desenvolvida, gerando diversos resultados e contribuições ao longo do processo, como artefatos de projeto (personas, cenários), ferramentas de desenvolvimento (estrutura GAML, classes para enJine, widgets especializados) e diretrizes sobre a metodologia utilizada (avaliação heurística, prototipagem em papel, teste de usabilidade). / Game engines are tools to aid the development of computer and video games through software reuse. Once born in a technological environment, present game engines, either commercial or not, are normally worried more about the number of implemented features than usability issues. These characteristics may extend the period of learning-time. To address the goal of better adapting a didactic game engine to pedagogical needs, this study proposes an interactive interface for engines called Game Wrench, following Computer-Human Interface methods. Being multidisciplinary fields, a theoretical base on the related subjects is presented, starting with a precise definition for the concept of gaming. Undergraduate students of Escola Politecnica da USP enrolled in a Computer Graphics course where they develop games using a didactic engine called enJine, compose the specific scenario for which this programming environment was developed. Using paper prototypes, usability tests were conducted with some of these students, generating a list of guidelines for implementing this interface. A preliminary Java version of the interface was made available, generating results and contribution throughout the design process, such as design artifacts (personas, scenarios), programming tools (GAML specification, enJine classes, specialized widgets) and guidelines for the methodology adopted (heuristic evaluation, paper prototypes, usability tests).

Le développement du logiciel actuel doit faire face de plus en plus à la complexité de programmes gigantesques, élaborés et maintenus par de grandes équipes réparties dans divers lieux. Dans ses tâches régulières, chaque intervenant peut avoir à répondre à des questions variées en tirant des informations de sources diverses. Pour améliorer le rendement global du développement, nous proposons d'intégrer dans un IDE populaire (Eclipse) notre nouvel outil de visualisation (VERSO) qui calcule, organise, affiche et permet de naviguer dans les informations de façon cohérente, efficace et intuitive, afin de bénéficier du système visuel humain dans l'exploration de données variées. Nous proposons une structuration des informations selon trois axes : (1) le contexte (qualité, contrôle de version, bogues, etc.) détermine le type des informations ; (2) le niveau de granularité (ligne de code, méthode, classe, paquetage) dérive les informations au niveau de détails adéquat ; et (3) l'évolution extrait les informations de la version du logiciel désirée. Chaque vue du logiciel correspond à une coordonnée discrète selon ces trois axes, et nous portons une attention toute particulière à la cohérence en naviguant entre des vues adjacentes seulement, et ce, afin de diminuer la charge cognitive de recherches pour répondre aux questions des utilisateurs. Deux expériences valident l'intérêt de notre approche intégrée dans des tâches représentatives. Elles permettent de croire qu'un accès à diverses informations présentées de façon graphique et cohérente devrait grandement aider le développement du logiciel contemporain. / Nowadays, software development has to deal more and more with huge complex programs, constructed and maintained by large teams working in different locations. During their daily tasks, each developer may have to answer varied questions using information coming from different sources. In order to improve global performance during software development, we propose to integrate into a popular integrated development environment (Eclipse) our new visualization tool (VERSO), which computes, organizes, displays and allows navigation through information in a coherent, effective, and intuitive way in order to benefit from the human visual system when exploring complex data. We propose to structure information along three axes: (1) context (quality, version control, etc.) determines the type of information; (2) granularity level (code line, method, class, and package) determines the appropriate level of detail; and (3) evolution extracts information from the desired software version. Each software view corresponds to a discrete coordinate according to these three axes. Coherence is maintained by navigating only between adjacent views, which reduces cognitive effort as users search information to answer their questions. Two experiments involving representative tasks have validated the utility of our integrated approach. The results lead us to believe that an access to varied information represented graphically and coherently should be highly beneficial to the development of modern software.

Configurable software systems adapt to changes in hardware and execution environments, and often exhibit a variety of complex maintenance issues. Many tools exist to aid developers in analysing and maintaining large configurable software systems. Some are standalone applications, while a growing number are becoming part of Integrated Development Environments (IDE) like Eclipse. Reusable tooling frameworks can reduce development time for tools that concentrate on software configuration analysis. This thesis presents C-CLEAR, a common, reusable, and extensible tooling framework for software configuration analysis, where clear separation of concern exists between tooling functionality and definitions that characterise a software system. Special emphasis will be placed on common mechanisms for data abstraction and automatic IDE integration independent of the software system that is being analysed. / Graduate

O objetivo principal desta dissertação explora alguns aspectos relacionados ao desenvolvimento colaborativo de sistemas de informação na Internet. E apresentado o Editor Diagramático na Internet (EDI), que suporta a especificação colaborativa de aplicações. Este editor utiliza tecnologia e funcionalidade dos hiperdocumentos, oferecendo características como: compartilhamento de informações, colaboração entre vários autores e varias visões dos dados conceituais armazenados. EDI foi implementado utilizando a linguagem de programação Java e projetada de forma genérica para permitir a criação de editores de diferentes notações diagramáticas. Este trabalho propõe a utilização de anotações em documentos de desenvolvimento de sistemas de informação na Internet. Estas anotações auxiliam no desenvolvimento colaborativo de sistemas, tornando o processo mais colaborativo e com um produto resultante de qualidade superior. As anotações estão baseadas em dois tipos de usuários: o usuário proprietário, responsável pela criação do documento, e o usuário colaborador, que inclui anotações nos documentos. Anotações (identificadas por uma especifica cor) podem ser de inclusão, alteração, remoção de conceitos (visões) ou registro de comentários. / The main goal of this work is to explore some issues related to collaborative development of information systems on the Internet. A Diagrammatic Editor on the Internet (EDI) that supports collaborative specification of applications is described. This editor uses hyperdocument technology and funcionalities, offering features such as information sharing, collaboration between several authors, multiple views of the stored conceptual data, among others. EDI was implemented using the Java language, and designed with the purpose of being generic to enable the easy creation of specific editors for different diagrammatic notations. The use of annotations for the joint development of information systems on the Internet is proposed. With these annotations the development process becomes more collaborative and the quality of the final product may increase. Annotations are based on two types of users: the owner, who is an author responsible for the creation of a document, and the collaborator, who makes annotations on those documents. Annotations (identified by one specific colour) can be of inclusion, change and removal of concepts (views), or recording of comments.

Ambientes de Desenvolvimento Baseados em Gramática (ADBG) utilizam uma rigorosa semântica e sintaxe para prover poderosas ferramentas que são capazes de especificar com precisão as propriedades de um sistema visual interativo. Por intermédio destas ferramentas, os ADBGs auxiliam a edição de gramáticas e a partir destas gramáticas geram o sistema visual interativo especificado. Estes ambientes utilizam componentes dos mais diferentes espaços tecnológicos e esta tese em particular está focalizada no estudo da utilização de componentes da eXtended Markup language (XML) em ADBGs. Componentes XML oferecem inúmeras soluções que visam a interoperabilidade e armazenamento de dados. Porém, apesar de amplamente difundidos a complexidade destes componentes causa uma série de problemas que vão desde o baixo desempenho de processamentos até a inviabilização da implementação de operações mais elaboradas. Com o objetivo de diminuir esta complexidade, a presente tese propõe um conjunto simplificado de componentes XML. O conjunto dos componentes XML propostos e seus relacionamentos formam um framework que pode ser utilizado para se construir ADBGs. Após a definição do framework, o mesmo foi utilizado para se implementar o protótipo de um ADBG. A implementação e uso deste protótipo demonstrou concretamente a viabilidade e aplicabilidade das propostas desta tese. Já para demonstrar a referida diferença de complexidade, os componentes XML do framework proposto foram comparados com os componentes XML dos demais ADBGs. A comparação revelou que os componentes XML das demais abordagens têm entidades adicionais que não estão presentes nos componentes propostos. Este conjunto adicional de entidades comprovou a maior complexidade dos componentes XML utilizados nos demais ADBGs. Adicionalmente, a referida comparação demonstrou que mesmo sendo mais simples os componentes propostos mantêm as mesmas funcionalidades que os componentes atualmente utilizados. / Development Environments Based on Grammar (DEBGs) often rely on rigorous syntax and semantics, which provide powerful tools to fully specify visual interactive systems and its properties. Such environments provide to visual interactive system developers a set of editors to aid the grammar specification. From these grammars specifications the DEBGs can generate the specified visual interactive systems. Such environments can use components from several technological spaces. However this thesis is focused on the application of eXtended Markup language (XML) components in DEBGs. XML components provide many solutions in terms of interoperability and data storing. Despite of its widely application, the complexity of XML components is the cause of problems such as low processing performance and inviability of many implementations. Aiming to decrease such complexity, we propose a set of simplified XML components. The set of proposed XML components and its relationships compose a framework that can be used to develop DEBGs. After the framework specification, the framework was used to implement a DEBG prototype. Such prototype shows the viability and applicability our proposals. We demonstrate the referred complexity difference comparing the XML components proposed in this thesis with the XML components applied in others DEBGs. Basically, the XML component of others DEBGs has all entities of correspondent component proposed in this thesis more a set of extra entities. This set of extra entities demonstrates the greater complexity of other approaches. Additionally, the referred comparison demonstrates that despite of its simplifications, the proposed components have the same functionalities than the current components.

Ambientes de Desenvolvimento Baseados em Gramática (ADBG) utilizam uma rigorosa semântica e sintaxe para prover poderosas ferramentas que são capazes de especificar com precisão as propriedades de um sistema visual interativo. Por intermédio destas ferramentas, os ADBGs auxiliam a edição de gramáticas e a partir destas gramáticas geram o sistema visual interativo especificado. Estes ambientes utilizam componentes dos mais diferentes espaços tecnológicos e esta tese em particular está focalizada no estudo da utilização de componentes da eXtended Markup language (XML) em ADBGs. Componentes XML oferecem inúmeras soluções que visam a interoperabilidade e armazenamento de dados. Porém, apesar de amplamente difundidos a complexidade destes componentes causa uma série de problemas que vão desde o baixo desempenho de processamentos até a inviabilização da implementação de operações mais elaboradas. Com o objetivo de diminuir esta complexidade, a presente tese propõe um conjunto simplificado de componentes XML. O conjunto dos componentes XML propostos e seus relacionamentos formam um framework que pode ser utilizado para se construir ADBGs. Após a definição do framework, o mesmo foi utilizado para se implementar o protótipo de um ADBG. A implementação e uso deste protótipo demonstrou concretamente a viabilidade e aplicabilidade das propostas desta tese. Já para demonstrar a referida diferença de complexidade, os componentes XML do framework proposto foram comparados com os componentes XML dos demais ADBGs. A comparação revelou que os componentes XML das demais abordagens têm entidades adicionais que não estão presentes nos componentes propostos. Este conjunto adicional de entidades comprovou a maior complexidade dos componentes XML utilizados nos demais ADBGs. Adicionalmente, a referida comparação demonstrou que mesmo sendo mais simples os componentes propostos mantêm as mesmas funcionalidades que os componentes atualmente utilizados. / Development Environments Based on Grammar (DEBGs) often rely on rigorous syntax and semantics, which provide powerful tools to fully specify visual interactive systems and its properties. Such environments provide to visual interactive system developers a set of editors to aid the grammar specification. From these grammars specifications the DEBGs can generate the specified visual interactive systems. Such environments can use components from several technological spaces. However this thesis is focused on the application of eXtended Markup language (XML) components in DEBGs. XML components provide many solutions in terms of interoperability and data storing. Despite of its widely application, the complexity of XML components is the cause of problems such as low processing performance and inviability of many implementations. Aiming to decrease such complexity, we propose a set of simplified XML components. The set of proposed XML components and its relationships compose a framework that can be used to develop DEBGs. After the framework specification, the framework was used to implement a DEBG prototype. Such prototype shows the viability and applicability our proposals. We demonstrate the referred complexity difference comparing the XML components proposed in this thesis with the XML components applied in others DEBGs. Basically, the XML component of others DEBGs has all entities of correspondent component proposed in this thesis more a set of extra entities. This set of extra entities demonstrates the greater complexity of other approaches. Additionally, the referred comparison demonstrates that despite of its simplifications, the proposed components have the same functionalities than the current components.

O objetivo principal desta dissertação explora alguns aspectos relacionados ao desenvolvimento colaborativo de sistemas de informação na Internet. E apresentado o Editor Diagramático na Internet (EDI), que suporta a especificação colaborativa de aplicações. Este editor utiliza tecnologia e funcionalidade dos hiperdocumentos, oferecendo características como: compartilhamento de informações, colaboração entre vários autores e varias visões dos dados conceituais armazenados. EDI foi implementado utilizando a linguagem de programação Java e projetada de forma genérica para permitir a criação de editores de diferentes notações diagramáticas. Este trabalho propõe a utilização de anotações em documentos de desenvolvimento de sistemas de informação na Internet. Estas anotações auxiliam no desenvolvimento colaborativo de sistemas, tornando o processo mais colaborativo e com um produto resultante de qualidade superior. As anotações estão baseadas em dois tipos de usuários: o usuário proprietário, responsável pela criação do documento, e o usuário colaborador, que inclui anotações nos documentos. Anotações (identificadas por uma especifica cor) podem ser de inclusão, alteração, remoção de conceitos (visões) ou registro de comentários. / The main goal of this work is to explore some issues related to collaborative development of information systems on the Internet. A Diagrammatic Editor on the Internet (EDI) that supports collaborative specification of applications is described. This editor uses hyperdocument technology and funcionalities, offering features such as information sharing, collaboration between several authors, multiple views of the stored conceptual data, among others. EDI was implemented using the Java language, and designed with the purpose of being generic to enable the easy creation of specific editors for different diagrammatic notations. The use of annotations for the joint development of information systems on the Internet is proposed. With these annotations the development process becomes more collaborative and the quality of the final product may increase. Annotations are based on two types of users: the owner, who is an author responsible for the creation of a document, and the collaborator, who makes annotations on those documents. Annotations (identified by one specific colour) can be of inclusion, change and removal of concepts (views), or recording of comments.

Neste trabalho serão discutidas novas ferramentas para a construção de um espectrômetro de Ressonância Magnética (RM) totalmente digital. A motivação parte das dificuldades encontradas pelos pesquisadores no momento de programar um equipamento de RM, incluindo a falta de ferramentas para desenvolvimento de metodologias, as quais não são oferecidas pelos softwares atuais. Em particular tratamos do desenvolvimento de uma biblioteca, a PyMR (Python Magnetic Resonance), de uma API (Application Program Interface) e de um IDE (Integrated Development Environment). Nesta estrutura, a biblioteca PyMR é o front-end para programação e setup dos equipamentos de RM enquanto a API constitui o back-end. O IDE, por sua vez, é uma ferramenta de auxílio especializado para criação e gerenciamento das metodologias e protocolos de RM de forma funcional e amigável. O desenvolvimento baseado no estado-da-arte das tecnologias de Computação e Ressonância Magnética garante a qualidade, robustez, adaptabilidade e ainda assim, a simplicidade para uso dos menos experientes. Para a validação do sistema, além de métricas de software, foi montada uma sequência de pulsos conhecida como CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) executada no espectrômetro local sobre uma amostra de CuSO4 em solução, o qual mostrou valores de T2 compatíveis com os valores esperados. Os resultados do novo sistema mostram sua capacidade de atender as principais exigências dos usuários e desenvolvedores de metodologias de RM, oferecendo um amplo conjunto de ferramentas. Em suma, este projeto provê a estrutura básica e funcional de uma nova forma de se programar e utilizar equipamentos de RM, gerando um poderoso instrumento para a pesquisa na área. / In this study we discuss new tools for the building of a fully digital Magnetic Resonance (MR) spectrometer. The research was motivated by several difficulties experienced by researchers in programming MR machines, which include the lack of tools for the development of methodologies that are not currently offered by companies. In particular, we treat the development of a library, PyMR (Python Magnetic Resonance), an API (Application Program Interface) and an IDE (Integrated Development Environment). In this structure, the PyMR library acts as a front-end for MR equipment programming and setup while the API is a back-end. Finally, the IDE is a user-friendly tool that helps the developer to create and manage methodologies and protocols. The state-of-the-art of Computer Sciences and Magnetic Resonance technologies adopted here has ensured the quality, robustness and adaptability keeping simplicity for non-experienced users. For the validation of the system, besides software metrics, a pulse sequence known as CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) was assembled and performed on an onsite spectrometer, using a solution of CuSO4 as a sample, which exhibited compatible T2 values. The results show that the system can meet the main requirements of both users and developers and offer a large set of tools. This project provides a basic and functional structure of a new way to program and use the MR equipment and a powerful tool for researchers in this area.