[pt] Sistemas multiagentes foram introduzidos como um novo paradigma para a conceituação, concepção e implementação de sistemas de software que estão se tornando cada vez mais complexos, abertos, distribuídos, dinâmicos, autônomos e altamente interativos. No entanto, a engenharia de software orientada a agentes não tem sido amplamente adotada, principalmente devido à falta de linguagens de modelagem que não conseguem ser expressivas e abrangentes o suficiente para representar abstrações relacionadas aos agentes de software e apoiar o refinamento dos modelos de projeto em código. A maioria das linguagens de modelagem não define como essas abstrações devem interagir em tempo de execução, mas muitas aplicações de software precisam adaptar o seu comportamento, reagir à mudanças em seus ambientes de forma dinâmica, e alinhar-se com algum tipo de comportamento individual ou coletivo de aplicações normativas (por exemplo, obrigações, proibições e permissões). Neste trabalho, foi proposta uma abordagem de metamodelo e uma arquitetura para o desenvolvimento de agentes adaptativos normativos. Acredita-se que a abordagem proposta vai avançar o estado da arte em sistemas de agentes de modo que tecnologias de software para aplicações dinâmicas, adaptáveis e baseadas em normas possam ser projetadas e implementadas. / [en] Multi-agent systems have been introduced as a new paradigm for conceptualizing, designing and implementing software systems that are becoming increasingly complex, open, distributed, dynamic, autonomous and highly interactive. However, agent-oriented software engineering has not been widely adopted, mainly due to lack of modeling languages that are expressive and comprehensive enough to represent relevant agent-related abstractions and support the refinement of design models into code. Most modeling languages do not define how these abstractions interact at runtime, but many software applications need to adapt their behavior, react to changes in their environments dynamically, and align with some form of individual or collective normative application behavior (e.g., obligations, prohibitions and permissions). In this paper, we propose a metamodel and an architecture approach to developing adaptive normative agents. We believe the proposed approach will advance the state of the art in agent systems so that software technologies for dynamic, adaptive, norm-based applications can be designed and implemented.

[pt] Ao mesmo tempo em que sistemas de processamento de fluxo de dados devem prover serviços de análise e manipulação de dados ininterruptamente (disponibilidade 24x7), eles comumente também precisam lidar com mudanças em seus ambientes de execução (e.g., alterar a topologia da rede) e nos requisitos que eles devem cumprir (e.g., adição de novas funções de processamento dos fluxos de dados). Por um lado, reconfiguração dinâmica de software (i.e., a capacidade de substituir parte do software em tempo de execução) é uma característica desejável. Por outro lado, sistemas de fluxo de dados podem sofrer com a interrupção e sobrecarga causada pela reconfiguração. Por conta da necessidade de reconfigurar (i.e., evoluir) o sistema ao mesmo tempo em que o sistema não pode ser interrompido (i.e., bloqueado), reconfiguração consistente e não bloqueante é ainda considerada um problema em aberto na literatura. Esta tese apresenta e valida uma abordagem não quiescente para reconfiguração dinâmica de software que preserva a consistência de sistemas de fluxo de dados distribuídos. A abordagem proposta permite que o sistema seja reconfigurado gradual e suavemente, sem precisar interromper o processamento do fluxo de dados ou atingir a quiescência. A avaliação indica que a abordagem proposta realiza reconfiguração distribuída consistentemente e tem um impacto desprezível sobre a diminuição na disponibilidade e no desempenho do sistema. Além disto, a implementação da abordagem proposta teve um desempenho melhor em todos os testes comparativos. / [en] While many data stream systems have to provide continuous (24x7) services with no acceptable downtime, they also have to cope with changes in their execution environments and in the requirements that they must comply (e.g., moving from on-premises architecture to a cloud system, changing the network technology, adding new functionality or modifying existing parts). On one hand, dynamic software reconfiguration (i.e., the capability of evolving on the fly) is a desirable feature. On the other hand, stream systems may suffer from the disruption and overhead caused by the reconfiguration. Due to the necessity of reconfiguring (i.e., evolving) the system whilst the system must not be disrupted (i.e., blocked), consistent and non-disruptive reconfiguration is still considered an open problem. This thesis presents and validates a non-quiescent approach for dynamic software reconfiguration that preserves the consistency of distributed data stream processing systems. Unlike many works that require the system to reach a safe state (e.g., quiescence) before performing a reconfiguration, the proposed approach enables the system to smoothly evolve (i.e., be reconfigured) in a non-disruptive way without reaching quiescence. The evaluation indicates that the proposed approach supports consistent distributed reconfiguration and has negligible impact on availability and performance. Furthermore, the implementation of the proposed approach showed better performance results in all experiments than the quiescent approach and Upstart.

[pt] A natureza de certos sistemas de software determina que estes tenham de executar de maneira ininterrupta. Por outro lado, diversos sistemas de software são constantemente sujeitos a mudanças, por questões que incluem, mas não se limitam a, infraestrutura, correções de falhas, adição de funcionalidades e mudanças na lógica de domínio. Evolução dinâmica de software consiste em alterar aplicações durante a sua execução sem interrompê-las, mantendo-as disponíveis mesmo durante a aplicação destas modificações. Sistemas distribuídos baseados em componentes permitem decompor o software em entidades claramente separadas. Nesses casos, a evolução pode ser resumida a remoção, adição e modificação de tais entidades, e se tais atividades podem ser exercidas enquanto a aplicação está em execução, tem-se evolução dinâmica de software. Através disso, neste trabalho foi criada uma abordagem em que é possível se manipular arquiteturas distribuídas desenvolvidas sobre o middleware SCS de maneira a se minimizar a interrupção de partes do sistema enquanto certas adaptações são implantadas. Aplicamos o mecanismo em um sistema distribuído já consolidado, o CAS, que consiste em uma infraestrutura de gravação extensível com suporte a captura e acesso automáticos de mídias distribuídas. / [en] The nature of some software systems determine that they run without interruption. Furthermore, many software systems are constantly subject to change for reasons that include, but are not limited to, infrastructure changes, bug fixes, addition of functionalities, and changes in the domain logic. Dynamic software evolution consists into changing application during execution without stopping them, keeping them available even when applying these modifications. Component-based distributed systems allows decomposing software into clearly separated entities. In such cases, evolution can be summarized to removal, addition and modification of such entities, and if such activities can be performed while the application is executing, dynamic adaptation is achieved. In this work, we ve investigated an approach that aims to allow manipulation of distributed software architectures developed over the SCS middleware, in order to minimize system disruption while certain adaptations are deployed. The mechanism was tested in an already consolidated distributed system, the CAS, which consists of an extensible recording infrastructure that supports automatic capture and access of distributed medias.