[pt] Middlewares têm sido utilizados para desenvolver aplicações distribuídas em domínios muito diferentes. Cada um desses domínios possui pré-requisitos diversos relacionados à comunicação entre as partes do ambiente distribuído. Muitas vezes, os pré-requisitos de diferentes domínios são contraditórios, fazendo com que a implementação de um middleware que os atenda em mais de um domínio de aplicação se torne muito complexa. Uma das opções para resolver esse problema é criar o middleware de forma que ele possa ser adaptado de acordo com as necessidades de cada aplicação. Neste trabalho, estudamos algumas das técnicas disponíveis para a construção de middlewares adaptáveis, indo desde mudanças simples na política de transmissão de dados entre os nós de um sistema distribuído, até adaptações mais abrangentes na implementação do sistema para permitir diferentes contextos de execução. Como estudo de caso, propomos um modelo de componentização para um middleware já existente, implementado em Lua, com a finalidade de capacitá-lo a acomodar adaptações de sua implementação de uma forma simples e estruturada. Também realizamos alguns experimentos para avaliar a aplicabilidade e eficácia do novo middleware desenvolvido. / [en] Middlewares have been used in order to develop distributed applications in a variety of domains. Each of these domains has different requirements related to the communication among parts of the distributed system. Many times the requirements of different domains are contradictory, turning the implementation of a middleware are that fulfills them in more than one the application domain in into a very complex problem. One of the options to solve this issue is to create the middleware are in a way that it can be adapted accordingly to the needs of each application. In this study we survey some of the available techniques for the construction of adaptive middleware, ranging from simple changes in the transmission of data between nodes in a distributed system to more thorough adaptations in a system in order to allow for diferent application execution contexts. As a case study we propose a component model for an existing middleware, implemented in Lua, with the goal of enabling the middleware are to accommodate adaptations in its implementation in a simple and structured manner. We also created experiments in order to evaluate the applicability and effectiveness of the middleware.

[pt] Aplicações que usam CORBA como plataforma de comunicação geralmente possuem restrições ao serem executadas em ambientes compostos por mais de um domínio administrativo. Este fato é particularmente verdade quando as aplicações precisam atravessar firewalls/NAT. Além do mais, não existe atualmente uma solução padronizada e adotada por todos os ORBs, obrigando as aplicações que utilizam este enfatizar{middleware} a adotarem soluções proprietárias que muitas vezes não são adequadas ao ambiente em que as aplicações funcionam (e.g. impossibilidade de abertura de portas no firewall). Este trabalho apresenta e avalia três soluções para a travessia de firewall/NAT por aplicações distribuídas que utilizam CORBA como camada de comunicação, cada uma explorando as vantagens de uma situação específica. Exemplos de tais situações são a possibilidade de configuração do firewall ou a possibilidade de abertura de conexões TCP para fora da rede. / [en] Applications that use CORBA as the communication layer often face some restrictions for multi-domain deployment. This is particularly true when they have to face firewall/NAT traversal. Furthermore, nowadays there is no well-accepted unique or standardized solution adopted by all ORBs, compelling applications using this type of middleware to use proprietary solutions that sometimes do not address the environment restrictions in which they are deployed (e.g. impossibility to open firewall ports). This work presents and compares three solutions for firewall/NAT traversal by CORBA-based distributed applications, each one suitable for a specific situation and exploring its advantages. Examples of such situations are the possibility of open firewall ports or the possibility of start a TCP connection to the outside network.

[pt] Aplicações científicas trabalham, tipicamente, com grandes volumes de dados que possuem uma representação complexa e própria da aplicação que os utiliza. Essas características representam um grande desafio para o compartilhamento de dados e serviços entre aplicações científicas. Este trabalho tem como objetivo principal definir uma arquitetura de serviços de software que permita um acesso flexível e eficiente a grandes volumes de dados disponibilizados por aplicações científicas. São apresentados estudos de caso para ilustrar a flexibilidade promovida pela arquitetura através de experimentos com dados cuja representação é fortemente baseada em dados reais utilizados por aplicações científicas desenvolvidas pelo Tecgraf/PUCRio. Há, ainda, uma avaliação de diferentes técnicas de codificação de dados realizada através de experimentos criados para medir o desempenho alcançado na implementação da arquitetura. / [en] Scientific applications usually handle large amount of data that have a proprietary and complex representation. This characteristics represent a great challenge for sharing data between scientific applications. The main goal of this work is to provide an architecture of software services that allows a flexible and efficient access to large amount of data served by such applications. Case estudies are presented to show the flexibility that we can achieve with this architecture. These experiments are strongly based in actual data used in scientific applications developed by Tecgraf/PUCRio. We also present an evaluation of different techniques of data encoding based on experiments conducted to measure the performance achieved by an implementation of the proposed architecture.

[pt] A programação por contratos é uma das técnicas voltadas para a melhoria da qualidade de software, sendo baseada no aumento do formalismo da especificação das interfaces. No contexto de componentes de software distribuídos, o uso de contratos envolve alguns desafios que o diferenciam do seu uso mais tradicional. O objetivo deste trabalho é a avaliaação do uso de contratos no desenvolvimento de sistemas distribuí­dos baseados em componentes de software, identificando as abordagens existentes e analisando as vantagens e desvantagens do seu uso. São também avaliadas caracterí­sticas como robustez, desempenho, flexibilidade, facilidade de uso e limitações. Como estudo de caso, foi desenvolvido um subsistema de suporte a contratos sobre um middleware CORBA implementado em Lua, servindo de base para experimentos realizados durante a pesquisa. / [en] Contract-based programming is one of the techniques used to improve the quality of software by enhancing the formalism of interface specifications. In the context of distributed software components, the use of contracts presents new challenges that make it di*erent from its traditional use. This work intends to evaluate the use of contracts in the development of component-based distributed systems, identifying the current approaches and analyzing its advantages and disadvantages. It also covers topics like robustness, performance, flexibility, ease of use and limitations. As a case study, a contract subsystem was developed over a CORBA middleware using Lua, serving as the basis for experiments in our study.

[pt] A computação em grade permite o uso de recursos computacionais distribuídos em várias redes para a execução de tarefas que requerem um alto poder computacional. Uma infra-estrutura para grades pode ser utilizada para auxiliar na execução dessas tarefas e pode coordenar o controle das atividades envolvidas na execução, como a disponibilização dos arquivos de dados para as tarefas em execução nos nós da grade. O GridFS é um sistema para o compartilhamento de arquivos em grades e ambientes distribuídos heterogêneos. Ao disponibilizar um servidor em diversas máquinas, é possível construir uma federação integrando os diversos sistemas de arquivos locais e abrindo possibilidades de armazenamento na ordem de terabytes. O sistema proposto foi modelado e desenvolvido levando em consideração diversos aspectos como escalabilidade, interoperabilidade e desempenho. O GridFS agrega algumas características dos sistemas de compartilhamento de arquivos atualmente em uso pela comunidade, isto é, o sistema oferece uma API para acesso remoto aos dados, disponibiliza a opção de cópia de arquivos entre diferentes servidores e fornece algumas funções especiais para os ambientes de computação em grade, como uma estimativa do tempo de transferência entre os diversos nós. Além de definir as características e os aspectos de implementação do sistema, esta dissertação apresenta alguns resultados experimentais para a transferência de arquivos na rede e, como forma de avaliação, discutimos a integração do GridFS ao emph {framework} CSBase, utilizado no desenvolvimento de sistemas para computação em grade. / [en] Grid computing allows the use of distributed networks resources for tasks requiring a high processing power. A Grid infra-structure may help in the execution of these tasks and is able to coordinate their related activities, possibly regarding the provision of data files for the tasks executing in the grid nodes. GridFS is a system that enables data sharing in grid and heterogeneous distributed environments. By deploying servers over several nodes, it is possible to build a federated system integrating all local file systems and leveraging possibilities for tera-scale sized data storage. The proposed system was modeled and developed considering several aspects such as scalability, interoperability and performance. GridFS combines some characteristics from diverse file management systems, that is, GridFS provides an API for remote data access, copy operations allowing file transfers between servers, and some special features for grid environments. Apart from defining system characteristics and implementation aspects, this dissertation shows some experimental results about the service scalability and performance, and, as an evaluation, discusses the integration of GridFS with CSBase, a framework used to develop systems for grid computing.

[pt] Diferentes sistemas de componentes de software, tais como CORBA, COM e JavaBeans, apresentam diferentes modelos de objetos e sistemas de tipos. Essas diferenças dificultam a integração de componentes oriundos de sistemas distintos e, conseqüentemente, são uma barreira para o reuso desses componentes. Neste trabalho, defendemos a tese de que uma linguagem interpretada com um determinado conjunto de mecanismos reflexivos, aliada à compatibilidade estrutural de tipos, oferece um mecanismo de composição adequado tanto para a conexão dinâmica de componentes, quanto para a interoperabilidade entre diferentes sistemas de componentes. Esse mecanismo de composição realiza em tempo de execução as tarefas de conexão, adaptação, implementação e verificação de tipos de componentes, e trata de uma maneira uniforme componentes de diferentes sistemas, permitindo que estes sejam conectados de uma forma transparente. O mecanismo de composição que propomos se baseia em um modelo que privilegia a flexibilidade em tempo de execução. Esse modelo de composição é composto por dois elementos principais. O primeiro elemento é um modelo de objetos que definimos com a finalidade de poder representar componentes dos diferentes sistemas tratados neste trabalho. Assim, esse modelo de objetos faz o papel de um modelo integrador, isto é, um modelo sob o qual objetos de diferentes sistemas podem ser representados e interagir de forma transparente. O segundo elemento de nosso modelo de composição é um padrão de projeto (design pattern) para a implementação de bindings entre linguagens interpretadas e sistemas de componentes. Esse padrão de projeto, chamado Dynamic Language Binding, não utiliza a técnica tradicional de stubs. Ao invés disso, ele utiliza mecanismos de reflexividade e tipagem dinâmica para implementar tanto proxies genéricos, que podem representar qualquer componente de um determinado sistema, quanto adaptadores genéricos, que permitem a implementação de componentes utilizando a própria linguagem de composição. Como instrumento de validação da nossa proposta, descrevemos uma implementação do modelo de composição denominada LuaOrb. LuaOrb utiliza a linguagem interpretada Lua como linguagem de composição dinâmica, e integra os sistemas CORBA, COM e Java. / [en] Different component systems, such as CORBA, COM, and Java, have different object models and type systems. Such differences make the interoperability between components of distinct systems more difficult, and thus are an obstacle for component reuse. In this dissertation, we argue that an interpreted language with a specific set of reflexive mechanisms, together with a type system with structural compatibility, offers a composition mechanism suitable for dynamic component connection and for interoperability between different component systems. This composition mechanism performs at runtime the tasks of verifying types, connecting, adapting and implementing components, and handles components of different systems in a uniform way, allowing them to be connected transparently. The proposed composition mechanism is based on a model that favors flexibility at runtime. This composition model is composed of two major elements. The first one is an object model, defined in order to represent components of the different systems addressed in this dissertation. Thus, this object model performs the role of a unifying model, that is, a model in which objects from different systems can interact and be represented transparently. The second element of our composition model is a design pattern to implement bindings between interpreted languages and component systems. This design pattern, named Dynamic Language Binding, does not use the traditional stubs technique. Instead of this, it uses reflection and dynamic typing to implement generic proxies, which can represent any component of a specific system, and generic adapters, which allow component implementations using the composition language itself. In order to validate our proposal, we describe the LuaOrb system, which is an implementation of our composition model. LuaOrb uses the interpreted language Lua as its dynamic composition language, and integrates the systems CORBA, COM and Java.