[pt] Este trabalho apresenta uma modelagem numérica termo-mecânica para investigação da influência da presença da rocha salina no acréscimo de pressão em anulares confinados (APB). O fenômeno de APB é resultado da expansão térmica do fluido de perfuração trapeado nos anulares do poço, induzida pelo aquecimento gerado pela produção de hidrocarbonetos em temperatura superior ao restante do poço. Os evaporitos são formações que possuem um comportamento mecânico viscoelástico, apresentando deformação contínua a partir de uma tensão constante, processo conhecido como fluência. Este comportamento do sal não é atualmente considerado pelos simuladores utilizados pela indústria do petróleo durante o projeto de poços, no que tange dimensionamento para esta carga de pressão proveniente do APB. O objetivo deste trabalho é alcançado pelo desenvolvimento uma metodologia de cálculo do fenômeno de APB frente a formações salinas, através de um modelo numérico construído no software ABAQUS, utilizando o método dos elementos finitos. Diversas simulações foram realizadas com configurações distintas de litologia, temperatura e fluidos de perfuração, para analisar a influência do comportamento viscoelástico da rocha salina no crescimento de pressão em anulares confinados. Após análise de resultados obtidos, se concluiu que a rocha salina pode agir como aliviador da pressão gerada pela expansão térmica do fluido de perfuração confinado nos anulares do poço. As tensões geradas pelo APB levam a deformações de fluência que aumentam o diâmetro do poço e consequentemente o volume anular, acomodando parte do acréscimo de pressão gerado. / [en] This dissertation presents a thermo-mechanical numerical modeling to investigate the influence of the presence of salt rock on annular pressure build-up (APB). The APB phenomenon is a result of thermal expansion of confined drilling fluid in the well annulus, induced by heat generated by the production of hydrocarbons at temperatures above the remainder of the well. The evaporite formations have a viscoelastic mechanical behavior, with continuous deformation at constant stress, known as creep. This salt behavior is not currently considered by simulators used by the oil industry for the design of wells, with respect to this pressure load from APB. The objective is achieved by developing a methodology for calculating the APB effect for wells with saline formations, using a numerical model built in ABAQUS software, using the finite element method. Several simulations were performed with different configurations of lithology, temperature and drilling fluids, to analyze the influence of the viscoelastic behavior of the salt rock on pressure growth in confined annuli. After analyzing the results, it was concluded that the rock salt may act as a relief for the pressure generated by thermal expansion of the confined drilling fluid in the well annulus. The stresses generated by the APB lead to creep strains that increase the well diameter and consequently the annular volume, accommodating part of the generated pressure increase.

[pt] Software orientado à recuperação é construído com a perspective que falhas de hardware e software bem como erros de operação são fatos com os quais se deve conviver, pois são problemas que não podem ser resolvidos no desenvolvimento de aplicações reais e complexas. Consequentemente, qualquer software sempre terá uma chance diferente de zero de falhar. Algumas dessas falhas podem ser causadas por defeitos que podem ser removidos ou encapsulados. Uma questão chave é aumentar a detectabilidade de erros, ou em outras palavras, aumentar a auto-consciência comportamental de um software. Nesse trabalho, apresentamos os resultados da aplicação sistemática de técnicas conhecidas (design by contract, self-checking software, componentes de software, software depurável, design for testability, mock components e padrões) com o objetivo de criar software orientado à recuperação. Através da medição de cinco aplicações reais de tempo real, analisamos os efeitos da adoção dessas técnicas. Em particular, observamos o balanceamento do esforço gasto em diferentes estágios do desenvolvimento a exploramos o conceito de redundância de raciocínio que, além de prover uma maior detectabilidade de erros e depurabilidade, também leva ao aumento da qualidade por construção. Os resultados foram encorajadores por terem sido sistematicamente melhores do que aqueles reportados pela literatura e obtidos a um custo acessível. / [en] Recovery oriented software is built with the perspective that hardware or software failures as well as operation mistakes are facts to be coped with, since they are problems that cannot be fully solved while developing real complex applications. Consequently, any software will always have a non-zero chance of failure. Some of these failures may be caused by defects that could be removed or encapsulated. A key issue is to increase the detectability of errors, in other words, increase the self-awareness of the software s behavior. In this work, we present the results of systematically applying already well known techniques (design by contract, self-checking software, software components, debuggable software, design for testability, mock components and patterns) with the intent of creating recovery oriented software. Measuring the development of five different real-time and real world applications, we analyzed the effects of the adoption of these techniques. In particular we observed the balancing of the effort spent in different development stages and explore the reduncancy of reasoning concept that, as well as providing a higher detectability and debuggability, also leads to enhancing quality-by-construction. The results were encouraging since they were systematically better than those reported in the literature and were achieved at a feasible cost.

[pt] Interfaces de programação, ou application programming interfaces (APIs) possuem um papel chave no desenvolvimento de software, uma vez que os programadores precisam lidar com diversas rotinas e serviços, desde bibliotecas de sistemas operacionais a frameworks de aplicação complexos. Para o uso efetivo de uma API, programadores devem ter uma boa compreensão do artefato de software, suas abstrações e conceitos subjacentes, desenvolvendo uma interpretação compatível com a intenção do designer. Devido à complexidade dos sistemas e ambientes de programação atuais, aprender e usar adequadamente uma API pode ser uma tarefa não trivial para muitos programadores. Tradicionalmente, estudos sobre o design de APIs foram desenvolvidos sob uma perspectiva de usabilidade. Esses estudos geraram evidências de que o projeto inadequado de uma API pode ter impacto sobre a produtividade de um programador e sobre a qualidade do software, e colaboraram para incrementar o design de APIs novas ou já existentes. Esta tese propõe uma nova abordagem para investigar e discutir design de APIs, baseada numa perspectiva de comunicação sob a orientação teórica da Engenharia Semiótica. Nessa perspectiva, uma API pode ser vista como um processo de comunicação que ocorre entre o designer e o programador, no qual o primeiro codifica uma mensagem para o segundo sobre como ele deve se comunicar com o sistema e usar as suas funcionalidades, de acordo com a visão de design. Essa abordagem provê uma caracterização do espaço de design de APIs que enfatiza os aspectos pragmáticos e cognitivos da comunicação humana mediada por este tipo de artefato de software. Através da coleta e da análise qualitativa de dados empíricos de repositórios de bugs e outras fontes, essa pesquisa contribui para uma compreensão mais ampla sobre o tema, provendo um framework epistêmico que pode ser usado no apoio à análise, discussão e avaliação do design de APIs. / [en] Application programming interfaces (APIs) have a central role in software development, as programmers have to deal with a number of routines and services that range from operating system libraries to large application frameworks. In order to effectively use APIs, programmers should have good comprehension of these software artifacts, making sense of the underlying abstractions and concepts by developing an interpretation that is compatible with the designer s intent. Due to the complexity of today s systems and programming environments, learning and using an API properly can be non-trivial task to many programmers. Traditionally, studies on API design have been developed from a usability standpoint. These studies have provided evidence that bad APIs may a effect programmer s productivity and software quality, offering valuable insights to improve the design of new and existing APIs. This thesis proposes a novel approach to investigate and discuss API design, based on a communication perspective under the theoretical guidance of Semiotic Engineering. From this perspective, an API can be viewed as a communication process that takes place between designer and programmer, in which the former encodes a message to the latter about how to communicate back with the system and use the artifact s features, according to its design vision. This approach provides an account of API design space that highlights the pragmatic and cognitive aspects of human communication mediated by this type of software artifact. By means of the collection and qualitative analysis of empirical data from bug repositories and other sources, this research work contributes to a deeper comprehension of the subject, providing an epistemic framework that intends to support the analysis, discussion and evaluation of API design.

[pt] A dissertação estuda o problema do sequenciamento de uma única máquina com tempos de preparação dependentes da sequência da produção e penalidades por antecipação e atraso. Ilustra um método com uma aplicação a um exemplo de processo de fabricação por usinagem. Dessa forma, pretende-se reunir as metodologias de resolução e os trabalhos existentes na literatura sobre o Problema do Sequenciamento e aplicar ao caso específico de um dos Processos de Fabricação mais comuns existentes na indústria. / [en] The dissertation studies the single machine scheduling problem with sequence dependent setup times, with earliness and tardiness penalties, applied to an example of Machining Process Manufacturing. Thus, it is intended to collect the methodologies of resolution and main studies in the literature about the Problem of Sequencing and apply to the specific case of one of the most common manufacturing processes existing in the industry.

[pt] Aplicações ubíquas estão inseridas em ambientes inteligentes integrados ao mundo físico e compostos de usuários com diferentes preferências, dispositivos heterogêneos e vários provedores de serviço e conteúdo. Além disso, essas aplicações são especializadas em oferecer serviços e conteúdos em qualquer lugar e momento, auxiliando os usuários em suas atividades diárias sem incomodá-los. Baseado nesse mundo idealizado, o paradigma em qualquer lugar e momento impõe alguns desafios para a comunidade de Engenharia de Software, tais como: heterogeneidade de dispositivos, ambientes distribuídos, mobilidade, satisfação de usuário, adaptação de conteúdo, sensibilidade de contexto, privacidade, personalização, transparência, invisibilidade e constante evolução das tendências tecnológicas. Visando lidar com esses novos desafios tecnológicos, é proposta uma abordagem orientada à reutilização de software para desenvolvimento incremental e sistemático de aplicações ubíquas intencionais. Foram escolhidos dois principais objetivos para conduzir a pesquisa dessa tese: (i) a construção de conjuntos de apoio, orientados à reutilização de software, com base em uma investigação detalhada de aplicações ubíquas e do paradigma de Sistemas Multi-Agentes Intencionais – ou seja, Desenvolvimento para Reutilização; e (ii) o desenvolvimento incremental e sistemático de aplicações ubíquas, dirigidas por Sistemas Multi-Agentes Intencionais, com base na abordagem orientada à reutilização de software – ou seja, Desenvolvimento com Reutilização. Algumas contribuições do nosso trabalho são: (i) uma arquitetura orientada à reutilização de software e baseada nos conjuntos de apoio – i.e. blocos de construção principalmente compostos de modelos conceituais, frameworks, padrões e bibliotecas – obtidos a partir da Engenharia de Domínio das Aplicações Ubíquas; (ii) uma Engenharia de Aplicações Ubíquas orientada à reutilização de software visando o desenvolvimento incremental e sistemático de aplicações ubíquas com base nos blocos de construção propostos; (iii) um modelo de raciocínio focado em regras condicionais de lógica nebulosa e no modelo Crença-Desejo-Intenção para melhorar a capacidade cognitiva dos agentes; (iv) um mecanismo específico, baseado em agentes intencionais, para lidar com questões de privacidade, balanceando privacidade e personalização bem como transparência e invisibilidade; (v) um catálogo que graficamente apresenta os principais requisitos não-funcionais ubíquos, as interdependências entre eles e formas de se operacionalizá-los com base na combinação de tecnologias tradicionais e emergentes; (vi) ontologias para permitir a construção dinâmica de interfaces e melhorar a comunicação e inter-operabilidade dos agentes de software; e (vii) um modelo de banco de dados dinâmico para carregar e recuperar os perfis ubíquos (ex. perfis de usuário, dispositivo, rede e contrato), melhorando o gerenciamento de dados em tempo de execução. A abordagem proposta foi avaliada desenvolvendo diferentes aplicações ubíquas (ex. aplicações ubíquas de comércio eletrônico e de clínica odontológica). / [en] Ubiquitous applications are embedded in intelligent environments integrated into the physical world and composed of users with different preferences, heterogeneous devices and several content and service providers. Moreover, they focus on offering services and contents anywhere and at any time by assisting the users in their daily activities without disturbing them. Based on this idealized world, the anywhere and at any time paradigm poses some challenges for the Software Engineering community, such as: device heterogeneity, distributed environments, mobility, user satisfaction, content adaptability, context awareness, privacy, personalization, transparency, invisibility and constant evolution of technological trends. In order to deal with these new technological challenges, we propose a Reuse-Oriented Approach for Incremental and Systematic Development of Intentional Ubiquitous Applications. We have chosen two main goals that drive our research in this thesis: (i) the construction of reuse-oriented support sets based on an extensive investigation of ubiquitous applications and the Intentional-Multi-Agent Systems paradigm – i.e. Development for Reuse; and (ii) the incremental and systematic development of Intentional-Multi-Agent-Systems-driven ubiquitous applications based on the reuse-oriented approach – i.e. Development with Reuse. Some contributions of our work are: (i) a reuse-oriented architecture centered on support sets – i.e. building blocks mainly composed of conceptual models, frameworks, patterns and libraries – obtained from the Domain Engineering of Ubiquitous Applications; (ii) a reuse-oriented Ubiquitous Application Engineering for incremental and systematic development of intentional ubiquitous applications centered on the proposed building blocks; (iii) a reasoning engine focused on fuzzy conditional rules and the Belief-Desire-Intention model to improve the agents cognitive capacity; (iv) a specific mechanism based on intentional agents to deal with privacy issues by balancing privacy and personalization as well as transparency and invisibility; (v) a catalogue that graphically presents the main ubiquitous non-functionalrequirements, their interdependencies and ways to operationalize them based on the combination of traditional and emergent technologies; (vi) ontologies to allow the dynamic construction of interfaces and to improve the communication and inter-operability of software agents; and (vii) a dynamic database model to store and retrieve the ubiquitous profiles (e.g. user, device, network and contract profiles) by improving the data management on the fly. The proposed approach was evaluated by developing different ubiquitous applications (e.g. e-commerce and dental clinic ubiquitous applications).

[pt] Um dos requisitos para a usabilidade de um sistema interativo é que os usuários adquiram o conhecimento, denominado de modelo de usabilidade, sobre como aplicar as soluções-em-potencial concebidas pelo designer às tarefas do seu domínio. A abordagem da Engenharia Semiótica apresenta uma perspectiva na qual um sistema interativo é um artefato de metacomunicação através do qual o designer envia uma mensagem que comunica o modelo de usabilidade para o usuário. Partindo desta perspectiva e baseado nos conceitos de semiótica das teorias de Charles S. Peirce e de Umberto Eco desenvolvemos modelos teóricos que descrevem o modelo de usabilidade como sendo o conteúdo da mensagem do designer, a interface de usuário como a sua expressão e o design como sendo uma atividade de produção de signos apoiada por um sistema semiótico, composto por uma linguagem de especificação e por regras que correlacionam as mensagens especificadas aos widgets dos principais padrões e ferramentas de interfaces de usuário. / [en] Interactive systems usability could be enhanced if users learn all the knowledge - the usabilty model - that capability them in applying designer`s potential solutions to domain tasks. The Semiotic Engineering approach perceives interactive systems as metacommunication artifacts that send a message from designer to users whose expression is the lower-level messages exchanged between user and system and whose content is the usability model. Starting from this perspective and based on semiotic theory concepts from Charles S. Peirce and Umberto Eco we present conceptual models to the interface as the expression and to the usability model as the content of designer`s message. We also develop a semiotic system to support user interface design. The system is composed by a specification language and rules that maps specified messagens to user interface widgets. Our emphasis here is not in aesthetics aspects of user interfaces, but in the interactive and performing nature of the interface message as it is carried throughout the computational medium. / [es] Uno de los requisitos para el uso de un sistema interactivo es que los usuarios adquieran conocimiento (denominado de modelo de usabilidad) sobre como aplicar las soluciones-en-potencial concebidas por el diseñador a las tareas de su dominio. El abordaje de la Ingeniería Semiótica presenta define un sistema interactivo como un artefacto de metacomunicación a través del cual el diseñador envía un mensaje que comunica el modelo de usabilidad para el usuario. Partiendo de esta perspectiva y considerando los conceptos de semiótica de las teorías de Charles S. Peirce y de Umberto Eco, desarrollamos modelos teóricos que describen el modelo de usabilidad como el contenido del mensaje del diseñador; la interfaz de usuario como su expresión y el diseño como una actividad de producción de signos apoyada por un sistema semiótico, compuesto por un lenguaje de especificación y por reglas que correlacionan los mensajes especificados a los widgets de los principales padrones y herramientas de interfaces de usuario.

[pt] Nesta dissertação apresenta-se um modelo para aplicação de contratos em ambientes multi-agentes abertos. A idéia principal em um sistema multiagente é que um comportamento global inteligente possa ser alcançado a partir do comportamento individual dos agentes. Neste contexto, surge a dificuldade em se garantir que agentes estão cooperando corretamente para alcançar os objetivos da organização no qual estão inseridos. O modelo proposto neste trabalho visa expandir os conceitos de contratos em componentes a sistemas multi-agentes abertos. Contratos podem ser entendidos como uma forma de negociação entre componentes, no qual se estabelecem obrigações e benefícios que devem ser respeitados por todos os participantes do contrato na execução de serviços. Porém, quando o assunto é sistemas multi-agentes, há pouca literatura disponível. Isto se deve pela dificuldade de se traduzir contratos para componentes sobre o paradigma orientado a objetos às características dos agentes. Componentes possuem métodos e interfaces bem definidas, enquanto agentes ocultam suas estruturas internas e talvez apresentem comportamentos complexos. Um framework foi desenvolvido baseado no modelo conceitual proposto. O resultado visa demonstrar a viabilidade de se aplicar contratos para componentes a ambientes multi-agentes abertos, com o objetivo de gerenciar e averiguar a cooperação entre agentes, levando em consideração seus papéis na organização e respeitando suas características individuais. / [en] In this work, we propose a model for applying contracts in open multi-agent systems. The main idea in a multi-agent system is that an intelligent global behavior can be reached from the individual behavior of the agents. In this context, it is difficulty to guarantee that the agents are correctly cooperating to reach the organization objectives in which they are inserted. The model considered in this work expands the contract concepts in components to open multi-agent system. Contracts can be understood as a negotiation form between components, which entails obligations and benefits for both parties. However, when the subject is multi-agent systems, there are a few available literatures. This is explained because contracts for components, guided on object paradigm, are hard to be translated to the characteristics of the agents. Components have methods and well defined interfaces, while agents hide their internal structures and perhaps they present complex behaviors. A framework was developed based on the conceptual model we are proposing. The result demonstrates the viability of applying contracts for components to the open multi-agents environments. The main goal is to manage and to inquire the cooperation between agents, considering the agents roles in the organization and respecting the individual agent characteristics.

[pt] O sistema Clairvoyant é um protótipo de repositório de medições de software cujo diferencial é oferecer a capacidade de evolução transparente do modelo de medição. Isso quer dizer que as alterações no modelo de medição podem ser feitas sem expor a estrutura interna do armazenamento de medições que torna possível essa evolução. A importância desse tema advém do fato das necessidades de informação que geram as medições em ambientes de engenharia de software estarem em constante mudança. Para que o sistema Clairvoyant comportasse a evolução transparente do modelo de medição, foi necessário dotálo de um meta-modelo de medições e um modelo de consultas adequados a este fim. Na dissertação são explicados esses modelos e a influência deles nos macroprocessos operacionais do repositório de medição (manutenção do modelo de medições, importação de dados, consulta aos dados e exportação de dados). / [en] The Clairvoyant system is a software measurement repository prototype which stands out for allowing transparent evolution in its measurement model. This means that changes can be made to its measurement model without revealing the underlying storage structure which makes possible this evolution. This is an important concern due to the fact that the information needs to which the measurements respond constantly evolve. The Clairvoyant system was designed based on a measurement meta-model and a measurement query model to make it possible to transparently evolve its measurement model. This work explains these models and studies their influence on the repository´s operational macro-processes (measurement model maintenance, measurement data importing, measurement data querying and measurement data exporting).

[pt] Com o crescente aumento da competitividade e a distribuição de software livre através da Internet, os fabricantes de software preocupam-se cada vez mais em produzir software de alta qualidade que de fato possa melhorar a vida das pessoas e oferecer uma experiência de uso agradável e produtiva. Para tanto, uma necessidade da indústria é que haja métodos e técnicas de avaliação desta experiência de uso. Existem ferramentas computacionais desenvolvidas para apoiar a aplicação de alguns métodos de avaliação existentes. Algumas delas são comerciais, outras foram desenvolvidas em universidades ou instituições nãogovernamentais. Há ainda as que foram desenvolvidas por órgãos governamentais. O foco deste trabalho é o método de avaliação de comunicabilidade, uma ferramenta epistêmica proposta pela Engenharia Semiótica - uma teoria semiótica da interação humano-computador. O método consiste de um procedimento sistemático para avaliar a experiência do usuário ao interagir com sistemas, enfatizando aspectos da comunicação. Apesar de ser ensinado em boa parte dos programas de graduação e pós-graduação em Informática brasileiros, o método não tem escala de utilização suficiente, para trazer novos conhecimentos para a área de pesquisa Interação Humano-Computador, nem tampouco para consolidarse como ferramenta para uso extensivo na prática profissional do mercado. Isto se deve às dificuldades existentes no ensino e aprendizado do método (Bim et al., 2007). Por isso o trabalho apresenta uma ferramenta computacional de apoio à aplicação da avaliação de comunicabilidade, especificamente projetada para facilitar o ensino e aprendizado do método. / [en] With increasing competition among software producers and free distribution of software over the Internet, there is a growing concern with developing highquality software, which can actually improve people's lives and allow for pleasant and productive use experience. To this end, one of the industry's needs is the availability of methods and techniques for evaluating use experience. Some computer tools have been developed to support the application of existing evaluation methods. Among them, some are commercial, others have been developed in universities, in non-governmental organizations, and some have even been developed by government agencies. The focus of this work is on the communicability evaluation method, an epistemic tool proposed by Semiotic Engineering, a semiotic theory of human-computer interaction. The method consists of a systematic procedure for evaluating the users' experience as they interact with systems, emphasizing the communicative aspects of the process. Although it is taught in a considerable number of graduate and undergraduate schools of Informatics in Brazil, the method is not sufficiently utilized to either generate new knowledge for human-computer interaction research, or consolidate itself as a tool for extensive professional practice. This is the consequence of difficulties in learning and teaching the method (Bim et al., 2007). Therefore, this work presents a computer tool to support the application of the communicability evaluation method, specifically designed to facilitate the teaching and learning of the method.

[pt] Na análise de séries temporais, os modelos lineares amplamente difundidos e utilizados, como regressões lineares e modelos auto-regressivos, não são capazes de capturar sua natureza muitas vezes não-linear,oferecendo resultados insatisfatórios. Séries financeiras, por exemplo, apresentam este tipo de comportamento. Ao longo dos últimos anos, houve o surgimento de muitos modelos não lineares para análise de séries temporais, tanto estatísticos como de inteligência computacional, baseados em redes neurais. Esta dissertação se propõe a analisar a performance do modelo STAR-Tree sob diversos cenários de conFiguração, parametrização e metodologias de estimação. Esta classe de modelos subdivide os dados de uma série temporal em regiões distintas que atendem critérios especificados em funções chamadas de pertinências. A cada região é atribuído um modelo linear auto-regressivo. Cada dado estimado pode estar em alguma das regiões com algum grau de pertinência determinado pelas funções fornecidas pelo modelo principal. Fatores como a proximidade das regiões, a suavidade das funções de pertinência e a falta de diversidade nos dados podem dificultar a estimação dos modelos. Para avaliar a qualidade das estimações sob os diversos cenários, foi construído um sistema capaz de gerar séries artificiais, importar séries externas, estimá-las sob a modelagem STAR-Tree, e gerar simulações de Monte Carlo que avaliam a qualidade da estimação de parâmetros e a capacidade de detecção das estruturas de árvore do modelo. Ele foi utilizado como ferramenta para realizar as análises presentes na dissertação, e permitiu que se testassem diferentes conFigurações de métodos e parametrizações com facilidade. / [en] In time series analysis, linear models that have been broadly used, such as linear regressions and auto-regressive models, are not able to capture the some times non linear nature of some data, offering poor estimation results. Financial series, for instance, show that kind of behavior. Over the last years, a great number of non linear models have been developed in order to analyze time series, some of them statistical, others based on computational intelligence techniques such as neural networks. The purpose of this dissertation is to analyze the performance of the STAR-Tree model under distinct scenarios that differ in model specification, parameterization and estimation methodologies. This class of models splits time series data into individual regions which fulfill the criteria set up by functions called pertinences. A linear model then is selected for each one of those regions. Each estimated data point can belong to one of the mentioned regions with some degree of pertinence, supplied by the above mentioned pertinence functions. Aspects like the proximity between regions, the smoothness of the pertinence functions and the lack of diversity in real data can significantly affect the estimation of models. In order to evaluate the quality of the estimations under the different proposed scenarios, a software was developed with the capabilities of generating artificial time series, importing external series, estimating them under the STAR-Tree model, and generating Monte Carlo simulations that evaluate the quality of parameter estimation and the tree structure detection capability of the model. The software was used as the single tool to generate this dissertation’s analyses, and allowed that different model specifications and methods could be tested without difficulty.