[pt] A forma como a Computação é realizada está mudando devido à grande capacidade de processamento, armazenamento e comunicação que equipamentos computacionais apresentam atualmente. Cenários de compartilhamento de recursos, onde um único servidor físico é compartilhado entre diferentes aplicações, muitas vezes hospedadas em diversos domínios virtuais, têm se tornado comuns, mas demandam esforços para que o isolamento de desempenho de cada aplicação seja garantido como se ela fosse a única a ser localmente executada. Baseado nesse fato, o objetivo deste trabalho consiste em investigar técnicas para a provisão de reservas de recursos, garantindo, consequentemente, qualidade de serviço (QoS) e isolamento de desempenho às aplicações. A fim de atender ambientes onde o uso de extensões de sistemas operacionais ou o uso de virtualização são indevidos ou inapropriados, a investigação contempla o estudo da viabilidade e efetividade de reservas realizadas no nível do usuário, ou seja, sem que instrumentações no núcleo do sistema operacional sejam necessárias. Para isso, implementamos uma ferramenta capaz de limitar e garantir o uso dos recursos de processamento e disco, utilizando somente primitivas providas pelo Sistema Operacional Linux. Entre outras funcionalidades, essa ferramenta apresenta facilidades para a extensão das políticas de escalonamento, o que atribui a ela flexibilidade na forma como os recursos são compartilhados entre os processos. Com a análise de uso da ferramenta, foi possível identificar as vantagens e limitações das técnicas de gerenciamento utilizadas. Como um estudo de caso da ferramenta implementada, parametrizamos reservas para uma aplicação de três camadas com metas de desempenho e verificamos que, mesmo para aplicações complexas, métodos simples tais como a regressão linear são capazes de predizer o uso de recursos com uma baixa margem de erro. / [en] The way computing is done today is changing as a result of the everincreasing processing, storage, and communication capacities of modern computer hardware. Resource sharing scenarios, in which a physical server is shared for different applications, are becoming much more common. These scenarios require special attention to guarantee that the performance isolation of each application is carried out exactly as if it were being locally executed. Based on this situation, the present work aims at investigating techniques for providing resource reservations and thus guaranteeing quality of service (QoS) and performance isolation for applications. Considering environments in which the use of operating system extensions or the use of virtualization are unreasonable or inappropriate, this work investigates the viability and effectiveness of reservations done at user level, that is, reservations guaranteed with no operating system kernel instrumentation. For this purpose, we have implemented a tool that limits and ensures the proper usage of processing and disk bandwidth resources through the exclusive use of Linux Operating System primitives, which, among other functions, permits easy scheduling policy extensions. This feature enables flexibility in how resources are shared among distinct processes. Through tool usage analysis, we have identified the advantages and limitations of the techniques used. For a case study, aiming to achieve some specific performance goals, we have established parameter reservations for a three-tier application. We were able to verify that, even for complex applications, simple methodologies like linear regressions are capable of predicting resource usage with a low margin of error.

[pt] A evolução das técnicas de codificação de mídias contínuas vem tornando cada vez mais difundido o uso de aplicações multimídia distribuídas. Esse tipo de aplicação possui requisitos de desempenho que devem ser atendidos de modo fima- fim, funcionalidade somente alcançada se mecanismos de provisão de qualidade de serviço (QoS) forem aplicados a todos os subsistemas participantes do serviço. Esses mecanismos buscam proporcionar algum controle no compartilhamento dos recursos distribuídos, mas a heterogeneidade de recursos e plataformas torna tal gerenciamento uma tarefa muito complexa. A uniformização do acesso aos recursos representa um ponto-chave na solução do problema, ao oferecer abstrações independentes de plataforma e que possam representar não somente um recurso qualquer, mas também a distribuição deles. Deve- se considerar, ainda, a evolução contínua das aplicações, que gera demanda por mecanismos adaptáveis, e a participação de múltiplos atores, que gera demanda por ambientes cooperativos de configuração e manutenção de recursos. O presente trabalho propõe uma técnica de gerenciamento de recursos com suporte a QoS fim-a-fim denominada MDRM (gerenciamento de recursos dirigido por modelos), inspirada nos processos e conceitos de MDSD (desenvolvimento de software dirigido por modelos). Particularmente, MDRM inclui a especificação de um meta modelo próprio, denominado Árvores de Recursos Virtuais (VRT), responsável por oferecer as abstrações necessárias para o preenchimento dos requisitos de uniformização, interoperabilidade, adaptabilidade e cooperação na construção de modelos de gerenciamento de recursos. Os modelos de gerenciamento de recursos são instâncias do meta modelo especificados por meio de uma linguagem de domínio específico (DSL), chamada Pan. Pan é capaz de expressar o formalismo de VRT em código independente de plataforma, oferecendo uma notação de fácil assimilação pelos atores possivelmente presentes em ambientes distribuídos em geral. MDRM prevê, ainda, o projeto de ambientes de modelagem compostos por ferramentas que auxiliam os processos de validação, transformação e implantação de modelos de gerenciamento de recursos. Os construtos da linguagem Pan permitem que as mesmas ferramentas sejam também usadas na manutenção de modelos já instanciados, de forma que ações de adaptação possam ser prontamente refletidas nas plataformas envolvidas. Um framework para suporte a MDRM em sistemas operacionais de propósito geral também é apresentado, no intuito de exemplificar como os conceitos do meta modelo VRT devem ser espelhados internamente às plataformas-alvo. / [en] The evolution of codification techniques for continuous media is making distributed multimedia applications even more popular. This kind of application has performance requirements that must be met in an end-to-end fashion, which can be achieved only if quality-of-service (QoS) provisioning mechanisms are applied on each participant subsystem. These mechanisms try to provide some control on distributed resource sharing, but the heterogeneity of resources and platforms turns management into a very complex task. Uniformization of resource access plays a key role to solve the problem, as it provides platform-independent abstractions that can represent not only a given resource, but also the distribution of them. It is also important to consider the continuous evolution of applications, which creates a demand for adaptable mechanisms, and the participation of multiple actors, which creates a demand for cooperative environments for resource configuration and maintenance. This work proposes a technique for resource management with end-to-end QoS support called MDRM (model-driven resource management), inspired on MDSD´s (model-driven software development) concepts and processes. Particularly, MDRM includes the specification of its own meta model, called Virtual Resource Trees (VRT), which provides the abstractions needed to address uniformization, interoperability, adaptability and cooperation requirements on building resource management models. Resource management models are instances of the meta model specified using a domain-specific language (DSL) called Pan. Pan is able to express the formalism of VRT as platform-independent code, providing an easy to learn notation for any actors possibly present on general distributed environments. MDRM also considers the design of modeling environments composed of tools that help on validation, transformation and deployment of resource management models. The constructs of the Pan language allow the same tools to be used for maintenance of models already instantiated, and thus adaptation actions can be promptly propagated to concerned platforms. A framework for MDRM support on general-purpose operating systems is also presented to illustrate how the concepts of the VRT meta model must be mirrored internally in target platforms.

[pt] O gerenciamento de projetos de software enfrenta diversos desafios que devem ser superados ao longo do desenvolvimento para garantir seu sucesso. Diversas ferramentas e abordagens foram propostas na literatura para auxiliar gerentes de projeto com tais questões. Assim, propõe-se utilizar duas tendências promissoras da engenharia de software pouco exploradas nesse contexto, que consiste em desenvolver uma linha de produto de sistemas de gerenciamento de projetos baseados em agentes. O uso de linhas de produto de software permite derivar sistemas customizados segundo o tamanho do projeto. Entre os benefícios do uso de agentes tem-se a reconfiguração dinâmica do sistema a partir da exploração de suas características, como raciocínio e adaptação. / [en] Software project management faces several challenges that must be overcome throughout the development to guarantee its success. Many tools and approaches have been proposed in the literature to help project managers with these issues. Thus, it is proposed to use two promising software engineering trends barely exploited in this context, which consists of the development of a software product line of project management systems based on agents. The use of software product lines allows the derivation of customized systems based on the project size. Among the benefits of using agents it is included the system dynamic reconfiguration from the exploitation of their characteristics, such as reasoning and adaptation.

[pt] Este trabalho descreve uma ferramenta de simulação esenvolvida para analisar o gerenciamento dos recursos de rádio e parâmetros de QoS (Quality of Service) dos sistemas móveis celulares. Pela natureza de um sistema real de telefonia celular, é extremamente difícil que as variáveis de saída de um simulador sejam derivadas de um conjunto real de funções. Isso se deve à grande quantidade de parâmetros que devem ser considerados no comportamento da mobilidade, nas condições de tráfego, nas características geográficas e morfológicas da região, na modelagem complexa do canal rádio propagação móvel, entre outras. Visando a desenvolver uma ferramenta de simulação próxima da realidade, adotam-se modelos de propagação, de mobilidade e de tráfego que sejam satisfatoriamente adequados ao caso real. A contribuição deste trabalho é oferecer uma ferramenta de simulação flexível, aqui adequada ao sistema norte-americano TDMA (IS-136), que possibilite ao usuário, além de analisar a capacidade do sistema,também avaliar novos algoritmos de controle de potência, novas estratégias de handoff, novos esquemas de alocação de canal e modelos de propagação. A ferramenta será validada seguindo o processo de um projeto real de telefonia celular e ao final, será aplicada a um sistema celular com sobreposição macro-células/micro-células, analisando-se algumas estratégias de handoff dedicadas a esses sistemas. / [en] This work describes a simulation tool, which was developed to analyze the radio resources and QoS (Quality of Service) parameters in mobile systems. Because of the complex characteristics of an actual cellular network, it is extremely difficult having the outputs of the simulator being derived from a real set of functions, due to the large amount of parameters that have to be considered such as the mobility behavior, the traffic conditions, the geographic and morphologic characteristics of the region, the complex modeling of mobile radio propagation channel, and so on. In order to develop a simulation tool as near as possible to the reality, models that are satisfactorily adequate to the real case have been considered. So, propagation, mobility and traffic models were adapted from the IS-136 American system. The contribution of this work is to offer a flexible simulation tool that allows the user, in addition to analyzing the capacity of the system, to evaluate new algorithms of power control, handoff strategies, channel allocation schemes and propagation models. The tool will be validated following the process of a real project of cellular telephony and at the end, it will be applied to a cellular system with overlapped macro- cells/micro-cells, and some handoff strategies dedicated to those systems will be analyzed.

[pt] Com o crescimento da utilização das redes celulares para a transmissão de dados, as operadoras de telefonia móvel estão enfrentando um aumento dramático na utilização do recurso rádio para suprir esta nova necessidade. Com isto, estão sendo obrigadas a migrarem para novas tecnologias que propiciem uma alta eficiência espectral, permitindo assim uma melhor utilização do espectro disponível. Este trabalho descreve uma ferramenta de simulação desenvolvida para analisar o gerenciamento dos recursos de rádio, além de propor um novo algoritmo de alocação de canais de dados para sistemas móveis pessoais, permitindo a transmissão de voz e dados sobre a mesma interface aérea. É sabido que é extremamente difícil levar em conta todos os parâmetros que devem ser considerados em um sistema móvel real. Procurou-se então adotar os mais conhecidos modelos de propagação, de mobilidade e de tráfego de voz e de dados disponíveis na literatura, de forma a tentar aproximar a ferramenta de simulação o máximo possível do caso real. A contribuição deste trabalho é oferecer uma ferramenta de simulação para as redes GSM/HSCSD que permita a otimização da eficiência no uso do espectro disponível para transmissão. Esta ferramenta possibilita ao usuário, além de analisar a capacidade do sistema, o controle de potência e estratégias de handover, avaliar novos algoritmos de alocação de canal para o tráfego de voz e dados em conjunto. Ao final desta dissertação serão apresentados os resultados obtidos com a utilização de um novo algoritmo de alocação de canais para o tráfego de dados, além de realizar algumas outras simulações buscando maximizar a eficiência espectral do sistema utilizando deste novo algoritmo. / [en] Due to the increasing use of cellular networks for data transmission, mobile telephone operators are facing a dramatic raise in using radio resources to supply their demand. As a result, they are being forced to migrate to new technologies that provide high spectral efficiency, allowing an optimized use of available spectrum. This work describes the development of an advanced tool to analyze the operator management of radio transmission for personal mobile systems. The model was built considering well-known propagation, mobility, voice and data traffic for transmission assumptions, in order to approximate the developed tool to the real world mobile systems. The simulation tool is suited for GSM/HSCSD networks allowing engineers to optimize the efficient use of the available spectrum. It also permits the evaluation of system capacity as well as the analysis of power control and handover strategies. Another application exploited in this work is the investigation of resource allocation algorithms. A new algorithm for resource allocation in integrated voice and data environments was proposed and its performance was evaluated using the simulation tool.