[pt] Sistemas publish-subscribe são definidos por seu modelo básico de comunicação. No entanto, a maior parte dos sistemas publish-subscribe existentes incorpora outros mecanismos em sua implementação. Este trabalho busca um melhor entendimento de sistemas publish- subscribe, definindo uma arquitetura onde diferentes camadas agrupam decisões e construções relacionadas. Baseado nesta arquitetura, descrevemos um sistema desenvolvido em Lua que utiliza uma tabela hash distribuída como base. O sistema se diferencia dos sistemas publish-subscribe monolíticos e tem como foco generalidade, flexibilidade e extensibilidade. / [en] Publish-subscribe systems are defined by its communication model. However, most of the existent publish-subscribe systems incorporate other mechanisms in their implementation. This work seeks a better understanding of publish-subscribe systems, defining an architecture where different layers group related decisions and constructions. Based on this architecture, we describe a system developed in Lua that uses a distributed hash table as its base. The system differs in its architecture from monolithic publish-subscribe systems and focus on generality, flexibility and extensibility.

[pt] Ambientes de Execução Gerenciada tornaram-se alvos populares para compiladores de linguagens de programação de alto nível. Eles provêem um sistema tipos de alto nível com segurança de memória garantida, assim como facilidades como coleta de lixo, acesso a serviços da plataforma subjacente (possivelmente através de uma sandbox), multithreading, e uma rica biblioteca de estruturas de dados e algorithmos, mas não possuem um modelo de desempenho claro, o que atrapalha as tentativas de otimização de qualquer linguagem que não tenha um mapeamento direto na semântica do ambiente de execução, especialmente se a linguagem é dinamicamente tipada. Nós afirmamos que é possível construir um compilador para uma linguagem dinâmica que tem como alvo um ambiente de execução gerenciada que rivaliza um compilador que tem como alvo linguagem de máquina na eficiência do código que ele gera. Essa tese apresenta um compilador com tal característica, descrevendo as otimizações necessárias para sua construção, e testes de desempenho que validam essas otimizações. Nossas otimizações não dependem de geração de código em tempo de execução, apenas em informação estaticamente disponível no código fonte. Nós usamos uma nova análise de inferência de tipos para aumentar a quantidade de informação disponível. / [en] Managed runtime environments have become popular targets for compilers of high-level programming languages. They provide a high-level type system with enforced runtime safety, as well as facilities such as garbage collection, possibility sandboxed access to services of the underlying platform, multithreadng, and a rich library of data structures and algorithms. But managed runtime environments lack a clear performance model, which hinders attempts ar optimizing the compilation of any language that does nor have a direct mapping to the runtime environments semantics. This is aggravated if the language is dynamically typed. We assert that it is possible to build a compiler for a dynamic language that targets a managed runtime environment so that it rivals a compiler that targets machine code directly in efficiency of the code it generates. This dissertation presents such a compiler, describing the optimizations that were needed to build it, and benchmarks that validate these optimizations. Our optimizations do not depend on runtime code generation, only on information that is statically available from the source program. We use a novel type inference analysis to increase the amount of information available.

[pt] Nos últimos anos, as linguagens de script ganharam muita importância em diversas áreas da computação. Uma das áreas onde essas linguagens ainda são pouco exploradas é na área de computação paralela. A computação paralela sempre foi fortemente associada a computação científica, mas recentemente ela ganhou uma nova importância com a popularização de processadores multi-core. Com esse crescimento se torna necessário o surgimento de novos paradigmas de programação paralela para facilitar o desenvolvimento e dinamizar as aplicações, e linguagens de script podem ser usadas para isso, trazendo dinamismo, simplicidade e flexibilidade às aplicações. Esta dissertação visa estudar um modelo híbrido de programação entre duas linguagens de programação, Lua e Charm plus plus. / [en] Recently, scripting languages have become very important in many fields of computer science. One area in which these languages have not been explored is paralel programming. Paralel programming has always been strongly associated with scientific usage, but recently, with the growth in popularity of multi core systems, it has gained a new field of action. With this change, the development of new programming paradigms of paralel programming become necessary in order to make development easier and applications more dynamic. Scripting languages may be used for this, bringing dynamics, flexibility and simplicity to aplications. This dissertation aims to study a hybrid programming model with two programming languages, Charm plus plus and Lua.

[pt] Linguagens dinamicamente tipadas, tais como Lua, não usam tipos estáticos em favor de simplicidade e exibilidade, porque a ausência de tipos estáticos significa que programadores não precisam se preocupar em abstrair tipos que devem ser validados por um verificador de tipos. Por outro lado, linguagens estaticamente tipadas ajudam na detecção prévia de diversos bugs e também ajudam na estruturação de programas grandes. Tais pontos geralmente são vistos como duas vantagens que levam programadores a migrar de uma linguagem dinamicamente tipada para uma linguagem estaticamente tipada, quando os pequenos scripts deles evoluem para programas complexos. Sistemas de tipos opcionais nos permitem combinar tipagem dinâmica e estática na mesma linguagem, sem afetar a semântica original da linguagem, tornando mais fácil a evolução de código tipado dinamicamente para código tipado estaticamente. Desenvolver um sistema de tipos opcional para uma linguagem dinamicamente tipada é uma tarefa desafiadora, pois ele deve ser o mais natural possível para os programadores que já estão familiarizados com essa linguagem. Neste trabalho nós apresentamos e formalizamos Typed Lua, um sistema de tipos opcional para Lua, o qual introduz novas características para tipar estaticamente alguns idiomas e características de Lua. Embora Lua compartilhe várias características com outras linguagens dinamicamente tipadas, em particular JavaScript, Lua também possui várias características não usuais, as quais não estão presentes nos sistemas de tipos dessas linguagens. Essas características incluem funções com aridade flexível, atribuições múltiplas, funções que são sobrecarregadas no número de valores de retorno e a evolução incremental de registros e objetos. Nós discutimos como Typed Lua tipa estaticamente essas características e também discutimos nossas decisões de projeto. Finalmente, apresentamos uma avaliação de resultados, a qual obtivemos ao usar Typed Lua para tipar código Lua existente. / [en] Dynamically typed languages such as Lua avoid static types in favor of simplicity and exibility, because the absence of static types means that programmers do not need to bother with abstracting types that should be validated by a type checker. In contrast, statically typed languages provide the early detection of many bugs, and a better framework for structuring large programs. These are two advantages of static typing that may lead programmers to migrate from a dynamically typed to a statically typed language, when their simple scripts evolve into complex programs. Optional type systems allow combining dynamic and static typing in the same language, without affecting its original semantics, making easier this code evolution from dynamic to static typing. Designing an optional type system for a dynamically typed language is challenging, as it should feel natural to programmers that are already familiar with this language. In this work we present and formalize the design of Typed Lua, an optional type system for Lua that introduces novel features to statically type check some Lua idioms and features. Even though Lua shares several characteristics with other dynamically typed languages such as JavaScript, Lua also has several unusual features that are not present in the type system of these languages. These features include functions with exible arity, multiple assignment, functions that are overloaded on the number of return values, and the incremental evolution of record and object types. We discuss how Typed Lua handles these features and our design decisions. Finally, we present the evaluation results that we achieved while using Typed Lua to type existing Lua code.

[pt] Redis é um banco de dados chave-valor de código livre que dá suporte à avaliação de scripts Lua, mas sua implementação utiliza apenas uma tarefa de sistema operacional. Scripts longos são desencorajados porque a avaliação do código é bloqueante, o que pode causar degradação de desempenho para os demais usuários. Através da aplicação do modelo de concorrência M:N, que combina tarefas de nível de sistema operacional com tarefas do nível de usuário, adicionamos no Redis a capacidade de execução de scripts em paralelo, permitindo que todos os núcleos do servidor sejam explorados. Com a utilização de corotinas Lua, implementamos um escalonador capaz de alocar e suspender a execução de tarefas de nível de usuário nos núcleos disponíveis sem necessidade de alteração do código dos scripts. Este modelo permitiu proteger o programador das complexidades naturais do paralelismo como sincronização no acesso a recursos compartilhados e escalonamento das tarefas. / [en] Redis is an open source key-value database that supports Lua programming language scripts, but it s implementation is single threaded. Long running scripts are discouraged because script evaluation is blocking, which may cause service levels deterioration. Applying the M:N threading model, which combines user and operating system threads, we added to Redis the ability of running scripts in parallel, leveraging all server cores.With the use of Lua coroutines, we implemented a scheduler able to allocate and suspend user-level tasks in the available cores without the need of changing scripts source code. The M:N model allowed us to protect the programmer from the natural complexities that arise from parallel programming, such as access to shared resources synchronization and scheduling of tasks into different operational system threads.