[pt] Sistemas orientados a eventos estão se tornando cada vez mais presentes em diversos domínios de aplicação. Sistemas gráficos interativos e sistemas distribuídos são exemplos clássicos de cenários favoráveis ao emprego do paradigma de programação orientada a eventos. Atualmente, novos cenários estão surgindo, tais como os ambientes de programação para telefones celulares e, apesar dessa crescente presença em sistemas computacionais, o paradigma de orientação a eventos ainda apresenta uma série de desafios, tais como a elaboração de mecanismos eficientes para o despacho de eventos e o gerenciamento concorrente da execução desses tratadores, otimizando o uso dos recursos computacionais disponíveis. Este trabalho apresenta um modelo para o desenvolvimento de escalonadores de eventos em ambientes de programação orientados a eventos. É feito um estudo dos principais modelos de escalonamento colaborativo dos eventos, utilizando corrotinas em conjunto com outros padrões de projeto estudados. Defende-se um modelo onde o escalonador é responsável por encapsular a complexidade do gerenciamento de múltiplas linhas de execução colaborativas, procurando otimizar o uso de CPU durante chamadas de métodos bloqueantes. O uso de corrotinas permite o fácil gerenciamento dessas múltiplas linhas de execução, através da definição de mecanismos de abstração de controle, que permitem o encapsulamento do contexto de execução e a suspensão e retomada do processamento de forma transparente ao escalonador e às próprias linhas de execução. O fato de ser um modelo de concorrência colaborativa evita problemas com o controle de acessos concorrentes ao estado compartilhado pelas várias linhas de execução gerenciadas pelo escalonador. O modelo é aplicado em dois cenários distintos: uma ferramenta de programação para telefones celulares, que são inerentemente orientados a eventos de processamento assíncrono e apresentam pouco poder de processamento e fortes restrições no uso da memória disponível; e um middleware CORBA escrito em Lua, onde a comunicação entre os objetos distribuídos é toda baseada no modelo de chamada remota de métodos. / [en] Event oriented systems are becoming present on many domains of applications. Distributed systems and graphical interactive systems are classical examples of environments that adapt well to the concept of event oriented programming. There are also emerging scenarios like cellphone runtime environments. Despite the growing presence on the computational systems, some challenges still remain, like efficient method dispatch models and the management of concurrent processing of the event handlers. This work propose a model for an event scheduler using collaborative routines. We introduce a study on some mainstream scheduler models and propose a model where the scheduler holds the responsibility to encapsulate the complexity of managing multiple lines of execution, minimizing the CPU time wasted with blocking methods. The coroutine model allows the management of these multiple lines of execution using a general control abstraction, which allows seamless context switching during the multiple suspending and resuming of the routine. Also, without preemption, there is no overhead due to access control of the shared resources. The proposed is tested on two different scenarios: one programming framework designed to be run mobile phones, a fully asynchronous environment with low processing power and severe memory constraints; and a CORBA middleware written in lua, where the communication between distributed objects is based on the remote procedure call modell.

[pt] Infra-estruturas de suporte a sistemas baseados em componentes de software tipicamente incluem facilidades para instalação, execução e configuração dinâmica das dependências dos componentes de um sistema. Tais facilidades são especialmente importantes quando os componentes do sistema executam em um ambiente distribuído. Neste trabalho, investigamos alguns dos problemas que precisam ser tratados por infra-estruturas de execução de sistemas distribuídos baseados em componentes de software. Para realizar tal investigação, desenvolvemos um conjunto de servi¸cos para o middleware OpenBus, com o intuito de prover facilidades para a execução de aplicações distribuídas. Para ilustrar e avaliar o uso dos serviços desenvolvidos, apresentamos alguns exemplos onde a infra-estrutura é utilizada para executar cenários de teste de uma aplicação distribuída. / [en] Support infrastructures for component-based software systems usually include facilities for installation, execution and dynamic configuration of the system component`s dependencies. Such facilities are specially important when those system components execute in a distributed environment. In this work, we investigate some of the problems that must be handled by runtime infrastructures for distributed systems based on software components. To perform such investigation, we developed a set of services for the OpenBus middleware, aiming to provide facilities for execution of distributed applications. To illustrate and evaluate the use of the developed services, we present some examples where the infrastructure is used for executing test scenarios of a distributed application.

[pt] A computação móvel cria a necessidade de que as aplicações sejam adaptáveis de acordo com o contexto do usuário. Demandas específicas do usuário, assim como alterações no contexto computacional requerem que aplicações móveis clientes devam ser capazes de se adaptar dinamicamente para se adequar ao novo cenário de execução. Estas adaptações precisam ser apropriadas e devem manter a qualidade de serviço evitando falhas ou degradação do desempenho da aplicação. Este trabalho propõe uma extensão do middleware de componentes Kaluana, que provê um mecanismo de seleção de componentes para aplicações adaptáveis a partir de contratos de reconfiguração. Esta seleção é feita com a noção de equivalência entre suas as interfaces públicas e considera as restrições de execução dos componentes candidatos a serem usados na adaptação de acordo com o contexto computacional do dispositivo para a avaliação dos componentes candidatos a instanciação. Esta seleção visa manter a compatibilidade dos novos componentes com os componentes já implantados bem como com o contexto de execução, ou seja, o estado corrente dos recursos no dispositivo. Com a noção de equivalência entre as interfaces de especificação de componentes, a aplicação tem a possibilidade de selecionar componentes através da interface do serviço requisitado sem a necessidade de conhecer seu nome ou alguma característica específica, evitando assim que uma amarração seja criada com uma determinada implementação. / [en] Mobile computing creates the need for applications to be adaptable according to the user s context. Specific user demands as well as changes in the computational context the mobile applications require clients to be able to adapt dynamically to suit the new scenario of execution. These adjustments should be appropriate and should maintain the quality of service avoiding failures or preventing degradation of application performance. This thesis proposes an extension of Kaluana middleware which provides a mechanism for selection of components for adaptive applications based on the notion of reconfigurations contracts. This selection is done also based on the notion of equivalence between their public interfaces and should consider the execution restrictions of the candidate components to be used in the adaptation in accord to the device s execution context to be used to evaluate the candidate components to the instantiation. This selection aims to maintain the compatibility of new components with the components already used as well as the execution context, i.e. the current status of the device s resources. Due to the notion of equivalence between the interface specifications of components, the application should be able to request a component through the interface of the requested service, avoiding the need to know the component s name or any other specific feature that creates a tie with the given implementation.

[pt] O desenvolvimento baseado em componentes de um tópico que tem atrasado bastante atençco nos últimos anos. Esta técnica permite a construção de sistemas de software complexos de forma rápida e estruturada. Diversos modelos de componentes já foram propostos pela indústria e pela academia. Dentro destes, aqueles que oferecem suporte da comunicação distribuída geralmente interagem através de Chamadas Remotas de Procedimentos. Dos modelos pesquisados, apenas o CORBA Component Model possui uma especificação em andamento para o suporte da comunicação através de fluxos de dados. Esse suporte se mostra de grande relevância em sistemas que precisam lidar com dados de sensores e com transmissão de áudio e vídeo. O objetivo principal deste trabalho de apresentar uma arquitetura que permita a implementação de aplicações com suporte ao fluxo de dados no middleware Software Component System (SCS). Para tal, o modelo de componentes do SCS foi estendido para oferecer portas de fluxos de dados. Como avaliação, este trabalho apresenta alguns resultados experimentais de desempenho e escalabilidade, assim como uma aplicação que exercita as necessidades do executor de fluxos de algoritmos do CSBase, um framework utilizado no desenvolvimento de sistemas para computação em grade. / [en] Component-based software development is a topic that has attracted attention in recent years. This technique allows the construction of complex software systems in a quick and structured way. Several component models have been proposed by the industry and the academy. The majority of these component models adopt Remote Procedure Calls as their basic communication mechanism. The CORBA Component Model is the only one from the surveyed models that has a work in progress to support communication over data streams. This support proves to be of great importance in systems that must deal with data from sensors and systems that deal with audio and video transmission. The main goal of this work is to propose an architecture that enables the middleware Software Component System (SCS) to support applications that require data streaming. To this end, the SCS component model was extended to support stream ports. As evaluation, this work presents some experimental results of performance and scalability, as well as an application that exercises the needs of the CSBase s algorithm ow executor, a framework used to build systems for grid computing.

[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] Sistemas distribuídos frequentemente apresentam um comportamento em tempo de execução diferente do esperado pelo programador. A análise estática, somente, não suficiente para a compreensão do comportamento e para o diagnóstico de problemas nesses sistemas, em razão da sua natureza nao determinística, reflexo de características inerentes como concorrência, latência na comunicação e falha parcial. Sendo assim, torna-se necessário um melhor entendimento das interações entre os diferentes componentes de software que formam o sistema, para que o desenvolvedor possa ter uma melhor visão do comportamento do sistema durante sua execução. Neste trabalho, apresentamos uma ferramenta que faz a reconstrução das interações entre os componentes de uma aplicação distribuída, oferecendo uma visão das linhas de execução distribuídas e permitindo o acompanhamento das sequências de chamadas remotas e a análise das relações de causalidade. Essa ferramenta também faz a persistência do histórico dessas interações ao longo do tempo, correlacionando-as a arquitetura do sistema e aos dados de desempenho. Assim, a ferramenta proposta auxilia o desenvolvedor a melhor compreender cenários que envolvem comportamentos indevido do sistema e a restringir o escopo da análise do erro, facilitando a busca de uma solução. / [en] Distributed systems often present a runtime behavior different than what is expected by the programmer. Static analysis is not enough to understand the runtime behavior and to diagnoses errors. This difficulty is caused by the non-deterministic nature of distributed systems, because of their inherent characteristics, such as concurrency, communication latency and partial failure. Therefore, it’s necessary a better view of the interactions between the system’s software components in order to understand its runtime behavior. In this work we present a tool that rebuilds the interactions among distributed components, presents a view of distributed threads and remote call sequences, and allows the analysis of causality relationships. Our tool also stores the interactions over time and correlates them to the system architecture and to performance data. The proposed tool helps the developer to better understand scenarios involving an unexpected behavior of the system and to restrict the scope of error analysis, making easier the search for a solution.

[pt] Os avanços nas tecnologias de redes de computadores, telecomunicações, e dispositivos móveis portáteis têm gerado uma demanda por aplicações e serviços que sejam apropriados para ambientes com conectividade intermitente e mobilidade dos dispositivos. Uma questão central para a viabilização de tais aplicações em ambientes como estes são as possíveis soluções para o Gerenciamento de Mobilidade, isto é, a manutenção automática da conectividade entre componentes de um sistema em cenários nos quais os dispositivos mudam de endereço IP dinamicamente, à medida que se reconectam a diferentes domínios de rede. Partindo de uma investigação inicial das principais soluções existentes, este trabalho apresenta a implementação de uma solução na camada de aplicação baseada no protocolo SIP. Em seguida, apresenta a adaptação de um sistema publish/subscribe existente para fazer com que o mesmo utilize a solução implementada, com o objetivo de prover suporte à mobilidade e à desconexão dos produtores e consumidores de eventos, bem como para a travessia de firewalls e NATs, permitindo que o sistema publish/subscribe possa ser usado na Internet, e não somente em redes locais. O modelo publish/subscribe foi escolhido como estudo de caso, pois oferece interações assíncronas e anônimas que se adéquam muito bem aos requisitos de um cenário de mobilidade. A adaptação deste sistema partiu da investigação de alguns dos principais requisitos que um sistema pub/sub deve atender para tratar mobilidade e desconexão de dispositivos. O referido sistema foi testado para diferentes cenários, e seu desempenho foi avaliado para diferentes configurações, e comparado ao do sistema publish/subscribe convencional. / [en] Advances in computer networks, telecommunications, and portable mobile devices have increased the demand for applications and services that are suitable for environments with intermittent connectivity and mobility of devices. A central question for the viability of such applications on environments like these are the possible solutions for Mobility Management, i.e., the automatic maintenance of the connectivity between system components in scenarios where the devices change their IP addresses dynamically as they reconnect to different network domains. Starting from an initial investigation of the main solutions for Mobility Management, this dissertation presents the development of a solution on the application layer based on the SIP protocol. Then, it presents the adaptation of an existing publish/subscribe system to make it use the developed Mobility Management solution, in order to provide support for the mobility and disconnection of event producers and consumers, and also NAT and firewall traversal, enabling the system to be used on the Internet, and not only on local networks. The publish/subscribe model has been chosen as a case study for the implemented solution, because it provides asynchronous and anonymous interactions that are very well suited to the requirements of a mobility scenario. The adaptation of the publish/subscribe system started from an investigation of the main requirements a system like this should meet in order to support mobility and disconnection of devices. The referred system has been tested for different scenarios, and its performance has been evaluated for different configurations, and it has been compared to the conventional publish/subscribe system.

[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] O advento da TV Digital traz muitas vantagens, como a melhora da imagem, do som e o suporte à interatividade. Um sistema de TV Digital especifica técnicas de codificação e transmissão de conteúdos televisivos a serem transmitidos das emissoras para os dispositivos receptores dos telespectadores. Um elemento importante definido por tais sistemas é o middleware. No contexto da TV Digital, o middleware oferece uma linguagem de programação a ser usada na criação das aplicações interativas. O middleware especificado pelo Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD), denominado Ginga, é composto por dois ambientes: um declarativo, o Ginga-NCL, e outro imperativo, o Ginga-J. Apenas o uso do Ginga-NCL é obrigatório nos dispositivos portáteis. Dentre as vantagens do Ginga-NCL, ressalta-se o fato da sua linguagem, a NCL, apresentar um conjunto de características que são adequadas para a criação de conteúdo televisivo interativo. É importante, entretanto, realizar uma implementação de referência do Ginga-NCL que sirva como prova de conceito da especificação, ou seja, que mostre a sua viabilidade de uso na prática. Este trabalho apresenta a primeira implementação de referência do Ginga-NCL para dispositivos portáteis, baseada na sua implementação de referência para os terminais fixos. Entre as plataformas estudadas, a do sistema operacional Symbian foi escolhida para a realização da implementação proposta, por apresentar as maiores vantagens. Os problemas encontrados durante o desenvolvimento da implementação proposta são apresentados juntamente com as soluções dadas. Ao final, testes sistêmicos foram usados na identificação e correção de erros da implementação resultante deste trabalho. / [en] The advent of the Digital TV brings many advantages, such as image and sound improvement and interactivity support. A Digital TV system defines codification and transmission techniques for content to be transmitted from broadcasters to receiver devices belonging to viewers. An important element defined for such systems is the middleware. In the Digital TV context, the middleware provides a programming language to be used on the creation of interactive applications. The middleware specified by the Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD), known as Ginga, is composed by two environments: one declarative, the Ginga-NCL, and another imperative, the Ginga-J. Only Ginga- NCL is mandatory in portable devices. Among the advantages of Ginga-NCL, stands out the fact of its language, the NCL, has a set of characteristics that are suitable for creation of interactive television content. However, it is important to make a Ginga-NCL reference implementation that can be used as proof of concept of the specification, which shows its use viability in practice. This work presents the first Ginga-NCL reference implementation for portable devices, based upon its reference implementation for fixed terminals. Among the studied platforms, the one provided by Symbian operating system was chosen to carry out the proposed implementation, since it has the greatest benefits. The problems found during the development of the proposed implementation are presented together with the solutions given. At the end, systemic tests were used on the identification and correction of errors of the implementation resulted from this work.

[pt] Sistemas de componentes têm como característica possibilitar a construção de aplicações através da composição de artefatos de software disponíveis. Interações podem ocorrer entre diversos componentes que podem estar distribuídos em diversas máquinas. À medida que aplicações distribuídas aumentam de tamanho, as interações existentes entre os diversos nós que a compõem vão se tornando mais complexas. Assim, torna-se importante para essas aplicações a existência de uma forma de monitorar as interações entre os componentes, com o intuito de identificar falhas e gargalos de processamento e comunicação no sistema. Este trabalho apresenta uma arquitetura capaz de oferecer mecanismos extensíveis para coleta de informações do ambiente de execução desses sistemas, e das interações realizadas entre os seus componentes. São implementadas formas de publicação dessas informações obtidas e testes comparativos para quantificar como a arquitetura desenvolvida onera o desempenho da aplicação. / [en] Component-based systems are characterized by the construction of applications through the composition of available software artifacts. Interactions may occur between different components that can be distributed through several machines. As distributed applications increase in size, the interactions between the various nodes that comprise them become more complex. Therefore it is important for distributed component systems to monitor the interactions between components in order to identify failures and bottlenecks in processing and communication. This dissertation presents an architecture capable of offering extensible mechanisms for monitoring the execution environment of distributed components, and the interactions between their components. It also presents a flexible mechanism for publication of the collected information, and some comparative test to measure the performance penalty imposed by the infrastructure to the application.