[pt] Algumas características básicas das redes de sensores sem fio (RSSF) dificultam as tarefas de criação e reconfiguração de aplicações. Nesse trabalho apresentamos um modelo de programação que pretende simplificar essas tarefas. O modelo se baseia no uso conjunto de funções parametrizáveis e de máquinas de estados finitos, e permite a implementação de diferentes tipos de aplicações para redes de sensores sem fio e a configuração remota dessas aplicações. Descrevemos alguns testes para avaliar o quanto esse modelo pode facilitar o desenvolvimento de novas aplicações, o quanto é fácil aplicar novas alterações sobre as aplicaçõesem execuçãos, e o impacto na quantidade de mensagens na rede por conta do uso da configuração remota. / [en] Some basic characteristics of wireless sensor networks (WSN) make application creation and reconfiguration dificult tasks. A programming model is presented to simplify these tasks. This model is based on a set of parametrized components and on a Finite State Machine, and allows the remote configuration of different applications over the same set of installed components. We describe some tests to evaluate its impact on the development process, and the ease of applying modifications to a running application. We also measure the additional impact of remote configuration on network activity.

[pt] Um grande número de aplicações requer um sistema de visualização que proporcione múltiplas visões de um ambiente virtual animado. Uma solução natural é a disposição de múltiplos dispositivos de visualização ao redor de um usuário, de forma a compor uma vista panorâmica da cena. Em um arranjo mais elaborado, vistas panorâmicas do ambiente virtual, obtidas a partir de diferentes pontos de vista, são fornecidas simultaneamente a diferentes usuários. Cada cena panorâmica apresentada ao usuário é formada pela composição das imagens geradas em cada superfície de visualização. Desta forma, é possível imaginar cada dispositivo de visualização como sendo uma janela para o ambiente virtual.O uso desta tecnologia visa realçar a percepção humana e aumentar o grau de imersão dos usuários. Isto é alcançado através do aumento quantitativo dos estímulos visuais fornecidos, decorrente do uso de múltiplas janelas. Uma abordagem tradicional para o desenvolvimento de um sistema deste tipo é baseada em sistemas especializados, que utilizam hardware dedicado, responsável pelo controle e processamento centralizado de todos os dispositivos de visualização. Este trabalho propõe uma arquitetura distribuída que proporcione maior escalabilidade, portabilidade e flexibilidade ao sistema de visualização utilizando uma rede heterogênea e estações gráficas de baixo custo. A arquitetura proposta objetiva dar suporte ao desenvolvimento de aplicações que apresentem um resultado visual consistente do ambiente virtual. Para isso, são apresentadas técnicas para garantir o sincronismo e a integridade entre as diversas estações. / [en] A great number of applications requires a visualization system that provides multiple visions of an animated virtual environment. A natural solution is the disposal of multiple devices of visualization around an user, in order to compose a panoramic sight of the scene. In a more elaborated arrangement , panoramic scenes of the virtual environment, acquired from different points of view, are provided simultaneously to different users. Each panoramic scene presented to the user is constituted by the composition of the images generated in each surface of visualization. Therefore, it is possible to imagine each device of visualization as being a window to a virtual environment. The use of this technology aims at to enhance the perception of human beings and to increase the degree of user s immersion. That is reached through the quantitative increase of the supplied visual stimulatons, decurrent of the use of multiple windows. A traditional approach for the development of this kind of system is based on specialized systems, that use the dedicated hardware, responsible for the control and processing centered of all the visualization devices. This work considers a distributed architecture that provides to greater scalability, portability and flexibility to the visualization system using an heterogeneous net and graphical stations of low cost. The architecture s proposal is to to support the development of applications that present a consistent visual result of the virtual environment. Thereunto, techniques are presented to guarantee the synchronism and the integrity between the various stations.

[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] Este trabalho apresenta uma infraestrutura para implantação remota e descentralizada de componentes de software distribuídos, multi-linguagem e multi-plataforma. Diferente de outros trabalhos, essa infraestrutura suporta a instalação local de componentes com dependências estáticas, que são geridas por um sistema de pacotes, semelhante àqueles usados em sistemas operacionais baseados em Linux. A fim de simplificar a gesão do ambiente de execução e do ciclo de vida dos componentes, essa infraestrutura oferece uma interface programática que permite o planejamento da implantação e o mapeamento físico por níveis graduais de detalhamento. Os níveis graduais de detalhamento ajudam na modularizaçãoo dos planos de implantação e permitem o mapeamento automático, semi-automático ou totalmente manual dos componentes no ambiente de execução e nas máquinas físicas. Isso garante ao desenvolvedor um maior controle sobre a distribuição dos recursos, caso necessite. O projeto dessa infraestrutura visa facilitar trabalhos futuros, como o desenvolvimento de novas estratégias automáticas da implantação e a integração com linguagens de descrição de arquitetura. / [en] This work presents an infrastructure for remote and decentralized deployment of distributed, multi-language and multi-platform component-based applications. Unlike other component deployment systems, this infrastructure supports the local installation of static dependencies, which are managed by a packaging system, similar to those used in Linux-based operating systems. In order to simplify the management of the execution environment and the component’s life-cycle, this infrastructure provides an API that allows the deployment planning and the physical mapping by incremental level of details. The incremental level of details promote the modularisation of deployment plans and allow the automatic, semi-automatic or fully manual mapping of components in the execution environment and the physical resources. This provides a better control over the distribution of resources to the developer, if needed. The design of this infrastructure aims to provide a basis for future work, as the development of new strategies for automatic deployment and the integration with architecture description languages.

[pt] Observamos que cada vez mais desenvolvedores estão adotando a arquitetura de microsserviços para o desenvolvimento de sistemas distribuídos. Usualmente nesse tipo de arquitetura há um serviço de fila de mensagens que fica responsável em fazer a comunicação assíncrona entre os microsserviços, um serviço bastante utilizado para isso é o Kafka. Nesse ambiente assíncrono, os testes de integração de um determinado serviço ficam complexos pela dificuldade de criar cenários reprodutíveis. No nosso trabalho propomos e avaliamos o uso de uma biblioteca em Go que ajuda no desenvolvimento de testes de integração para microsserviços que utilizam Docker e Kafka, garantindo a ordenação de eventos nos cenários de teste desenvolvidos. / [en] Nowadays more and more developers are adopting the microservices architecture for the development of distributed systems. Usually in this type of architecture there is a message queue service that is responsible for asynchronous communication between microservices; a service that is widely used for this is the Apache Kafka. In this asynchronous environment, integration tests for a given service become complex due to the difficulty of creating reproducible scenarios. In our work, we propose and evaluate the use of a library we developed in Go for the construction of integration tests for microservices that use Docker and Kafka, guaranteeing in the ordering of events as described in the test script.

[pt] A atual evolução dos dispositivos computacionais móveis e a crescente ubiqüidade de redes sem fio possibilitam o desenvolvimento de serviços e aplicativos para colaboração entre usuários móveis nos mais variados ambientes como em domicílios, lugares públicos, universidades, empresas, entre outros. Em uma sala de aula, acredita-se que o uso de dispositivos móveis (com capacidade de comunicação sem fio) torna o aprendizado mais interativo e estimulante. Este trabalho descreve um aplicativo distribuído, denominado iPH (Interactive Presenter for Handhelds), que possibilita o compartilhamento e a co-edição de transparências entre o instrutor e os aprendizes em sala de aula, e os componentes de middleware utilizados no desenvolvimento do mesmo. O iPH pode ser executado em diferentes tipos de dispositivos como tablet pcs, notebooks e handhelds (palmtops ou smartphones), e acessa informações de contexto computacional do dispositivo para efetuar auto-adaptações na sua funcionalidade, para entre outros, melhorar a interação com o usuário. / [en] The ongoing improvement of portable devices and the increasing ubiquity of wireless networks enable the development of services and applications for anyplace- any-time collaboration among mobile users in many different environments, such as at home, in public areas, in universities, in companies, among others. It is expected that the use of portable, wireless-enabled devices in classrooms improves the interaction and engagement in the learning process. This work describes a distributed application named iPH (Interactive Presenter for Handhelds) that supports the sharing and co-edition of presentations among an instructor and students of a classroom, as well as the middleware components used for the development of iPH. This system can be executed on a wide range of devices, such as tablets, notebooks and handhelds (palmtops or smartphones), and uses the device`s context information to adapt itself to improve, for example, the interaction with the user.

[pt] Este trabalho apresenta um novo sistema de renderização distribuída destinado ao uso em agrupamentos de PCs. É feita uma extensão à linha de produção gráfica convencional para uma linha de produção gráfica distribuída, que pelo uso de múltiplas linhas de execução permite paralelizar as operações feitas na CPU, na GPU e na rede que interliga os PCs do agrupamento. Este sistema serviu de base para a implementação e o teste de três arquiteturas para renderização distribuída: uma arquitetura com ordenação no início, uma arquitetura com ordenação no fim para renderização volumétrica e uma arquitetura híbrida que tenta combinar as vantagens da ordenação no início e da ordenação no fim. É apresentado um novo algoritmo de balanceamento de carga baseado nos tempos de renderização do quadro anterior. O algoritmo é de implementação muito simples e funciona bem tanto em aplicações com gargalo na geometria quanto em aplicações com gargalo na rasterização. Este trabalho também propõe uma estratégia de distribuição de trabalho entre os computadores de renderização do agrupamento que usa eficientemente os recursos gráficos disponíveis, melhorando assim o desempenho da renderização. Um novo algoritmo de partição paralela do modelo entre os computadores do agrupamento é proposto para a arquitetura híbrida. / [en] This work presents a new distributed rendering system destined for PC clusters. The conventional graphics pipeline is extended to a distributed pipeline that parallelizes the operations done on the CPU, the GPU and the network by using multiple threads. This system was the base for the implementation of three distributed rendering architectures: a sort-first architecture, a sort-last architecture for volume rendering, and a hybrid architecture that seeks to combine the advantages of both sort-first and sortlast architectures. A new load-balancing algorithm based on the rendering times of the previous frame is proposed. The algorithm is very simple to be implemented and works well for both geometry- and rasterization-bound models. A new strategy to assign tiles to rendering nodes is proposed which effectively uses the available graphics resources, thus improving rendering performance. A new parallel model partition algorithm is proposed for the hybrid architecture.

[pt] Com a evolução da Internet e o crescente sucesso de ambientes Web como plataformas genéricas de aplicação, expandiram-se as necessidades de integração e coordenação de componentes de software heterogêneos e autônomos. Os requisitos específicos deste contexto impulsionaram uma nova leva de trabalhos sobre mecanismos de coordenação, dentre os quais o espaço de tuplas reativo. Neste trabalho apresentamos LuaTS, um espaço de tuplas reativo com uma dinâmica de execução orientada a eventos e com suporte apenas a chamadas assíncronas. Desenvolvido em Lua, o sistema incorpora funcionalidades diferenciadas que permitem ao programador expandir a sua semântica básica e flexibilizam o processo de busca e recuperação de tuplas. Descrevemos a implementação de LuaTS e exploramos suas particularidades através de alguns exemplos, incluindo problemas clássicos de programação concorrente e distribuída. Conforme ilustramos, os benefícios do desacoplamento proporcionado pelo modelo de espaço de tuplas, aliados à dinâmica de programação orientada a eventos, simplificam a sincronização inter-processos e geram um fluxo de execução mais claro, reduzindo em muitos casos o esforço associado ao desenvolvimento de aplicações distribuídas. / [en] The widespread use of the Internet along with the rapid growth and acceptance of the Web as a general application platform impose new requirements associated with the integration and coordination of autonomous and heterogeneous software components. The specific needs of this context led to the development of new coordination mechanisms, among which the reactive tuple space. In this work we present LuaTS, a reactive, event oriented tuple space that supports only asynchronous calls. The system, developed in Lua, provides functionalities that allow programmers to extend its basic semantics and also support a more flexible tuple search and retrieval process. We describe the implementation of LuaTS and explore its features through different examples that include classic concurrent and distributed programming problems. We show that the uncoupling provided by the tuple space model, together with an event oriented programming dynamics,simplify inter- process synchronization and yield a clear execution stream, improving, in many cases, the development process of distributed applications.

[pt] Diversos modelos de componentes de software para sistemas distribuídos já foram propostos pela indústria e pela academia, tais como Fractal, CCM, COM, OpenCOM, LuaCCM, e SCS. Uma das principais vantagens comumente atribuídas à abordagem de desenvolvimento baseado em componentes de software é o melhor suporte à extensibilidade independente (independent extensibility). Entretanto, a gerencia de múltiplas versões de componentes ainda é um grande desafio, especialmente quando não é possível atualizar todos os componentes do sistema ao mesmo tempo e passa a ser necessária a coexistencia, em um mesmo sistema, de diferentes versões de um mesmo componente. Neste trabalho, procuramos identificar os pontos fundamentais para oferecer suporte a múltiplas versões de interfaces de componentes de software e propor um modelo que ofereça esse suporte. Como avaliação da proposta, iremos estender o sistema de componentes SCS para dar suporte ao modelo proposto. Com base no histórico de evolução de diferentes componentes SCS utilizados em uma aplicação real, realizaremos experimentos com a nova versão do SCS para verificar a eficácia do modelo proposto. / [en] Several software component models for distributed systems have been proposed by the industry and academy, such as Fractal, CCM, COM, OpenCOM, LuaCCM, and SCS. One of the greatest advantages of component-based development is the better support for independent extensibility. However, managing multiple versions of components is still a challenge, especially when it’s not possible to update all the system’s components at the same time. Because of that, different versions of the same component interface shall be required to coexist in the same system. In this work, we try to identify the key points to support multiple versions of component interfaces and propose a model that offers this support. To evaluate the proposed model, we will extend the SCS component system to support it. Based on the evolution historic of different SCS components used in a real application, we will conduct experiments with the new version of SCS to verify the effectiveness of the proposed model.

[pt] Programar redes de sensores sem fio (RSSF) é uma tarefa difícil. O programador tem que lidar com várias atividades simultâneas em um ambiente com recursos extremamente limitados. Neste trabalho propomos um modelo de programação para facilitar essa tarefa. O modelo que propomos combina o uso de máquinas virtuais configuráveis baseadas em componentes com uma linguagem de script reativa que pode ser analisada estaticamente para evitar conitos de memória e execução de laços infinitos. Essa abordagem permite a exibilidade de carregamento remoto de código nos nós da rede combinado com um conjunto de garantias para o programador. A escolha de um conjunto específico de componentes numa configuração de máquina virtual define o nível de abstração visto pelo script da aplicação. Para avaliar esse modelo, construímos Terra, um sistema que combina a linguagem de script Céu-T com uma máquina virtual e uma biblioteca de componentes. Nós projetamos esta biblioteca considerando as funcionalidades comumente necessárias em aplicações de RSSF - tipicamente para sensoreamento e controle. Implementamos diferentes aplicações utilizando Terra e uma linguagem orientada a eventos baseados em C. Além disso discutimos as vantagens e desvantagens dessas implementações alternativas. Finalmente, também avaliamos Terra medindo o custo adicional em uma aplicação básica e discutimos sua utilização e custo em diferentes cenários de aplicações WSNs. / [en] Programming wireless sensors networks (WSN) is a difficult task. The programmer must deal with several concurrent activities in an environment with severely limited resources. In this work we propose a programming model to facilitate this task. The model we propose combines the use of configurable component-based virtual machines with a reactive scripting language which can be statically analyzed to avoid unbounded execution and memory conicts. This approach allows the exibility of remotely uploading code on motes to be combined with a set of guarantees for the programmer. The choice of the specific set of components in a virtual machine configuration defines the abstraction level seen by the application script. To evaluate this model, we built Terra, a system combining the scripting language Céu-T with the Terra virtual machine and a library of components. We designed this library taking into account the functionalities commonly needed in WSN applications - typically for sense and control. We implemented different applications using Terra and using an event-driven language based on C and we discuss the advantages and disadvantages of the alternative implementations. Finally, we also evaluate Terra by measuring its overhead in a basic application and discussing its use and cost in different WSN scenarios.