[pt] Muitos experimentos científicos são elaborados como fluxos de tarefas computacionais, que podem ser implementados através do uso de linguagens de programação. Na área de bioinformática é muito comum o uso de scripts ad-hoc para construir fluxos de tarefas. Os Sistemas de Gerência de Workflow Científico (SGWC) surgiram como uma alternativa a estes scripts. Uma das funcionalidades desses sistemas que têm recebido bastante atenção pela comunidade científica é a captura automática de dados de proveniência. Estes permitem averiguar quais foram os recursos e parâmetros utilizados na geração dos resultados, dentre muitas outras informações indispensáveis para a validação e publicação de um experimento. Neste trabalho foram levantados alguns desafios na área de proveniência de dados em SGWCs, como por exemplo (i) a heterogeneidade de formas de representação dos dados nos diferentes sistemas, dificultando a compreensão e a interoperabilidade; (ii) o armazenamento de dados consumidos e produzidos e (iii) a reprodutibilidade de uma execução específica. Estes desafios motivaram a elaboração de um esquema conceitual de proveniência de dados para a representação de workflows. Foi implementada também uma extensão em um SGWC específico (BioSide) para incluir dados de proveniência e armazená-los utilizando o esquema conceitual proposto. Foram priorizados neste trabalho alguns requisitos comumente encontrados em workflows de Bioinformática. / [en] Many scientific experiments are designed as computational workflows, which can be implemented using traditional programming languages. In the Bioinformatics domain ad-hoc scripts are often used to build workflows. Scientific Workflow Management Systems (SWMS) have emerged as an alternative to those scripts. One particular SWMS feature that has received much attention by the scientific community is the automatic capture of provenance data. These allow users to track which resources and parameters were used to obtain the results, among many other required information to validate and publish an experiment. In the present work we have elicited some data provenance challenges in the SWMS context, such as (i) the heterogeneity of data representation schemes that hinders the understanding and interoperability; (ii) the storage of consumed and produced data and (iii) the reproducibility of a specific execution. These challenges have motivated the proposal of a data provenance conceptual scheme for workflow representation. We have implemented an extension of a particular SWMS system (Bioside) to include provenance data and store them using the proposed conceptual scheme. We have focused on some requirements commonly found in bioinformatics workflows.

[pt] A tecnologia de workflow é bastante utilizada para realização de processos dentro de empresas e instituições. É comum encontrar processos que possuem tarefas que devem ser realizadas em locais de difícil acesso, ou que não tenham disponibilidade de computadores desktop e Internet confiável, dificultando a realização dessas tarefas de forma automatizada. Entretanto, com o avanço das tecnologias móveis, a possibilidade de automatizar a realização de tais tipos de tarefas diretamente em campo tornou-se viável. O objetivo deste trabalho é investigar questões relacionadas a sistemas de gerência de workflows em ambientes com suporte à desconexão utilizando dispositivos móveis. / [en] Workflow technology is heavily used to support many processes within organizations. One frequently finds processes that need to be executed in places that are difficult to access or where desktop computers and reliable Internet are not available, which complicates the automated execution of these activities. However, the advance of mobile technologies made it possible to successfully automate such types of activities directly in the field. The purpose of this work is to investigate questions related to workflow management systems in environments with support for disconnected operation using mobile devices.

[pt] É apresentada uma implementação de um workflow dinâmico para uma ferramenta de gerência de projetos. O workflow criado possui regras de negócio inspiradas em duas metodologias ágeis consagradas no mercado: o Scrum e XP (extreme programming). O objetivo do trabalho é apresentar uma ferramenta de gerência de projetos incrementais flexível e adaptável às necessidades dos diferentes projetos. Também é apresentada uma avaliação experimental do uso da ferramenta ao longo do desenvolvimento deste projeto. / [en] A dynamic workflow for a management tool is presented. The workflow created has business rules based on two agile methodologies: Scrum and XP (extreme programming). The main objective of this work is to present an agile project management tool with a flexible workflow, adaptable to different projects requirements. Finally, we present an experimental evaluation of the use of the tool while developing this project.

[pt] Nesse trabalho propomos um mecanismo com detecção de falhas, replicação e gerenciamento de grupos para instrumentação de sistemas de gerenciamento de workflow com tolerância a falhas. Sistemas de gerenciamento de workfow demandam alguns recursos específicos de replicação, pois realizam operações não-determinísticas e não dependem de chamadas externas para atualização do seu estado. Como estudo de caso, utilizamos um sistema de automação de procedimentos industriais e analisamos as modificações necessárias para utilização desse sistema com o mecanismo de tolerância a falhas proposto. Também avaliamos o impacto no desempenho do sistema decorrente do uso do mecanismo proposto. / [en] In this work we propose a mechanism for failure detection, group management and service replication, providing fault tolerance for workflow management systems. Workflow management systems require specific replication features, since such systems deal with non-deterministic operations and update their s internal state without any external calls. As a case study we use an industrial automation system and analyze the needed modifications to use the proposed mechanism and evaluate the impact of the mechanism in the system s performance.

[pt] Os projetos para estudo de genomas partem de uma fase de sequenciamento onde são gerados em laboratório dados brutos, ou seja, sequências de DNA sem significado biológico. As sequências de DNA possuem códigos responsáveis pela produção de proteínas e RNAs, enquanto que as proteínas participam de todos os fenômenos biológicos, como a replicação celular, produção de energia, defesa imunológica, contração muscular, atividade neurológica e reprodução. As sequências de DNA, RNA e proteínas são chamadas nesta tese de biossequências. Porém, o grande desafio destes projetos consiste em analisar essas biossequências, e obter informações biologicamente relevantes. Durante a fase de análise, os pesquisadores usam diversas ferramentas, programas de computador, e um grande volume de informações armazenadas em fontes de dados de Biologia Molecular. O crescente volume e a distribuição das fontes de dados e a implementação de novos processos em Bioinformática facilitaram enormemente a fase de análise, porém criaram uma demanda por ferramentas e sistemas semi-automáticos para lidar com tal volume e complexidade. Neste cenário, esta tese aborda o uso de workflows para compor processos de Bioinformática, facilitando a fase de análise. Inicialmente apresenta uma ontologia modelando processos e dados comumente utilizados em Bioinformática. Esta ontologia foi derivada de um estudo cuidadoso, resumido na tese, das principais tarefas feitas pelos pesquisadores em Bioinformática. Em seguida, a tese propõe um framework para um sistema de gerência de análises em biossequências, composto por dois sub-sistemas. O primeiro é um sistema de gerência de workflows de Bioinformática, que auxilia os pesquisadores na definição, validação, otimização e execução de workflows necessários para se realizar as análises. O segundo é um sistema de gerência de dados em Bioinformática, que trata do armazenamento e da manipulação dos dados envolvidos nestas análises. O framework inclui um gerente de ontologias, armazenando ontologias para Bioinformática, nos moldes da apresentada anteriormente. Por fim, a tese descreve instanciações do framework para três tipos de ambiente de trabalho comumente encontrados e sugestivamente chamados de ambiente pessoal, ambiente de laboratório e ambiente de comunidade. Para cada um destes ambientes, a tese discute em detalhe os aspectos particulares da execução e otimização de workflows. / [en] Genome projects usually start with a sequencing phase, where experimental data, usually DNA sequences, is generated, without any biological interpretation. DNA sequences have codes which are responsible for the production of protein and RNA sequences, while protein sequences participate in all biological phenomena, such as cell replication, energy production, immunological defense, muscular contraction, neurological activity and reproduction. DNA, RNA and protein sequences are called biosequences in this thesis. The fundamental challenge researchers face lies exactly in analyzing these sequences to derive information that is biologically relevant. During the analysis phase, researchers use a variety of analysis programs and access large data sources holding Molecular Biology data. The growing number of Bioinformatics data sources and analysis programs indeed enormously facilitated the analysis phase. However, it creates a demand for systems that facilitate using such computational resources. Given this scenario, this thesis addresses the use of workflows to compose Bioinformatics analysis programs that access data sources, thereby facilitating the analysis phase. An ontology modeling the analysis program and data sources commonly used in Bioinformatics is first described. This ontology is derived from a careful study, also summarized in the thesis, of the computational resources researchers in Bioinformatics presently use. A framework for biosequence analysis management systems is next described. The system is divided into two major components. The first component is a Bioinformatics workflow management system that helps researchers define, validate, optimize and run workflows combining Bioinformatics analysis programs. The second component is a Bioinformatics data management system that helps researchers manage large volumes of Bioinformatics data. The framework includes an ontology manager that stores Bioinformatics ontologies, such as that previously described. Lastly, instantiations for the Bioinformatics workflow management system framework are described. The instantiations cover three types of working environments commonly found and suggestively called personal environment, laboratory environment and community environment. For each of these instantiations, aspects related to workflow optimization and execution are carefully discussed.

[pt] Na execução de workflows científicos distribuídos, a principal forma de passar os dados entre os nós de execução do workflow é utilizando arquivos. Quando os arquivos são grandes, uma parte considerável do tempo de execução do workflow é gasto transferindo os arquivos entre o servidor de armazenamento compartilhado e os nós de execução. Este trabalho propõe uma estratégia de transferência de arquivos diretamente entre os nós de execução, antecipando as necessidades da próxima etapa do workflow e diminuindo a sobrecarga com tráfego dos arquivos para os servidores de armazenamento. O trabalho analisa cenários em que a estratégia se mostra vantajosa e em quais não. / [en] For distributed scientific workflows the main method of sharing data between the execution nodes is through files. When those files are large, a substantial portion of the workflow s execution time is spent transferring the files between the storage server and the execution nodes. This work proposes a strategy for transfering the files directly between the execution nodes, antecipating the requirements of the next step of the workflow and lowering the overhead from transfering the files to and of the storage server. This dissertation analises scenarios in which this strategy shows to be advantajous and in which it doesn t.

[pt] A resolução de problemas distribuídos com o uso de sistemas compostos de vários agentes, agrupados em organizações, e que visam objetivos comuns vem ganhando grande atenção da comunidade científica. Este interesse evidencia-se pelo número crescente de iniciativas para a criação de métodos de desenvolvimento e plataformas de implementação de sistema multi-agentes. Algumas plataformas concentram-se no suporte a aspectos específicos destes sistemas, enquanto outras preocupam-se com a criação de uma infra-estrutura completa que permita o desenvolvimento dos agentes e suas organizações. O Web Life é uma arquitetura para a implementação de sistemas multi-agentes para a Web, que auxilia a criação dos agentes e suas organizações, oferecendo toda a infra-estrutura de comunicação, coordenação, tomada de decisões e realização de tarefas necessária a atuação dos agentes. A arquitetura procura aproveitar diversas iniciativas de padronização e de criação de ferramentas para resolução de certos aspectos do problema, agrupando-as sob um framework integrado. A arquitetura promove a evolução da Web no sentido de se tornar uma Web de conteúdos semânticos aptos ao tratamento automático por mecanismos de software - a Web Semântica. / [en] The resolution of distributed problems by applying computer systems composed by agents and organized towards a common objective is attracting the scientific community s attention. This is shown by the increasing number of initiatives for the development of methods and platforms to help constructing multiagent systems. Some platforms concentrate efforts on supporting some multi-agent systems aspects while others try to offer a complete infrastructure for the agents and organizations development. The Web Life architecture offers an implementation platform for developing Web-based multi- agent systems. The architecture is focused on the provision of a complete multi-agent infrastructure with native support for communication, coordination, decision-taking and task-oriented behavior. The incorporation of current under development standards and tools for solving specific problems in multi-agent systems is one of the main objectives of this work. These standards and tools are integrated by the Web Life framework. The architecture try to help the evolution of the Web into a Web with semantic contents that may be automatically processed - the Semantic Web.