DANTAS, Allberson Bruno de Oliveira. Uma interface de programação distribuída para aplicações em otimização combinatória. 2011. 86 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-08T17:57:51Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_abodantas.pdf: 805347 bytes, checksum: c9671608a7d738f843239856e546e201 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-13T12:23:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_abodantas.pdf: 805347 bytes, checksum: c9671608a7d738f843239856e546e201 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T12:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_abodantas.pdf: 805347 bytes, checksum: c9671608a7d738f843239856e546e201 (MD5) Previous issue date: 2011 / This work was motivated by the need of exploiting the potential of distributed paralelism in combinatorial optimization applications. propose a distributed programming interface, To achieve this goal, we in which we cherish two main requirements: e ciency and reuse. The rst stems from the need of HPC (High applications require maximum possible performance. Performance Computing) Therefore, we specify our interface as an extension of the MPI library, which is assumed to be e cient for distributed applications. The reuse requirement must make compatible two important features: asynchronism and collective operations. Asynchronism must be present at our interface, once most of combinatorial optimization applications have an asynchronous nature. Collective operations are features that should be available in the interface, so that they can be used by applications in their execution. In order reach the reuse requirement, we based this interface on the Event- and Pulse-driven Models of Distributed Computing, once they are asynchronous and allow the incorporation of collective operations. We implemented partially the interface de ned in this work. In order to validate the use of the inteface by combinatorial optimization applications, we selected two applications and implemented them using our interface. They are the Branch-and-Bound technique and the Maximum Stable Set Problem (MSSP). We also provide some experimental results. / Este trabalho foi motivado pela necessidade da exploração do potencial do paralelismo distribuído em aplicações em Otimização Combinatória. Para tanto, propomos uma interface de programação distribuída, na qual prezamos dois requisitos principais: eficiência e reuso. O primeiro advém da necessidade de aplicações de CAD exigirem máximo desempenho possível. Assim sendo, especificamos esta interface como uma extensão da biblioteca MPI, a qual é assumida como eficiente para aplicações distribuídas. O requisito reuso deve tornar compatíveis duas características importantes: assincronismo e operações coletivas. O assincronismo deve estar presente na interface, uma vez que as aplicações em Otimização Combinatória, em sua maioria, possuem uma natureza assíncrona. Operações coletivas são funcionalidades que devem estar disponíveis na interface, de modo que possam ser utilizadas por aplicações em suas execuções. Tendo em vista atender o requisito reuso, baseamos esta interface nos Modelos de Computação Distribuída Dirigidos por Eventos e por Pulsos, pois os mesmos são assíncronos e permitem a incorporação de operações coletivas. Implementamos parcialmente a inteface definida neste trabalho. Tendo em vista validar uso desta inteface por aplicações em Otimização Combinatória, selecionamos duas aplicações e as implementamos utilizando a interface. São elas a técnica Branch-and-Bound e o Problema do Conjunto Independente Máximo (CIM). Fornecemos também alguns resultados experimentais.

Orientador: Lee Luan Ling / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:24:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YakovNae_M.pdf: 7990917 bytes, checksum: 122c511d9ba839a2f1464fbe7fca09b4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Gerência de armazenamento em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) é uma questão muito crítica. Além da RSSFs conter uma vasta quantidade de armazenamento agregada, ela não pode ser usada inteiramente. Portanto, o sistema inteiro falha quando o primeiro sensor tem sua capacidade de armazenamento esgotada, deixando uma grande capacidade de armazenamento inutilizada. Sugere-se que os sensores devem-se ser capazes de detectar as capacidades de armazenamentos inutilizadas, para prolongar as suas funcionalidades. Entretanto, em RSSF de larga escala isso pode ser muito difícil uma vez que os sensores podem não ter conhecimento da existência dos outros. Neste trabalho apresenta-se duas principais contribuições: otimização da capacidade total de armazenamento para RSSF em grande escala e uma nova abordagem de roteamento - Deterministic "Random" Walk (Passeio "Aleatório" Determinístico). Apresenta-se um novo modelo de armazenamento via construção "sob demanda" de Cadeias de Armazenamento Distribuídas ( Distributed Storage Chains (DSC). Estas cadeias representam parcerias entrem os sensores que podem compartilhar suas capacidades de armazenamento. Resultando, os sensores não estão sujeitos às suas limitações de armazenamento, mas para à capacidade total de armazenamento disponível no sistema. Constrói-se estas cadeia via passeio determinístico sobre a topologia sugerida. Todavia, mostra-se que estes passeios apresentam um comportamento aleatório que é muito eficiente em termos de localização de capacidade de armazenamento disponível / Abstract: Storage management of Wireless Sensor Networks (WSN) is a very critical issue in terms of system's lifetime. While WSNs host a vast storage capacity on the aggregate, that capacity cannot be used entirely. Eventually, the entire network may fail when the first sensor has its own storage capacity depleted, leaving behind a large amount of unutilized storage capacity. We suggest that sensors should be able to detect unutilized storage capacity in order to prolong their functionality. However, for large scale WSNs this can be a difficult task, since sensors may not be aware of the existence of others. This work has two main contributions: an optimization of the overall storage capacity for large scale WSNs and a novel routing approach of deterministic "random" walk. We present a new storage model by building "on - demand" Distributed Storage Chains (DSC). These chains represent partnership between sensors that share their storage capacity. As a result, sensors are no longer subjected to their own storage limitations but to the total amount of available storage in the WSN. We construct these chains via deterministic walks over our suggested topology. However, we show that these walks resemble the behavior of random walks and are therefore highly efficient in terms of locating available storage / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-06-22T15:27:44Z No. of bitstreams: 1 Tese- Éfren Lopes de Souza.pdf: 7677745 bytes, checksum: 8fe25c4dfc5ccdc0ef44afb8837bd0e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-06-24T19:29:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese- Éfren Lopes de Souza.pdf: 7677745 bytes, checksum: 8fe25c4dfc5ccdc0ef44afb8837bd0e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-06-24T20:11:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese- Éfren Lopes de Souza.pdf: 7677745 bytes, checksum: 8fe25c4dfc5ccdc0ef44afb8837bd0e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-24T20:11:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese- Éfren Lopes de Souza.pdf: 7677745 bytes, checksum: 8fe25c4dfc5ccdc0ef44afb8837bd0e0 (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Target tracking in Wireless Sensor Networks (WSNs) is an application in which the nodes cooperate to estimate the position of one or more objects of interest. In this context, the contributions of this work are fourfold. First, a survey the state-of-the-art about target tracking algorithms, in which we identified three formulations of tracking problem, and we classified them according to their characteristics. Furthermore, we divided the target tracking process in components to make the general understanding easier. Second, we propose and evaluate the PRATIQUE algorithm for tracking animals in forests. In this case, the nodes are organized into a grid to make feasible the use of sensor nodes in this kind of area in such a way that each cell of the grid is a region that can be occupied by the target. The algorithm estimates the cell where the target is, and uses predictions and hybrid clustering to reduce the communication cost and ensure the tracking accuracy. The results of the simulations show that prediction errors are approximately one cell. The third contribution is the TATI algorithm, this algorithm guides a tracker to approach the target. The sensor network is organized into faces to make the cooperation among the nodes easier, and reduce the path between the tracker and the target. The results show that energy consumption is reduced by 15%, and the tracker stays about 10m closer to the target, compared to the baseline. The fourth contribution is a scheme for performing localization and tracking tasks simultaneously in such a way that errors of range-based localization algorithms are reduced. This algorithm takes advantage of the messages sent to track the target to filter the noise in the distance estimation, reducing localization errors while tracking. The results show that the localization errors can be reduced by up to 70%. / Rastreamento de alvos em Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) é um tipo de aplicação em que os nós cooperam para estimar a posição de um ou mais objetos de interesse. Nesse contexto, este trabalho possui quatro contribuições. A primeira contribuição é um levantamento bibliográfico do estado-da-arte, em que identificamos três diferentes formulações de rastreamento e as classificamos de acordo com suas características. Além disso, dividimos o processo de rastreamento em componentes para facilitar o entendimento geral. A segunda contribuição é a elaboração e avaliação do algoritmo PRATIQUE para rastrear animais em florestas. Nesse caso, os nós são organizados em grade para viabilizar a utilização dos nós sensores nesse tipo de área, de forma que cada célula da grade é uma região que pode ser ocupada pelo alvo. O algoritmo estima a célula em que o alvo está, e usa previsão e um esquema híbrido de agrupamento para reduzir o custo de comunicação e garantir a precisão do rastreamento. Os resultados das simulações mostram que os erros de previsão são de aproximadamente uma célula. A terceira contribuição é o algoritmo TATI, esse algoritmo guia um objeto que visa alcançar o alvo. A rede é estruturada em faces para facilitar a cooperação entre os nós e reduzir o caminho entre o objeto guiado e o alvo. Os resultados mostram que o consumo de energia é reduzido em 15% e o objeto guiado fica cerca de 10m mais próximo do alvo, se comparado com a abordagem relacionada. A quarta contribuição é um esquema para executar as tarefas de localização e rastreamento simultaneamente para reduzir os erros dos algoritmos de localização baseados em alcance. As mensagens enviadas para rastrear o alvo são aproveitadas para filtrar os ruídos presentes nas estimativas de distância, reduzindo o erro de localização enquanto o rastreamento ocorre. Os resultados mostram que os erros de localização podem ser reduzidos em até 70%.

Orientador: Luiz Eduardo Buzato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T02:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_GustavoMacielDias_D.pdf: 1911190 bytes, checksum: fa6fc7e0d376225fabc7bb406c4d5aa1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esta tese explora uma das ferramentas fundamentais para construção de sistemas distribuídos: a replicação de componentes de software. Especificamente, procuramos resolver o problema de como simplificar a construção de aplicações replicadas que combinem alto grau de disponibilidade e desempenho. Como ferramenta principal para alcançar o objetivo deste trabalho de pesquisa desenvolvemos Treplica, uma biblioteca de replicação voltada para construção de aplicações distribuídas, porém com semântica de aplicações centralizadas. Treplica apresenta ao programador uma interface simples baseada em uma especificação orientada a objetos de replicação ativa. A conclusão que defendemos nesta tese é que é possível desenvolver um suporte modular e de uso simples para replicação que exibe alto desempenho, baixa latência e que permite recuperação eficiente em caso de falhas. Acreditamos que a arquitetura de software proposta tem aplicabilidade em qualquer sistema distribuído, mas é de especial interesse para sistemas que não são distribuídos pela ausência de uma forma simples, eficiente e confiável de replicá-los / Abstract: This thesis explores one of the fundamental tools for the construction of distributed systems: the replication of software components. Specifically, we attempted to solve the problem of simplifying the construction of high-performance and high-availability replicated applications. We have developed Treplica, a replication library, as the main tool to reach this research objective. Treplica allows the construction of distributed applications that behave as centralized applications, presenting the programmer a simple interface based on an object-oriented specification for active replication. The conclusion we reach in this thesis is that it is possible to create a modular and simple to use support for replication, providing high performance, low latency and fast recovery in the presence of failures. We believe our proposed software architecture is applicable to any distributed system, but it is particularly interesting to systems that remain centralized due to the lack of a simple, efficient and reliable replication mechanism / Doutorado / Sistemas de Computação / Doutor em Ciência da Computação

Atualmente, muitas redes com características dinâmicas estão em funcionamento (por exemplo MANETs, DTNs, redes oportunistas, etc). Neste trabalho, estudamos um modelo para estas redes chamado de Grafos Evolutivos, que permite expressar a dinamicidade das conexões entre nós por meio de uma simples extensão da estrutura comum de grafos. Esta modelagem é utilizada no arcabouço proposto por Casteigts et al. para definir algoritmos distribuídos em redes dinâmicas, que utiliza grafos evolutivos para representar a topologia da rede e renomeação de rótulos para expressar a comunicação entre os nós. Utilizamos esta abordagem para estudar o problema da exclusão mútua distribuída em redes dinâmicas e diversos algoritmos propostos para ele, a fim de definir e validar suas condições necessárias e suficientes de conectividade em redes dinâmicas. Além da formalização de algoritmos, o modelo de grafos evolutivos também pode ser utilizado para analisar redes dinâmicas. Rastros de redes dinâmicas reais são amplamente utilizados na literatura para estudos de algoritmos pois estes geram resultados mais realísticos do que redes simuladas com padrões de movimento. A partir dos detalhes de cada conexão entre nós de um destes rastros, é possível construir um grafo evolutivo, do qual se pode extrair dados como jornadas ótimas entre nós, variação da conectividade no tempo, estabilidade, e periodicidade. Com as informações mencionadas, um pesquisador pode observar com maior precisão as características do rastro, o que facilita na escolha da rede mais apropriada para sua necessidade. Além disso, o conhecimento prévio de tais características de uma rede auxilia no estudo do comportamento de algoritmos executados sobre ela e provém uma validação para suposições geralmente feitas pelos pesquisadores. Para fornecer estas informações, desenvolvemos uma ferramenta Web que analisa rastros de redes dinâmicas e agrega os dados em um formato de fácil visualização. Descrevemos, neste trabalho, a implementação e a utilidade de todos os serviços da ferramenta. / Lately, several networks with dynamic properties (for instance MANETs, DTNs, opportunistic networks, etc) are functioning. In this work, we studied a model for these networks called Evolving Graphs, which allows the expression of the dynamicity of the conections between nodes through a simple extension of the common graph structure. This model is used by the framework proposed by Casteigts et al. to define distributed algorithms in dynamic networks, which uses evolving graphs to represent the network topology and graph relabelling to express the communication between nodes. Using this approach, we study the distributed mutual exclusion problem in dynamic networks and several algorithms proposed to solve it, in order to define and validate their necessary and sufficient connectivity conditions. Apart from the formalization of algorithms, the evolving graphs model can also be used to analyze dynamic networks. Dynamic network traces are widely used in the literature in order to study algorithms, as they generate better results than simulated networks with movement patterns. From the details of every connection between nodes in a trace, it is possible to build an evolving graph, from which a large amount of information can be extracted, such as optimal journeys between nodes, variation of the conectivity over time, stability and periodicity. With the aforementioned information, a researcher might observe the characteristics of a trace more precisely, which facilitates the process of choosing the most appropriate trace for his needs. Furthermore, the early knowledge of such characteristics of a network helps in the study of the behavior of the algorithms exected over it and provides a validation for the assumptions usually made by the researchers. In order to provide this information, we developed a web tool which analyzes dynamic network traces and aggregates the data in an easily readable format. In this work, we describe the implementation and usefulness of every service in the tool.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-03T18:36:29Z No. of bitstreams: 1 REIS_Vinicius-2017.pdf: 1220818 bytes, checksum: 22e195232fbe4af89ae5ed34520da9b8 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-03T18:36:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 REIS_Vinicius-2017.pdf: 1220818 bytes, checksum: 22e195232fbe4af89ae5ed34520da9b8 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-03T18:36:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 REIS_Vinicius-2017.pdf: 1220818 bytes, checksum: 22e195232fbe4af89ae5ed34520da9b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T18:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 REIS_Vinicius-2017.pdf: 1220818 bytes, checksum: 22e195232fbe4af89ae5ed34520da9b8 (MD5) Previous issue date: 2017-05-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A distributed system is a set of processes and links that is desgined to provide computing power and data persistency, even on the presence of failures. To encapsulate the abstraction of time and to determine which processes have currently failed, these distributed systems are based on unreliable failure detectors, which in its turn are used as a leader election service. Many works are dedicated to analyze the quality of service (QoS) of failure detectors, but a few of them has analyzed the QoS of a leader election algorithm. In this work, we present the NFD-L leader election algorithm, designed to work on crash-recovery distributed systems and to follow the QoS specification defined by Chen, Toueg e Aguilera (2002). We used NFD-L to elect Paxos coordinators for a replication framework and compared the observed QoS for NFD-L with the behavior of the framework native leader election algorithm that is not designed to explicitly meet any QoS requirement. / Um dos objetivos de um sistema distribuído é prover poder computacional e persistência de dados mesmo na presença de falhas de um subconjunto de enlaces e processos. Para determinar quais são os processos falhos deste sistema e abstrair o conceito de tempo, estes sistemas utilizam os serviços de um detector de falhas não confiável, encapsulado em um algoritmo de eleição de líder. Embora a literatura sobre a qualidade de serviço (QoS) oferecida por detectores de falhas seja abundante, ela é escassa quando se trata da QoS oferecida por algoritmos de eleição de líder. Neste trabalho propomos um algoritmo de eleição de líder para o modelo falha-e-recuperação denominado NFD-L, que segue as especificações de QoS originalmente apresentadas por Chen, Toueg e Aguilera (2002). Utilizamos NFD-L em uma aplicação para replicação, como mecanismo de eleição de coordenador para Paxos e apresentamos uma análise da QoS observada, comparando o seu comportamento com um algoritmo de eleição de líder que não foi projetado explicitamente para prover garantias de QoS.

DANTAS, Allberson Bruno de Oliveira. Uma Interface de Programação Distribuída para Aplicações em Otimização Combinatória. 2011. 79 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Programa de Pós-Graduaçõa em Ciência da Computação, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-05-24T16:25:19Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_abodantas.pdf: 805347 bytes, checksum: c9671608a7d738f843239856e546e201 (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-05-24T16:27:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_abodantas.pdf: 805347 bytes, checksum: c9671608a7d738f843239856e546e201 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T16:27:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_abodantas.pdf: 805347 bytes, checksum: c9671608a7d738f843239856e546e201 (MD5) Previous issue date: 2011 / This work was motivated by the need of exploiting the potential of distributed paralelism in combinatorial optimization applications. propose a distributed programming interface, To achieve this goal, we in which we cherish two main requirements: e ciency and reuse. The rst stems from the need of HPC (High applications require maximum possible performance. Performance Computing) Therefore, we specify our interface as an extension of the MPI library, which is assumed to be e cient for distributed applications. The reuse requirement must make compatible two important features: asynchronism and collective operations. Asynchronism must be present at our interface, once most of combinatorial optimization applications have an asynchronous nature. Collective operations are features that should be available in the interface, so that they can be used by applications in their execution. In order reach the reuse requirement, we based this interface on the Event- and Pulse-driven Models of Distributed Computing, once they are asynchronous and allow the incorporation of collective operations. We implemented partially the interface de ned in this work. In order to validate the use of the inteface by combinatorial optimization applications, we selected two applications and implemented them using our interface. They are the Branch-and-Bound technique and the Maximum Stable Set Problem (MSSP). We also provide some experimental results. / Este trabalho foi motivado pela necessidade da exploração do potencial do paralelismo distribuído em aplicações em Otimização Combinatória. Para tanto, propomos uma interface de programação distribuída, na qual prezamos dois requisitos principais: eficiência e reuso. O primeiro advém da necessidade de aplicações de CAD exigirem máximo desempenho possível. Assim sendo, especificamos esta interface como uma extensão da biblioteca MPI, a qual é assumida como eficiente para aplicações distribuídas. O requisito reuso deve tornar compatíveis duas características importantes: assincronismo e operações coletivas. O assincronismo deve estar presente na interface, uma vez que as aplicações em Otimização Combinatória, em sua maioria, possuem uma natureza assíncrona. Operações coletivas são funcionalidades que devem estar disponíveis na interface, de modo que possam ser utilizadas por aplicações em suas execuções. Tendo em vista atender o requisito reuso, baseamos esta interface nos Modelos de Computação Distribuída Dirigidos por Eventos e por Pulsos, pois os mesmos são assíncronos e permitem a incorporação de operações coletivas. Implementamos parcialmente a inteface definida neste trabalho. Tendo em vista validar uso desta inteface por aplicações em Otimização Combinatória, selecionamos duas aplicações e as implementamos utilizando a interface. São elas a técnica Branch-and-Bound e o Problema do Conjunto Independente Máximo (CIM). Fornecemos também alguns resultados experimentais.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:55:38Z No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:55:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:56:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-25T21:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Não recebi financiamento / Monitoring is the act of collecting information concerning the characteristics and status of resources of interest. It can be used to the management and allocation of resources, detection and correction of failures and also to the evaluation of performance parameters. To automatically accomplish the monitoring a tool is needed that has functionalities related the acquiring, processing, distributing and presenting of monitoring events. In this work we are interested in a monitoring system to give support to the experimental execution of distributed algorithms, with the objective of correlating the device status with the execution data and, this way, make possible an analysis of cluster resources used by the application. Then, it’s needed a tool with particular characteristics, such as the ability to collect data with a small time period, with low intrusiveness and making the full data available. As was not possible find in the literature a tool with the features required, we developed a new monitoring tool named MSPlus. The features of this tool were evaluated through experiments with the isolated tool and comparing it with other tool. Additionally, we apply the tool in a distribucted system to monitor a distribucted algorithm. / O monitoramento é o ato de coletar informações referentes às características e estado dos recursos de interesse. Ele pode ser utilizado para gerência e alocação de recursos, detec- ção e correção de falhas e também para avaliação de parâmetros de desempenho. Para realizar o monitoramento de modo automático é necessário a utilização de ferramentas, que tem funcionalidades referentes a captação, processamento, distribuição e apresentação dos eventos de monitoramento. Neste trabalho temos interesse em um sistema de monitoramento para dar suporte à execução experimental de algoritmos distribuídos, com o objetivo de relacionar o estado dos dispositivos com os dados da execução e, desta forma, permitir uma análise do uso de recursos do aglomerado pela aplicação. É necessário então uma ferramenta com características particulares como fazer a coleta de informações com pequeno intervalo de tempo, com baixa intrusividade e realizar o armazenamento total dos dados. Como não foi possível encontrar na literatura uma ferramenta com as características desejadas, desenvolvemos uma nova ferramenta de monitoramento chamada MSPlus. As características dessa nova ferramenta foram analisadas através de experimentos de forma isolada e em comparação a outra ferramenta. Adicionalmente, aplicamos a ferramenta em um sistema distribuído monitorando um algoritmo distribuído.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Afonso.pdf: 820074 bytes, checksum: 796ca447ff3c69734519173f92044438 (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / Wireless Sensor Networks (WSNs) can be used in environmental conservation applications and studies due to its wireless communication, sensing, and monitoring capabilities. In the Ecology context, amphibians are used as bioindicators of ecosystemic changes of a region and can early indicate environmental problems. Thus, biologists monitor the anuran (frogs and toads) population in order to establish environmental conservational strategies. Anuran were chosen because the sounds they emit allow classification by using microphones and signal processing. In this work we propose and evaluate some distributed algorithms for anuran classification based on their calls (vocalizations) in the habit using WSNs. This method is interesting because it is not intrusive and it allows remote monitoring. Our solution builds cluster of nodes whose acoustic collected measurements are correlated. The nodes of the same group are combined to generate local classification decisions. Then, these decisions are combined to generate a global decision. We use k-means algorithm for clustering nodes with correlated measurements, which groups instances by similarity. Experiments show that, in comparison with other literature algorithms, the error rate of our solution were 26 pp (percentage points) lower. / As Redes de Sensores Sem Fios (RSSFs) podem ser utilizadas em aplicações de conservação e estudo ambiental devido à sua capacidade de sensoriamento, monitoramento e comunicação sem fio. Dentro do contexto da Ecologia, os anfíbios são utilizados como bioindicadores de mudanças no ecossistema de uma região e podem precocemente indicar problemas ambientais. Desta forma, os biólogos monitoram a população de anuros (sapos e rãs) a fim de estabelecer estratégias de conservação do meio ambiente. Os anuros são escolhidos por causa sons que emitem (coaxar), que permitem a identificação dessas espécies por meio de microfones e processamento do sinal. Portanto, neste trabalho propomos e avaliamos alguns algoritmos distribuídos para classificação de anuros baseados em suas vocalizações em seu habitat usando RSSF. Este método é interessante pois não é intrusivo e permite o monitoramento remoto. Nossa solução cria grupos de nós sensores cujas medidas acústicas coletadas estão correlacionadas. Os dados dos nós de um mesmo grupo são combinados para gerar decisões de classificação locais. Essas decisões são então combinadas para formar uma decisão global. Para agrupar os nós com medidas correlacionadas, utilizamos o algoritmo k-means, que agrupa instâncias similares. Os experimentos mostram que, em comparação com outros algoritmos da literatura, a taxa de erro da nossa solução chegou ser até 26 pp (pontos percentuais) menor.

Atualmente, muitas redes com características dinâmicas estão em funcionamento (por exemplo MANETs, DTNs, redes oportunistas, etc). Neste trabalho, estudamos um modelo para estas redes chamado de Grafos Evolutivos, que permite expressar a dinamicidade das conexões entre nós por meio de uma simples extensão da estrutura comum de grafos. Esta modelagem é utilizada no arcabouço proposto por Casteigts et al. para definir algoritmos distribuídos em redes dinâmicas, que utiliza grafos evolutivos para representar a topologia da rede e renomeação de rótulos para expressar a comunicação entre os nós. Utilizamos esta abordagem para estudar o problema da exclusão mútua distribuída em redes dinâmicas e diversos algoritmos propostos para ele, a fim de definir e validar suas condições necessárias e suficientes de conectividade em redes dinâmicas. Além da formalização de algoritmos, o modelo de grafos evolutivos também pode ser utilizado para analisar redes dinâmicas. Rastros de redes dinâmicas reais são amplamente utilizados na literatura para estudos de algoritmos pois estes geram resultados mais realísticos do que redes simuladas com padrões de movimento. A partir dos detalhes de cada conexão entre nós de um destes rastros, é possível construir um grafo evolutivo, do qual se pode extrair dados como jornadas ótimas entre nós, variação da conectividade no tempo, estabilidade, e periodicidade. Com as informações mencionadas, um pesquisador pode observar com maior precisão as características do rastro, o que facilita na escolha da rede mais apropriada para sua necessidade. Além disso, o conhecimento prévio de tais características de uma rede auxilia no estudo do comportamento de algoritmos executados sobre ela e provém uma validação para suposições geralmente feitas pelos pesquisadores. Para fornecer estas informações, desenvolvemos uma ferramenta Web que analisa rastros de redes dinâmicas e agrega os dados em um formato de fácil visualização. Descrevemos, neste trabalho, a implementação e a utilidade de todos os serviços da ferramenta. / Lately, several networks with dynamic properties (for instance MANETs, DTNs, opportunistic networks, etc) are functioning. In this work, we studied a model for these networks called Evolving Graphs, which allows the expression of the dynamicity of the conections between nodes through a simple extension of the common graph structure. This model is used by the framework proposed by Casteigts et al. to define distributed algorithms in dynamic networks, which uses evolving graphs to represent the network topology and graph relabelling to express the communication between nodes. Using this approach, we study the distributed mutual exclusion problem in dynamic networks and several algorithms proposed to solve it, in order to define and validate their necessary and sufficient connectivity conditions. Apart from the formalization of algorithms, the evolving graphs model can also be used to analyze dynamic networks. Dynamic network traces are widely used in the literature in order to study algorithms, as they generate better results than simulated networks with movement patterns. From the details of every connection between nodes in a trace, it is possible to build an evolving graph, from which a large amount of information can be extracted, such as optimal journeys between nodes, variation of the conectivity over time, stability and periodicity. With the aforementioned information, a researcher might observe the characteristics of a trace more precisely, which facilitates the process of choosing the most appropriate trace for his needs. Furthermore, the early knowledge of such characteristics of a network helps in the study of the behavior of the algorithms exected over it and provides a validation for the assumptions usually made by the researchers. In order to provide this information, we developed a web tool which analyzes dynamic network traces and aggregates the data in an easily readable format. In this work, we describe the implementation and usefulness of every service in the tool.