A Linguagem de Descrição de Serviços Web (WSDL) e a Base para Integração, Descoberta e Descrição Universal de Serviços (UDDI) descrevem sintaticamente os Serviços Web e como encontrá-los, mas não possuem descrição semântica alinhada ao domínio conceitual específico em que os mesmos são utilizados. A utilização de recursos semânticos para a representação de conhecimento de domínio tem o objetivo de melhorar a precisão no processo de busca. O uso de representação de conhecimento de domínios específicos pode resultar em maior precisão. Este trabalho apresenta uma abordagem que faz uso de recursos semânticos com o objetivo de melhorar a descrição do domínio de serviços web e aumentar a precisão do processo de busca. Experimentos indicaram que o uso de conceitos no auxílio à busca por serviços web foi eficiente em um domínio específico.

Um dos benefícios de ter-se uma televisão digital é a possibilidade de haver interatividade entre o telespectador e o programa sendo visto em um dado momento. Esta interatividade demanda um canal de retorno. Dessa forma, surge a necessidade do desenvolvimento de conteúdo interativo visando tirar proveito das possibilidades geradas pela TV Digital. Neste contexto esta dissertação apresenta um estudo sobre alguns problemas relacionados ao desenvolvimento de conteúdo para Televisão Digital Interativa (TVDI). A partir de um embasamento teórico é proposto um Ambiente Integrado de Desenvolvimento de conteúdo para TVDI na forma de Hiperprogramas, o qual proporciona um ambiente próprio para execução e outro para autoria de Hiperprogramas utilizando conceitos da Arquitetura de Software. A arquitetura gerada pelo ambiente proposto proporciona uma fonte única de informação, de maneira a tornar a autoria de conteúdo para TVDI acessível a um maior número de profissionais que estão envolvidos no desenvolvimento de um programa de TVDI.

Este trabalho apresenta uma infraestrutura para categorização, atribuição e recuperação semântica de documentos denominada DocSense. O objetivo intrínseco na concepção da infraestrutura é integrar o processo de categorização de documentos à uma ontologia de topo, de forma a possibilitar que essa ontologia seja estendida e enriquecida semanticamente. Ao final, documentos, na forma de instâncias de classes dessa ontologia, podem ser recuperados por meio de um mecanismo de busca oferecido pela infraestrutura que retorna, não só uma coleção de documentos, mas também o caminho semântico que permitiu a descoberta.

Esta pesquisa aborda o desenvolvimento do AndroMDT, um Método de Testes Funcionais Dirigido por Modelos para Sistemas de Software. Este método se apoia nas características do Desenvolvimento Dirigido por Testes (Test Driven Development - TDD) e da Arquitetura Dirigida por Modelos (Model Driven Architecture - MDA). Nele, descreve-se a aplicação do método AndroMDT em um componente de software, envolvendo um estudo de caso de um projeto real. Esta pesquisa propiciou a especificação, execução, documentação e análise de testes funcionais. Além disso, foi possível obter-se rastreabilidade entre os elementos mais relevantes do estudo de caso, desde os requisitos até os artefatos de teste produzidos.

Framework can be considered an incomplete software with some points that can be specialized to add application-specific behavior, allowing not only source code reuse but also design reuse. Techniques for developing frameworks evolved, starting from the usage of inheritance and composition and passing through more sophisticated ones, such as reflection and introspection. Recent frameworks employ the strategy to define a specific metadata schema for applications to use in their classes and programming elements, enabling framework behavior customization. Despite this technique is being widely used, there are not models, design patterns or development guidelines that aim to help in the creation of this kind of framework. This thesis proposes a conceptual model for metadata-based frameworks that has the aim to identify appropriate solutions for its internal structure and scenarios where it is suitable for. A pattern language presents design solutions aiming a greater flexibility in the structure of this kind of framework and a collection of architectural patterns proposes scenarios for their usage. Some frameworks were developed by students using the proposed pattern solutions and the results of their usage were assessed using questionnaires. Additionally, an experiment was conducted evaluating the metadata-based framework usage in the identified scenarios, observing the consequences comparatively to approaches without frameworks and with a traditional framework. As a result, software architects and framework developers with this conceptual model should be able to identify situations where the metadata usage is appropriate and to design suitable solutions that provides flexibility in metadata reading and processing.

O mercado aeronáutico tem se tornado cada vez mais competitivo. Este cenário tem pressionado as fabricantes de aeronaves a buscarem soluções inovadoras para aumentar a eficácia de seus processos de fabricação. Neste contexto surgiu o projeto AME (Automação da Montagem Estrutural de aeronaves), uma parceria entre o ITA e a EMBRAER para pesquisa e desenvolvimento de soluções economicamente viáveis para automação do processo de junção de fuselagens aeronáuticas. Um produto deste projeto é o EFIP (Efetuador de Furação e Inserção de Prendedores). Este efetuador robótico é utilizado para automatizar os processos de furação e instalação de prendedores. Neste contexto esta dissertação propõe uma solução para a arquitetura de software de controle para o efetuador multifuncional EFIP. Para seleção da arquitetura de controle do efetuador foram avaliadas três abordagens com características para implementação de aplicativos baseados em eventos discretos. Duas destas abordagens são específicas para controlar sistemas a eventos discretos: o state diagram e o statechart. Ambas apresentaram limitações. A primeira por ser mais adequada para sistemas de baixa complexidade e a segunda devido ao processo de conversão do statechart para linguagem LabviewTM. A terceira abordagem avaliada foi a arquitetura produtor-consumidor. Apesar de também apresentar limitações referentes à sua aplicação foi a arquitetura selecionada. Esta arquitetura possui um código aberto que permitiu ser customizado para atender aos requisitos do software de controle do EFIP. Para verificação da arquitetura selecionada foram utilizadas duas técnicas: A primeira faz verificação formal utilizando autômatos temporizados e a ferramenta UPPAAL. A segunda verifica o software desenvolvido por meio da aplicação de testes utilizando a metodologia COFI. As técnicas de verificação apresentaram contribuições importantes e complementares.

Os sistemas de comando e controle podem ser definidos como sistemas integrados de doutrinas, procedimentos, estruturas organizacionais, pessoal, equipamentos, instalações e comunicações projetadas para apoiar os comandantes no comando e controle nas operações e atividades militares. Sistemas de comando e controle apresentam funcionalidades que permitem aos seus operadores obterem eficácia das forças de segurança sob o seu comando, reduzindo a quantidade de material e pessoal necessária para realizar as tarefas e aumentando a probabilidade de êxito nas missões sob sua coordenação. A representação e atualização dinâmica do cenário situacional numa janela cartográfica e a sua implementação do modelo conceitual constituem instrumentos relevantes para o desenvolvimento de funcionalidades dos comandantes no comando das operações militares. Os dados armazenados devem possibilitar a sua análise por agentes de forma a construir uma visão integrada do cenário para os usuários. Com relação às metodologias de modelagem e às linguagens de programação, têm-se que os sistemas evoluíram e passaram a aplicar conceitos de modelagem e de programação orientadas a objetos. Por outro lado, os sistemas consolidados no mercado de banco de dados ainda aplicam modelagem orientada a entidades relacionais. Os sistemas de comando e controle convivem com esta diferença de conceitos quando sistemas concebidos, modelados e programados seguindo os paradigmas das metodologias orientadas a objetos têm de acessar banco de dados relacionais. O objetivo deste trabalho é construir um protótipo capaz de verificar e validar a implementação de banco de dados orientado a objetos a partir de um modelo conceitual de dados orientado a objetos em sistemas de comando e controle. A validação inclui a análise qualitativa desta implementação, sendo verificados aspectos como facilidade de uso, facilidade de acesso aos dados, desempenho e homogeneidade na arquitetura do sistema considerando a consistência da modelagem orientada a objetos com a implementação do banco de dados orientado a objetos. Esta dissertação descreve o desenvolvimento de tal protótipo.

Sistemas grandes, complexos e críticos, como os Sistemas de Gerenciamento de Tráfego Aéreo, apresentam-se cada vez mais intensivos em software, justificando a importância e a necessidade de se garantir a qualidade deste elemento considerado chave. Projetos de arquiteturas de software contribuem para a obtenção de índices de qualidade mais elevados, incorrem em ganhos de produtividade e propiciam a redução de custos associados ao seu ciclo de vida. Arquiteturas de Referência consideram Padrões Arquiteturais e Modelos de Referência para proverem orientações ao projeto de sistemas em um domínio ou famílias de produtos, possibilitando elaborações a partir de bases e estágios mais avançados. A principal contribuição deste trabalho refere-se à Sailfish - Software Reference Architecture (Sailfish-SRA), uma Arquitetura de Referência destinada a auxiliar a elaboração de soluções em software para o suporte ao compartilhamento de informações, quando do projeto de ferramentas para apoio aos processos de conceitos operacionais, baseado na filosofia de Tomada de Decisão Colaborativa e aplicável ao contexto de aeroportos. Sua concepção considerou padrões e modelos relacionados aos conceitos de Sistema de Sistemas e Software como Serviço, procurando manter o alinhamento com os objetivos de programas atuais de modernização dos Sistemas de Gerenciamento de Tráfego Aéreo, principalmente, com o conceito de Sistema Amplo de Gerenciamento de Informações. Este conceito, conhecido em Inglês como System Wide Information Management (SWIM), encontra-se em fase de implementação e tem demandado uma série de desafios, às comunidades científicas; e tecnológicas, quanto a forma como os diversos sistemas deste domínio serão integrados no futuro. Além de conceitos relacionados à elaboração de arquiteturas e à integração de sistemas de software, as primeiras partes deste trabalho apresentam os principais conceitos operacionais sobre a Tomada de Decisões Colaborativas em Aeroportos e as suas necessidades comuns quanto ao compartilhamento de informações Apresentam-se, também, os resultados de uma investigação sobre modelos e padrões aplicáveis à implementação do conceito de SWIM. Constitui-se, então, um conjunto de direcionadores para a Arquitetura de Referência cuja descrição é concluída por meio da apresentação de visões que conformam com pontos de vista especificados. Apresentam-se e discutem-se, também, os resultados de uma análise qualitativa da Sailfish-SRA, realizada com base em seus elementos descritivos e com o intuito de indicar o nível de conformidade e alinhamento com os seus direcionadores e com Atributos de Qualidade esperados em soluções de suporte ao compartilhamento de informações nos Sistemas de Gerenciamento de Tráfego Aéreo planejados para as próximas décadas.

Este trabalho apresenta um ambiente de laboratório de acesso remoto, denominado WebLab, cujo objetivo principal é possibilitar a realização e controle em tempo real de experimentos, usando como meio a internet. Esse ambiente, que foi testado e validado em aplicações ligadas ao ensino de física, pode ser utilizado com as devidas adaptações, em qualquer área do conhecimento. Do ponto de vista da Engenharia da Computação, a verificação formal da arquitetura do WebLab foi realizada usando uma abordagem de redes de Petri Colorida. As especificações e verificações formais do ambiente baseadas nessas redes, permitiram constatar que as funcionalidades planejadas do modelo pedagógico são realizadas, antes mesmo de sua implementação.

Since the creation of public exploitation frameworks, advanced payloads are used in computer attacks. The attacks generally employ evasion techniques, have anti-forensics capabilities, and use target machines as pivots to reach other machines in the network. The attacks also use polymorphic malicious code that automatically transforms themselves in semantically equivalent variants, which makes them difficult to be detected. The current approaches that try to detect the attacks, fail because they either generate high number of false positives or require high performance capability to work properly. This thesis proposes an architecture for advanced payload detection structured in layers that employ a variant of techniques. The first layers use less computing intensive techniques while the last layers make use of smarter inspection techniques. Fine-grained checks are possible due to the layered approach. For instance, the first layer employs pattern matching while the last layer uses smart network traffic disassembly. In order to improve performance in the detection of forthcoming attacks, the proposed architecture allows the updates of checking rules for more frequently detected attacks. The proposed architecture addresses the high rate false-positives problem using a confidence level updated accordingly to the threat level observed by each layer. We implemented the architecture using real-life workloads and conventional hardware platforms with acceptable throughput. We also contribute with the creation of the well-known Return Address layer optimizing the instruction emulation.