Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T23:17:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:04:30Z : No. of bitstreams: 1 104651.pdf: 3063349 bytes, checksum: dedb1f92b7a8f37836535d44bfe55de6 (MD5) / A busca por sistemas de computação capazes de atingir elevadas performances de processamento tem levado os pesquisadores e cientistas a propor e desenvolver diferentes modelos de arquiteturas de computadores de alto desempenho. O Projeto Nó// (lê-se nó paralelo), do qual participam grupos de pesquisa das Universidades Federais de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul, também insere-se nesse contexto. Esse projeto visa o desenvolvimento de um ambiente completo para programação paralela, incluindo a construção de um multicomputador com rede de interconexão dinâmica. O presente trabalho vem colaborar com a concepção desse multicomputador, através do projeto do sistema de comunicação necessário à interação entre os processadores da máquina.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:42:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284315.pdf: 2451705 bytes, checksum: 0a8a6a3708cd5c8f32a24545d909b0cb (MD5) / Dispositivos móveis tornaram-se equipamentos indispensáveis nos tempos modernos, devido à oferta de recursos cada vez mais sofisticados. Esses dispositivos têm sido utilizados em diversos ambientes de computação distribuída, a fim de permitir que os usuários estabeleçam conexões com organizações a qualquer momento e localização. Entretanto, as conexões estabelecidas são, geralmente, baseadas em processos tradicionais de autenticação que não consideram as características ambientais, restrições dos dispositivos e aplicações e informações provenientes de sensores presentes no espaço pervasivo. Assim, tais mecanismos são ineficazes para um ambiente altamente dinâmico como um ambiente de computação móvel. Logo, uma abordagem baseada em contextos pode representar uma alternativa para contornar esses desafios. Nesta dissertação é apresentada uma arquitetura que adota a autenticação de usuários baseada em um contexto espaço-temporal. Especificamente, a modelagem contextual proposta visa o aperfeiçoamento do processo de autenticação, onde os eventos capturados pelos diversos sensores encontrados em dispositivos móveis e no próprio ambiente pervasivo passam por um modelo analítico que considera tempo e espaço, simultaneamente e, também, analisa o perfil do usuário a partir desses eventos. O sistema é capaz de determinar a necessidade de autenticação conforme o perfil comportamental e as políticas de segurança das aplicações, refinando, assim, o processo de autenticação conforme as interações do usuário com o sistema. Nos experimentos realizados, a arquitetura de autenticação sensível ao contexto mostrou ser eficiente, pois aproveita a riqueza de recursos dos dispositivos móveis para obter uma visão mais completa do cenário, aperfeiçoando o processo de tomada de decisão. As melhorias alcançadas através da adoção desta abordagem são: maior eficiência computacional, dinamicidade, autonomicidade e flexibilidade.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297369.pdf: 1657489 bytes, checksum: 25bc4076af235767f4a3259ade193b3f (MD5) / As especificações abertas de middleware de televisão digital não definem características internas de sua arquitetura. Como resultado, as implementações existentes não são tão flexíveis, extensíveis e adaptáveis como deveriam. Este trabalho propõe uma arquitetura modular para ambientes procedurais em middlewares de televisão digital, que permite a fácil extensão e atualização, fornecendo uma maneira simples de adicionar novos recursos e utilizar serviços internos à camada de middleware. Esta arquitetura é baseada no framework OSGi e seus componentes de software, chamados bundles. Uma categorização destes bundles é proposta, baseada em diferentes cenários de uso, de acordo com a indústria e as necessidades de inovação do mercado. Protótipos da arquitetura e bundles foram implementados e testes realizados para mostrar a viabilidade desta abordagem. / The currently open specifications for Digital Television (DTV) middleware do not define the internal characteristics of their architecture. As a result, the existing middleware implementations are not as flexible, extensible and adaptable as they should be due to the adoption of a closely-coupled architecture. This paper proposes a modular architecture for execution enviromnent on DTV middleware, which allows easy extension and updating, providing a simple way to add new features to the middleware. This architecture is based on the OSGi framework and its software omponents, called bundles. A categorization of these bundles was roposed, based on different usage scenarios that were identified, according to industry time-to-market and innovation needs. Prototypes of the architecture and of bundles have been implemented, and tests performed with these prototypes show the feasibility of this approach.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:11:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249428.pdf: 4229791 bytes, checksum: bbf7bc179249c4a93805ea7cfa0e84f6 (MD5) / Dentre as principais dificuldades encontradas para a construc¸ #ao de sistemas multiagentes em que existe a disponibilidade de um sistema de vis#ao global, como ´e o caso de algumas categorias de futebol de rob#os, pode-se destacar: a necessidade de resposta em tempo real para identificac¸ #ao dos objetos em cena, conhecimento do ambiente, distribuic¸ #ao das compet#encias de controle entre os comportamentos reativos a cargo de cada agente e os comportamentos deliberativo e estrat´egico, a cargo da entidade central. Este trabalho descreve a implementac¸ #ao de uma arquitetura h´ýbrida reativa x deliberativa e distribu´ýda para controle de sistemas multiagentes equipados com sistema de vis#ao global e dotados de sensores e vis#ao local, e sua aplicac¸ #ao em ambientes de futebol de rob#os. A arquitetura h´ýbrida proposta ´e composta pela integrac¸ #ao de modelos de arquitetura deliberativa e reativa. Esta arquitetura ´e distribu´ýda em duas partes. A primeira parte ´e implementada em uma entidade central e possui os n´ýveis: estrat´egico e de ac¸ #ao. Por outro lado, a segunda parte da arquitetura ´e implementada diretamente nos rob#os EyeBot (embarcada), e possui os n´ýveis: de comportamento e de execuc¸ #ao. Assim, este novo modelo de arquitetura proposta distribui as compet#encias de forma que tarefas relacionadas aos n´ýveis estrat´egicos e de ac¸ #ao, tais como reconhecimento do ambiente, dos agentes que fazem parte da equipe, da equipe advers´aria e bola foi realizado por um sistema de processamento de imagens em uma entidade central. Por outro lado, informac¸ #oes de natureza reativa, tais como controlar a bola, vagar pelo ambiente, desviar de obst´aculos s#ao realizados por um sistema de processamento embarcado. Many difficulties must be faced during the development of multi-agent systems equipped with global vision, as is the case of some robotic soccer leagues. We can emphasize the real time constraints for scene objects recognition, the environment knowledge acquisition, and the distribution and allocation of control competencies between the agents# reactive behavior repertoire and the strategic and deliberative behavior of the central control entity. This work describes the implementation of a distributed and reactive x deliberative hybrid architecture to control multi-agents system with on-board sensors and cameras where a global vision device is present. We also describe its application in the robot soccer environment. The proposed hybrid architecture is compounded by the integration of the reactive and deliberative models and distributed in two parts. The fist one is implemented in a central control entity and possesses the strategic and action level. The second part is implemented in the physical mobile agents, the EyeBots, and possesses the behavior and execution level. Thus, the new architecture model proposed here distributes competencies in such way that strategic and action related tasks, as scene, team players and adversary players recognition and ball location is supplied by the central control entity with the global vision system. On the other hand, reactive actions as ball control, wandering and obstacle avoidance are implemented in the embedded control system.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:20:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332109.pdf: 3010980 bytes, checksum: 10cad49c894b23603ba4e87225122deb (MD5) Previous issue date: 2014 / O termo Cyber-Physical System representa um dispositivo eletrome-mecânico controlado por um sistema baseado em computador, exemplos deste tipo de sistema incluem robôs, aviões, redes inteligentes, entre outros. Devido a natureza multidisciplinar dos Cyber-Physical Systems, eles normalmente são projetados utilizando diferentes modelos. A perspectiva "cibernética" deste tipo de sistema pressupõe a existência de: (i) um modelo matemático que representa a dinâmica do sistema físico, (ii) algoritmos de controle, e (iii) um projeto do sistema computacional embarcado. Dentro deste contexto, esta tese de doutorado investiga uma forma de abordar adequadamente o projeto do sistema computacional embarcado de um Cyber-Physical System baseada na modelagem funcional do mesmo. Buscando evitar desta forma a criação de modelos funcionais e arquitetônicos dissociados, e além disso, promover uma abordagem de projeto dirigido por modelos, proporcionando benefícios como a independência de plataforma, níveis de abstração mais altos, e a reutilização de informações. Como resultado da pesquisa realizada, e apresentada uma solução que ajuda a realizar a transição do modelo funcional para o modelo de arquitetura de software durante o processo de desenvolvimento de um Cyber-Physical System. Para isso, é sugerido como relacionar elementos de um modelo funcional com elementos de um modelo de arquitetura. A solução proposta, chamada de "Transformação Assistida de Modelos (AST)", fornece suporte para a transformação de modelos Simulink utilizados para a modelagem funcional em modelos arquitetônicos expressos em AADL, e aumenta a confiabilidade de que os modelos funcional e arquitetural são consistentes entre si, uma vez que diminui ocorrência de erros de inconsistência de interface (portas, tipos de dados e conexões) entre os mesmos. A AST contribui portanto, com a implantação/integração de aplicativos vericados em arquiteturas validadas tornando o processode desenvolvimento de Cyber-Physical Systems mais robusto. Durante os experimentos, realizados na forma de estudos de caso, os modelos gerados pela AST mostraram-se passíveis de análises sintáticas, verificações comportamentais, e análises de escalonabilidade e de la-tência de fluxos, o que serviu para reforçar a escolha pelo de o uso de modelos AADL durante o processo de desenvolvimento de CPS. Também foi implementado no escopo desta pesquisa, o protótipo de uma ferramenta computacional que automatiza a aplicação da solução proposta. O protótipo foi implementado utilizando a linguagem de programação Java, e empacotado como um plugin para ser usado dentro do ambiente OSATE (Open Source Architectural Environment Tool ), que é um processador de modelos AADL que roda dentro do Eclipse. O plugin em questão, chamado de AS2T, também pode ser considerado uma alternativa para estender a cadeia de transformação de modelos do ambiente TOPCASED, que é um ambiente OpenSource para desenvolvimento de sistemas embarcados críticos que também faz uso do OSATE.<br> / Abstract: Cyber-Physical System (CPS) is a denomination used to represent an electro-mechanical device controlled by a computerized system. Examples of CPS include robots, airplanes, smart grids, among others. Due to the multidisciplinary nature of CPSs, they are normally de-signed using different models. The "cybernetic" perspective assumes the existence of: (i) a mathematical model that represents the dynamics of the physical system, (ii) some control algorithms, and (iii) a design of the embedded computing system. In this context, this thesis investigates a way to adequately address the design of the architecture embedded computing system of a CPS based on apreliminary functional model. Looking forward to avoid the creation of decoupled functional and architectural models and aiming to promote a model-based design approach for CPS, the proposed approach targets using higher levels of abstraction and model-information reuse. The solution presented in this thesis is named "Assisted Transformation of Models" (AST), it focuses on discussing how to related elements of a functional model with the elements of an architectural model. AST provides support for the transformation of the Simulink models used for the functional modeling into architectural models expressed in AADL. As benets of using the proposed solution, one can see that it increases the reliability that the functional and architectonical models are consistent between themselves, especially when considering the connection interfaces between components (ports and connections data types). Experiments were conducted to validate the proposed transformation process. The generated models were analyzed in respect to the syntax correctness and also regarding additional model analyses, such as behavioral verication and schedulability analysis. The work provides a prototype tool that automates the proposed transformation process. Such tool can be used as plugin from OSATE (Open Source Architectural Environment Tool), which is an AADL processor that runs within Eclipse. The AS2T plugin can be considered an alternative to extend the chain of transformation of models of the TOPCASED environment, which is an OpenSource development environment of critical embedded systems that makes use of OSATE.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Cataina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T22:01:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 109889.pdf: 12632049 bytes, checksum: f035acfabf47de46b318a51a2b6cc436 (MD5) Previous issue date: 1997 / Apresenta-se neste trabalho o desenvolvimento e implementação de uma ferramenta para modelagem e simulação de sistemas computacionais, cujo objetivo é facilitar e reduzir o tempo entre o projeto e sua implementação. Mais especificamente, a ferramenta destina-se a modelagem de sistemas que comportam uma arquitetura de processamento paralelo em configuração com linhas de interrupção e barramento de serviço. Ela reúne uma linguagem de simulação, possui uma interface amigável com alta flexibilidade e atende às características específicas daqueles sistemas. Estudos de sistemas complexos, como os que envolvem o projeto de arquitetura de computadores, necessitam de ferramentas para simulação e análise de desempenho das inúmeras propostas que se apresentam. A ferramenta aqui proposta fornece assistência ao projetista permitindo a análise do sistema em todas as etapas de modelagem e avaliação de performance do projeto, desde a coleta de dados até a apresentação e análise dos resultados. É oportuno o desenvolvimento deste tipo de pesquisa, uma vez que, a grande maioria das ferramentas existentes no mercado, não conseguem reunir as características que o usuário procura para encaminhar soluções aos inúmeros problemas que surgem ao longo do projeto. O trabalho foi desenvolvido a partir de conhecimentos nas áreas de arquitetura paralela, simulação e modelagem de sistemas juntamente com o projeto Nó// (leia-se nó paralelo) desenvolvido na Universidade Federal de Santa Catarina.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:00:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221464.pdf: 5265535 bytes, checksum: a81190b4959affaa626aa07d11e53e00 (MD5) / Esta dissertação propõe uma abordagem para minimizar o problema da reduzida flexibilidade funcional verificada nos complexos sistemas industriais, que são comprados como pacotes ou módulos inteiros, geralmente caros, mesmo que não se adaptem completamente às necessidades das empresas. Esta abordagem baseia-se na composição dinâmica e inteligente de componentes de software. Esta composição irá ocorrer somente quando determinada funcionalidade for efetivamente necessitada e adaptada para o corrente ambiente de utilização em tempo de execução. A composição é feita sob demanda, através de uma nova visão dos Provedores de Serviços de Aplicação - PSAs (Application Service Providers - ASPs) - e aproveitando-se algumas idéias da abordagem de Aplicações Compostas (Composite Applications). Um dos principais conceitos a serem introduzidos no modelo proposto é o de Federação de Provedores de Aplicação (FPA), uma entidade distribuída que reúne logicamente uma série de provedores de aplicação (componentes). Um protótipo foi elaborado e testado. Além disso, procurou-se esboçar um pequeno modelo de negócios que englobasse alguns aspectos que poderão vir a ser úteis para quem desejar levar o conceito adiante em termos comerciais, na ótica de software como serviço.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:57:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276959.pdf: 1939524 bytes, checksum: a36cdff9e808721ecf841e148dde7c23 (MD5) / Memórias do tipo scratchpad (SPMs) são alternativas promissoras para sistemas embarcados energeticamente eficientes. Muitas das técnicas de otimização para o mapeamento de dados e código para SPMs assumem a disponibilidade do código-fonte da aplicação. Porém, o desenvolvimento de software embarcado deve lidar com código legado, bibliotecas de ter- ceiros e blocos de propriedade intelectual (IPs) para os quais podem estar disponíveis somente os arquivos-binários. As poucas técnicas que reali- zam otimizações diretamente em arquivos binários operam em arquivos executáveis e limitam-se a tratar somente código ou somente dados. Este trabalho propõe uma nova técnica que pode alocar tanto código quanto dados para a SPM. Operando diretamente em binários, a técnica permite que elementos encapsulados em bibliotecas façam parte do ma- peamento para SPMs. A técnica consiste de três principais mecanismos: o profiler, o mapeador e o patcher. O patcher foi projetado para operar utilizando arquivos-objeto relocáveis, contornando assim a limitação de se gerenciar relocações para SPM em arquivos-objeto executáveis. A maior eficiência ao se tratar arquivos binários relocáveis resultou em tempos de execução inferiores em pelo menos uma ordem de magnitude se compara- dos às técnicas relacionadas. O tempo médio de patching foi de 0,7s em uma estação de trabalho com quatro núcleos de processamento. Comparando-se com o mapeamento de somente código, a proposta de também alocar dados em SPM resultou em economia extra de energia de 21%, em média, para um variado conjunto de programas do benchmark MiBench e diversas configurações de memória. Apesar de uma média re- lativamente baixa, instâncias de caso de uso reais com maior conteúdo de dados estáticos puderam ser encontradas, para as quais economias extra de energia de 67% e 91% foram observadas, quando dados também são passíveis de serem mapeados para SPM. Foi também observado que, para todos os casos de uso reais usados nos experimentos, os parâmetros de caracterização para mapeamento em SPM são bastante descorrelatados, o que significa - à luz de trabalhos anteriores - que o mapeamento exato obtido pelo assim-chamado algoritmo MINKNAP provavelmente manterá sua alta eficiência, mesmo diante do crescimento do número de elementos de programas resultante da crescente complexidade do software embarcado. Ao se combinar a inclusão de dados e bibliotecas na alocação em SPM com a eficiência do mapeamento e a eficiência do patching, a técnica proposta torna-se um enfoque promissor para a otimização energeticamente consciente de código embarcado pré-compilado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T19:04:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192327.pdf: 690827 bytes, checksum: 3e39343a9676283655769907ef9375b6 (MD5) / O conceito de grupo de objetos é uma abstração largamente usada no tratamento de replicação em sistemas distribuídos tolerantes a faltas. Os sistemas que se baseiam neste conceito geralmente utilizam algum tipo de suporte de comunicação de grupo (SCG), que oferece comunicação multiponto através de primitivas com níveis diferenciados de confiabilidade de entrega e ordenação de mensagens. Em sistemas de larga escala, como a Internet, o multicast IP é a tecnologia base para a construção de protocolos de difusão seletiva confiável, que se constituem na base dos SCG. A junção dos conceitos de objetos distribuídos e de grupo em suportes de middleware, em especial os que seguem a arquitetura CORBA, tem sido objeto de pesquisas recentes, que motivaram a OMG a lançar duas especificações no sentido de introduzir o conceito de grupo nesta arquitetura: FT-CORBA (Fault-Tolerant CORBA), que introduz alguns serviços para suporte à tolerância a faltas nesta arquitetura, e o UMIOP (Unreliable Multicast Inter-ORB Protocol), que provê um protocolo de difusão não confiável (MIOP) baseado em multicast IP e um modelo de objetos para suportar este protocolo em ORBs CORBA. Com estes dois padrões a OMG separa claramente aspectos de comunicação de grupo (UMIOP) e de membership (FT-CORBA). Este trabalho propõe um modelo de integração entre o FT-CORBA e o UMIOP utilizando o ReMIOP (Reliable MIOP), que corresponde ao protocolo MIOP acrescido de controle de fluxo e retransmissões a fim de dar confiabilidade a este, como base para suporte de comunicação de grupo. A concretização destas experiências com comunicação de grupo no CORBA deram origem ao MJaco, um ORB que implementa o padrão UMIOP e suas extensões para confiabilidade, bem como mantém suas capacidades de comunicação ponto a ponto. A existência do MJaco abre espaço para a implementação do modelo proposto e uma série de pesquisas sobre middleware adaptativo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-12-17Bitstream added on 2014-06-13T20:33:14Z : No. of bitstreams: 1 botta_gf_me_rcla.pdf: 3393447 bytes, checksum: 9b6a4f451525cffd55d41d150f94c3ce (MD5) / Os microcontroladores são empregados com freqüência crescente na automação e controle de processos. É fato, que em certos processos, a falha no sistema de controle é inadmissível. Nestes casos, é necessário o emprego de técnicas de tolerância à falhas. Diante disso, duas arquiteturas com base em microcontroladores, foram projetadas, construídas e submetidas a testes. Tanto a Arquitetura em Anel como a Arquitetura TMR implementadas, podem suportar falhas tanto nos nodos da estrutura, como nos arcos, que representam as ligações entre microcontroladores. Os nodos são controlados por protocolos implementados por programação, sem a necessidade de um circuito votante comum, presente na arquitetura TMR clássica, ou de qualquer outro circuito especial, para o controle da redundância dos circuitos. Os sistemas são modulares e podem operar sem um dos módulos ativado. Isso permite que um determinado módulo seja retirado para manutenção e posteriormente reinstalado, de maneira transparente a aplicação. Foram realizados testes nas arquiteturas desenvolvidas, com injeção de falhas físicas e lógicas. Ambas as arquiteturas responderam conforme o desejado, ou seja, detectaram e toleraram as falhas. As duas arquiteturas agregam características de confiabilidade e disponibilidade a sistemas de controle e apresentam-se como opções promissoras para a gestão de processos em tempo real. / The microcontrollers are frequently used in automation and process control. It's a fact that in certain processes the failure in the control system it is inadmissible. In these cases it is necessary to make use of the fault-tolerance techniques. Within this context two fault-tolerant architecture based in microcontrollers were project, built and submitted to extensive tests. The implemented Ring Architecture on the TMR Architecture can endure failure, either in the structure nodes (in the microcontrollers) or in the arches, which represent the connections between the microcontrollers. The nodes are controlled by protocols implemented by a program without the need of a common voting circuit, which is present in the classic TMR Architecture, on any other special circuit to control the redundancy of the circuits. Both system are modules and can operate without one been activated. These allow one module to be removed for maintenance and be reinstalled after words. In tests of physics fault and logic were made in the enveloped architecture and both reacted as expected such as detected and endure fault. Both architecture congregated characteristics of reliability and availability to the control systems.