SPAN é uma ferramenta do software para análise estática de programas. O resultado de um programa submetido ao SPAN é o percentual estimado de quais partes, de uma arquitetura empregada, são efetivamenete utilizadas. SPAN também fornece informações associando o respectivo trecho de código com o componente da arquitera por ele utilizado. simples visualização do código de um programa não permite identificar, mais precisamente, o uso, por ele, dos componentes da arquitetura (componentes), quanto no programa (operações), que devem ser estudados para obter um melhor desempenho. SPAN produz um perfil do programa e da máquina a ele submetida. Esses perfis podem ser usados para examinar o nível de adequação entre eles. Os resultados do teste SPAN, com um conjunto de programas que tem o uso bem conhecido dos componentes da arquitetura, confirmam os dados (perfil) descritos na literatura. A informação fornecida por SPAN pode ser usada na decisão de qual arquitetura é mais adequada para um conjunto de aplicações.

Nos processos de desenvolvimento evolutivo de software orientado a objetos, tem-se dado pouca importância ao controle da execução das atividades de codificação e testes. Nesses processos falta um planejamento adequado para a condução dessas atividades. Este trabalho de pesquisa propõe uma estrutura de plano de codificação e testes em que a ordem de codificação corresponde à ordem de testes para as classes e métodos de um sistema em desenvolvimento, o que permite uma redução no intervalo de tempo entre a execução da codificação e testes bem como a execução paralela dessas atividades. Nessa estrutura consideram-se, ainda, a utilização do paradigma da orientação a objetos, as características iterativa e incremental do processo de desenvolvimento evolutivo, e a preocupação com stubs e retestes. Dessa forma, haverá uma conseqüente melhoria no controle da codificação e testes bem como na redução do tempo de desenvolvimento e aplicação de testes.

Os métodos tradicionais de validação de requisitos de desempenho de software, baseados em testes do código, permitem a detecção de problemas somente nas fases finais do ciclo de desenvolvimento de software. Mudanças no software nas fases finais do desenvolvimento são em geral mais custosas e demoradas para serem efetivadas do que aquelas identificadas em fases preliminares. As técnicas de desenvolvimento de software orientadas a modelos permitem verificar requisitos de desempenho durante todo o ciclo de vida do software. Este trabalho propõe um framework de simulação para verificação de requisitos de desempenho de sistemas computacionais de tempo real, baseado em técnicas de desenvolvimento de software orientadas a modelos. O modelo de software é representado por diagramas de instalação e de estados UML (Unified Modeling Language) anotados com informações de desempenho de acordo com o padrão UML Profile for MARTE (Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded Systems). O framework gera automaticamente o modelo de desempenho baseado em Diagrama de Ciclo de Atividades (Activity Cycle Diagram - ACD) a partir do modelo de software UML. ACD é uma representação gráfica simples, que permite a modelagem de sistemas para simulação discreta. O modelo de análise de desempenho é simulado e os resultados da análise dos experimentos de simulação são usados para indicar possíveis melhorias no modelo do software, caso os requisitos de desempenho não sejam atendidos. A análise de desempenho e a realimentação do modelo de software são baseadas na identificação de antipadrões de desempenho no modelo ACD. Os antipadrões de desempenho descrevem erros comuns na arquitetura do software, que podem provocar problemas de desempenho, assim como suas soluções. Finalmente, para validação do framework dois estudos de caso de sistemas computacionais de tempo real são apresentados.

O objetivo do trabalho é mostrar que a ferramenta de especificação Statecharts, criada para representar o comportamento de sistemas complexos que reagem a eventos, pode também ser utilizada para representar o comportamento dos modelos de desempenho. Um sistema complexo dado será modelado usando as características de Statecharts e através de uma reação a eventos estimulados todas as possíveis configurações do sistema serão geradas. Com este conjunto de todas as possíveis configurações do sistema complexo uma matriz de transições é criada. Esta matriz é a base para calcular probabilidades limite a partir das quais é possível determinar medidas de performance.

A utilização de processadores modernos no segmento espacial possibilitou o aumento de desempenho dos sistemas embarcados críticos, tornando a operação através de um Sistema Operacional de Tempo Real - SOTR inevitável. Entretanto, os efeitos que as características do núcleo do SOTR tem na aplicação devem ser considerados. Assim, o principal requisito de uma aplicação espacial baseada em um SOTR, segundo a norma "ECSS-E-ST-40C: Software", é a verificação se o comportamento de tempo real é previsível. Atualmente, estão disponíveis abordagens baseadas em software para a verificação temporal, tais como a utilização de modelos analíticos e simulação, conjuntos dedicados ao teste de temporização, benchmarks e análise estática de código. Uma vez que não há padronização acerca das metodologias, essas abordagens podem resultar na superestimação temporal e de recursos. Nesse contexto, a utilização de ferramentas de hardware externas para medir o desempenho das características do núcleo de um SOTR são de suma importância nas aplicações espaciais. O presente trabalho propõe o Ambiente de análise de Desempenho de Tempo Real - ADTR para a medição de overheads e verificação temporal das características do núcleo de um SOTR. A abordagem é baseada em uma ferramenta de hardware minimamente intrusiva projetada utilizando uma Field Programmable Gate Array - FPGA. Os experimentos foram conduzidos com a nova ferramenta em um estudo de caso de aplicação em computadores de bordo para satélites, baseado no processador ERC32 e o SOTR Real-Time Executive for Multiprocessor Systems - RTEMS. São apresentados dois modelos de teste, considerados aqui como duas características do núcleo do RTEMS: chaveamento de contexto com preempção e latência de interrupção externa com preempção. Os resultados mostram a eficiência da nova ferramenta para medição das duas características. É possível utilizar o novo ambiente para complementar outros métodos de verificação temporal para o atendimento da norma.

The main goal of this work is to present an approach that ?nds an appropriate set of sequential actions for a group of cooperative agents interacting over a constrained environment. This search is considered a complex task for autonomous agents and is not possible to use default reinforcement learning algorithms to learn the adequate policy. In this thesis, a technique that deals with propositionally constrained state spaces and makes use of a Reinforcement Learning algorithm based on Markov Decision Process is proposed. A new model is also presented which formally de?nes this restricted search space. By so doing, this work aims at reducing the overall exploratory need, thus improving the performance of the learning algorithm. To constrain the state space the concept of extended reachability goals is employed. Through them it is possible to de?ne an objective to be preserved during the iteration with the environment and another that de?nes a goal state. In this cooperative environment, the information about the propositions is shared among the agents during its interaction. An architecture to solve problems in such environments is also presented. Experiments to validate the proposed algorithm were performed on different test cases and showed interesting results. A performance evaluation against standard Reinforcement Learning techniques showed that by extending autonomous learning with propositional constraints updated along the learning process can produce faster convergence to adequate policies. The best results achieved present an important reduction over execution time (34,32%) and number of iterations (67.94%). This occurs due to the early state space reduction caused by shared information on state space constraints.

Apesar da crescente importância dos Sistemas Computadorizados na Sociedade Moderna, ainda não se tem notícia da existência de uma metodologia consagrada para o Desenvolvimento de Softwares Críticos Embarcados Aeroespaciais, que seja capaz de propiciar aumento nos níveis de Segurança de Software e evitar o desperdício de recursos. Este Trabalho de Pesquisa consiste da elaboração de uma nova Metodologia para o Desenvolvimento de Softwares Críticos Embarcados Aeroespaciais - SCEA's com Garantia de Segurança, levando-se em consideração as suas características peculiares, e propiciando-se um aumento nos níveis de Segurança de Software, desde o início de seu ciclo de desenvolvimento. Inicialmente, realizou-se uma pesquisa bibliográfica envolvendo o conhecimento atual das áreas de Segurança de Software e de Desenvolvimento de SCEA. Em seguida, apresentou-se uma discussão a respeito das formas utilizadas atualmente para se garantir a Segurança desse tipo de Software. Após isso, apresenta-se uma nova Metodologia, desenvolvida a partir da integração de uma Sistemática para a Garantia de Segurança de Software com a Técnica de Modelagem de Objetos (Object Modeling Technique - OMT), utilizando-se o padrão de Linguagem Unificada para Modelagem (Unified Modeling Language - UML). Ao final, um Estudo de Caso é utilizado para avaliar o emprego da Metodologia proposta de Desenvolvimento do SCEA no Projeto do Veículo Experimental Carro Anfíbio Voador TRIPHIBIUS. Isto foi executado na fase inicial do desenvolvimento do Projeto no Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA. Pesquisas futuras apontam para aspectos ainda não consolidados da Segurança de Software, principalmente quanto à criação de: métricas para avaliação quantitativa da Segurança de Software; estratégias para a realização dos Testes Funcionais; e novas técnicas para Análise de Segurança dos SCEA's, que sejam mais apropriadas às suas características.

Entre as principais dificuldades do desenvolvimento de software de qualidade está a especificação e o projeto conceitual. Neste contexto, a modelagem de sistemas tem um papel importante, pois torna possível a análise das características do projeto e sua validação antes da fase de implementação. Esta tese aborda o problema de modelagem e análise do software embarcado de piloto automático de um VANT utilizando UML e a ferramenta CASE Rational Rose RealTime. A partir do modelo obtido são utilizadas três abordagens para sua análise e avaliação: (1) aplicação de um conjunto de métricas no código gerado pela ferramenta CASE; (2) integração do modelo implementado na ferramenta CASE com um simulador da dinâmica do VANT, desenvolvido em MatLab, de forma a verificar o comportamento do sistema em malha fechada; e (3) conversão do modelo em UML para redes de Petri, um formalismo matemático que permite a verificação formal de propriedades do sistema.

Emerging applications with strict performance requirements have introduced needs for distinguishing services in computer networks so as to prioritize some applications more important or profitable than others. Actually it is possible to deliver only one service for all kinds of traffic so far, known as Best-effort service. Therefore, some Quality of Service (QoS) models were developed. These models have been used for resource allocation within network elements so that network traffic can be classified or differentiated. This has allowed a better network resources utilization. Nevertheless, it is not sufficient just to allocate resources for applications. We also need to monitor QoS parameters, in order to attest if the desired QoS is the one being provided, since problems with network element frequently happen. Some QoS monitoring tools were already developed, but they are able to detect End-to-end service degradations only. Hence they cannot pinpoint the sources of degradations. This research work proposes the development of QoS$_{PY}$, a SNMP-based distributed monitoring application that uses information from network elements (e.g. routers) to assess QoS. The major contribution of this work is to perform intermediate monitoring to provide means of detecting and locating QoS degradations into the network. In order to verify this contribution, a prototype was deployed and tested with experimental testbeds.