Localização e Mapeamento Simultâneos (SLAM), fundamental para robôs dotados de verdadeira autonomia, é um dos problemas mais difíceis na Robótica e consiste em estimar a posição de um robô que está se movendo em um ambiente desconhecido, enquanto incrementalmente constrói-se o mapa de tal ambiente. Provavelmente o requisito mais importante para localização e mapeamento adequados seja um preciso reconhecimento de local, isto é, determinar se um robô estava no mesmo lugar em diferentes ocasiões apenas analizando as observações feitas pelo robô em cada ocasião. A maioria das abordagens da literatura são boas quando se utilizam sensores altamente expressivos, como câmeras, ou quando o robô está situado em ambientes com pouco ambiguidade. No entanto, este não é o caso, por exemplo, quando o robô equipado apenas com sensores de alcance está em ambientes internos estruturados altamente ambíguos. Uma boa estratégia deve ser capaz de lidar com tais ambientes, lidar com ruídos e erros nas observações e, especialmente, ser capaz de modelar o ambiente e estimar o estado do robô de forma eficiente. Nossa proposta consiste em traduzir sequências de medições de laser em uma representação de texto eficiente e compacta, para então lidar com o problema de reconhecimento de local usando técnicas de processamento lingüísticos. Nós traduzimos as medições dos sensores em valores simples computados através de um novo modelo de observação baseado em estimativas de densidade de kernel chamado de Densidade de Espaço Livre (FSD). Estes valores são quantificados permitindo a divisão do ambiente em regiões contíguas de densidade homogênea, como corredores e cantos. Regiões são representadas de forma compacta por simples palavras descrevendo o valor de densidade espacial, o tamanho e a variação da orientação daquela região. No final, as cadeias de palavras compõem um texto, no qual se buscam casamentos de n-gramas (isto é, sequências de palavras). Nossa técnica também é aplicada com sucesso em alguns cenários de operação de longo-prazo, onde devemos lidar com objetos semi-estáticos (i.e. que se movem ocasionalmente, como portas e mobílias). Todas as abordagens foram avaliadas em cenários simulados e reais obtendo-se bons resultados. / Simultaneous Localization and Mapping (SLAM), fundamental for building robots with true autonomy, is one of the most difficult problems in Robotics and consists of estimating the position of a robot that is moving in an unknown environment while incrementally building the map of such environment. Arguably the most crucial requirement to obtain proper localization and mapping is precise place recognition, that is, determining if the robot is at the same place in different occasions just by looking at the observations taken by the robot. Most approaches in literature are good when using highly expressive sensors such as cameras or when the robot is situated in low ambiguous environments. However this is not the case, for instance, using robots equipped only with range-finder sensors in highly ambiguous indoor structured environments. A good SLAM strategy must be able to handle these scenarios, deal with noise and observation errors, and, especially, model the environment and estimate the robot state in an efficient way. Our proposal in this work is to translate sequences of raw laser measurements into an efficient and compact text representation and deal with the place recognition problem using linguistic processing techniques. First, we translate raw sensor measurements into simple observation values computed through a novel observation model based on kernel-density estimation called Free-Space Density (FSD). These values are quantized into significant classes allowing the division of the environment into contiguous regions of homogeneous spatial density, such as corridors and corners. Regions are represented in a compact form by simple words composed of three syllables – the value of spatial density, the size and the variation of orientation of that region. At the end, the chains of words associated to all observations made by the robot compose a text, in which we search for matches of n-grams (i.e. sequences of words), which is a popular technique from shallow linguistic processing. The technique is also successfully applied in some scenarios of long-term operation, where we must deal with semi-static objects (i.e. that can move occasionally, such as doors and furniture). All approaches were evaluated in simulated and real scenarios obtaining good results.

Até 2020 espera-se que as redes celulares aumentam em dez vezes a área de cobertura, suporte cem vezes mais equipamentos de usuários e eleve a capacidade da taxa de dados em mil vezes, comparada as redes celulares atuais. A densa implantação de pequenas células é considerada uma solução promissora para alcançar essas melhorias, uma vez que aproximar as antenas dos usuários proporciona maiores taxas de dados, devido à qualidade do sinal em curtas distâncias. No entanto, operar um grande número de antenas pode aumentar significativamente o consumo de energia da infraestrutura de rede. Além disso, a grande inserção de novos rádios pode ocasionar maior interferência espectral entre as células. Nesse cenário, a gestão dos recursos de rádio é essencial devido ao impacto na qualidade do serviço prestado aos usuários. Por exemplo, baixas potências de transmissão podem deixar usuários sem conexão, enquanto altas potências elevam a possibilidade de ocorrência de interferência. Além disso, a reutilização não planejada dos recursos de rádio causa a ocorrência de interferência, resultando em baixa capacidade de transmissão, enquanto a subutilização de recursos limita a capacidade total de transmissão de dados. Uma solução para controlar a potência de transmissão, atribuir os recursos de rádio e garantir o serviço aos usuários é essencial. Nesta dissertação, é proposto um algoritmo adaptativo de Monte Carlo para realizar alocação global de recursos de forma eficiente em termos de energia, para arquiteturas Heterogeneous Cloud Radio Access Network (H-CRAN), projetadas como futuras redes de quinta geração (5G). Uma solução eficiente para a alocação de recursos em cenários de alta e baixa densidade é proposta. Nossas contribuições são triplas: (i) proposta de uma abordagem global para o problema de atribuição de recursos de rádio na arquitetura HCRAN, cujo caráter estocástico garante uma amostragem geral de espaço de solução; (ii) uma comparação crítica entre nossa solução global e um modelo local; (iii) a demonstração de que, para cenários de alta densidade, a Eficiência Energética não é uma medida adequada para alocação eficiente, considerando a capacidade de transmissão, justiça e total de usuários atendidos. Além disso, a proposta é comparada em relação a três algoritmos de alocação de recursos de última geração para redes 5G. / Up until 2020 it is expected that cellular networks must raise the coverage area in 10-fold, support a 100-fold more user equipments, and increase the data rate capacity by a 1000-fold in comparison with current cellular networks. The dense deployment of small cells is considered a promising solution to reach such aggressive improvements, once it moves the antennas closer to the users, achieving higher data rates due to the signal quality at short distances. However, operating a massive number of antennas can significantly increase the energy consumption of the network infrastructure. Furthermore, the large insertion of new radios brings greater spectral interference between the cells. In this scenery, the optimal management of radio resources turn an exaction due to the impact on the quality of service provided to the users. For example, low transmission powers can leave users without connection, while high transmission powers can contribute to inter radios interference. Furthermore, the interference can be raised on the unplanned reuse of the radio resources, resulting in low data transmission per radio resource, as the under-reuse of radio resources limits the overall data transmission capacity. A solution to control the transmission power, assign the spectral radio resources, and ensure the service to the users is essential. In this thesis, we propose an Adaptive Monte Carlo algorithm to perform global energy efficient resource allocation for Heterogeneous Cloud Radio Access Network (HCRAN) architectures, which are forecast as future fifth-generation (5G) networks. We argue that our global proposal offers an efficient solution to the resource allocation for both high and low density scenarios. Our contributions are threefold: (i) the proposal of a global approach to the radio resource assignment problem in H-CRAN architecture, whose stochastic character ensures an overall solution space sampling; (ii) a critical comparison between our global solution and a local model; (iii) the demonstration that, for high density scenarios, Energy Efficiency is not a well suited metric for efficient allocation, considering data rate capacity, fairness, and served users. Moreover, we compare our proposal against three state-of-the-art resource allocation algorithms for 5G networks.

O problema de lidar com a mobilidade dos usuários existe desde que os dispositivos móveis se tornaram capazes de lidar com conteúdo multimídia e ainda é um dos desafios mais relevantes na área de redes de computadores. A arquitetura de Internet convencional é inadequada em lidar com um número cada vez maior de dispositivos móveis que estão tanto consumindo quanto produzindo conteúdo. Named Data Networking (NDN) é uma arquitetura de rede que pode potencialmente superar este desafio de mobilidade. Ela suporta a mobilidade do consumidor nativamente, mas não oferece o mesmo nível de suporte para a mobilidade de conteúdo. A mobilidade de conteúdo exige garantir que os consumidores consigam encontrar e recuperar o conteúdo desejado mesmo quando o produtor correspondente (ou o hospedeiro principal) não estiver disponível. Nesta tese, propomos o PDRM (Proactive Data Replication Mechanism), um mecanismo de replicação de dados proativo e consciente de localização, que aumenta a disponibilidade de conteúdo através da redundância de dados no contexto da arquitetura NDN. Ele explora os recursos disponíveis dos usuários finais na vizinhança para melhorar a disponibilidade de conteúdo, mesmo no caso da mobilidade do produtor. Ao longo da tese, discutimos o projeto do PDRM, avaliamos o impacto do número de provedores disponíveis na vizinhança e a capacidade de cache na rede em sua operação e comparamos seu desempenho com NDN padrão e duas propostas do estado-da-arte. A avaliação indica que o PDRM melhora o suporte à mobilidade de conteúdo devido ao uso de informações de popularidade dos objetos e recursos extras na vizinhança para ajudar a replicação pró-ativa. Os resultados mostram que o PDRM pode reduzir os tempos de download até 53,55%, o carregamento do produtor até 71,6%, o tráfego entre domínios até 46,5% e a sobrecarga gerada até 25% em comparação com NDN padrão e os demais mecanismos avaliados. / The problem of handling user mobility has been around since mobile devices became capable of handling multimedia content and is still one of the most relevant challenges in networking. The conventional Internet architecture is inadequate in dealing with an ever-growing number of mobile devices that are both consuming and producing content. Named Data Networking (NDN) is a network architecture that can potentially overcome this mobility challenge. It supports consumer mobility by design but fails to offer the same level of support for content mobility. Content mobility requires guaranteeing that consumers manage to find and retrieve desired content even when the corresponding producer (or primary host) is not available. In this thesis, we propose PDRM, a Proactive and locality-aware Data Replication Mechanism that increases content availability through data redundancy in the context of the NDN architecture. It explores available resources from end-users in the vicinity to improve content availability even in the case of producer mobility. Throughout the thesis, we discuss the design of PDRM, evaluate the impact of the number of available providers in the vicinity and in-network cache capacity on its operation, and compare its performance to Vanilla NDN and two state-of-the-art proposals. The evaluation indicates that PDRM improves content mobility support due to using object popularity information and spare resources in the vicinity to help the proactive replication. Results show that PDRM can reduce the download times up to 53.55%, producer load up to 71.6%, inter-domain traffic up to 46.5%, and generated overhead up to 25% compared to Vanilla NDN and other evaluated mechanisms.

Redes Definidas por Software ajudam a simplificar a programabilidade da rede ao desacoplar o plano de controle dos dispositivos de encaminhamento, e implementá-lo em um controlador logicamente centralizado. Apesar de permitir uma separação de conceitos mais clara, essa característica cria também uma relação de dependência entre controlador e dispositivos. Falhas no plano de controle prejudicam a visibilidade do estado da rede no controlador e podem tornar a rede inutilizável caso os dispositivos de encaminhamento sejam isolados. A relevância deste problema motivou uma série de propostas, incluindo a distribuição física de instâncias de controle e a delegação de tarefas aos dispositivos de encaminhamento. Esta dissertação contém a proposta e a avaliação de uma arquitetura que usa redes celulares de dados (4G) como enlaces reservas para o plano de controle. Nenhum trabalho anterior explorou esta ideia, apesar da pesquisa recente envolvendo Redes Definidas por Software e redes sem fio. A avaliação experimental permite uma melhor compreensão ao responder três perguntas: (i) Como o comportamento do tráfego do plano de controle é afetado pelas características de enlaces celulares, (ii) quão rapidamente o plano de controle é migrado para o enlace reserva quando uma falha ocorre e (iii) como funções de rede que dependem do estado da rede em um instante se comportam em tal arquitetura. Apesar da já esperada maior latência dos enlaces celulares, esta arquitetura mantém o funcionamento parcial de tarefas que dependem de visão global da rede quando falhas ocorrem nos enlaces primários, de maneira simples e com custo acessível. O grau de manutenção de tais tarefas é diretamente relacionado com sua dependência da rapidez de reação do plano de controle a eventos de rede. O principal benefício de prevenir a partição do plano de controle é a manutenção de uma visão global consistente da rede. / Software Defined Networks simplify network programmability by detaching the control plane from forwarding devices and deploying it into a logically centralized controller. While this allows a clearer separation of concerns, it also creates a dependency between them. Failures in the control plane break the controller view of the network state and could render the network unusable if forwarding devices cannot be reached. The relevance of this problem has led to a range of proposals, including physical distribution of controller instances and delegation of concerns to forwarding devices. This dissertation features the proposal and evaluation of an architecture that leverages cellular data networks (4G) as control plane backup links. No previous work has explored this idea, despite the recent research intersecting SDN and wireless networks. The experimental evaluation provides insights towards answering three research questions: (i) How is the behavior of control plane traffic affected by the characteristics of cellular links, (ii) how quickly is the control plane handed over to the backup link when a failure occurs and (iii) how well do network functions that rely on a snapshot of the network state behave on such an architecture. Despite the expected higher latency of cellular links, this architecture maintains partial functionality of tasks that depend on global network awareness when failures occur in primary control links in a simple, affordable fashion. The degree to which the functionality of these tasks is maintained is directly related to its dependency on the timeliness of control plane reaction to network events. The main benefit of preventing control plane partition is to maintain a consistent global view of the network.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, Mestrado em Informática, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-05-19T13:56:52Z No. of bitstreams: 1 2014_HenriquePereiraFreitasFilho.pdf: 2251898 bytes, checksum: 3bfb7502120c559331f932b9cbbc0677 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-06-06T13:42:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_HenriquePereiraFreitasFilho.pdf: 2251898 bytes, checksum: 3bfb7502120c559331f932b9cbbc0677 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-06T13:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_HenriquePereiraFreitasFilho.pdf: 2251898 bytes, checksum: 3bfb7502120c559331f932b9cbbc0677 (MD5) / O ambiente computacional baseado na comunicação sem fio, tornou possível o acesso à informação em qualquer lugar e a qualquer momento, o que é favorável para a coleta de dados em pesquisas de campo. A maioria das arquiteturas de coleta de dados existentes atendem uma causa específica, utilizando tecnologias específicas que são limitadas no que se refere ao tipo de dados, tipo de redes, tipo de sincronização e tipo de dispositivo. Esta pesquisa apresenta uma arquitetura de coleta de dados para pesquisas de campo que funciona em ambientes computacionais heterogêneos e que suporta dados geográficos vetoriais. A arquitetura foi implementada e validada em um estudo de caso realizado no Instituto de Geociências (IG) da Universidade de Brasília (UnB). ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The computational environment based on wireless communication, made possible to information access anywhere and any time, which is favourable for collecting data in eld research. Most of collecting existing data architectures meet a specific cause, using specific technologies that are limited with regard to the type of data, type of network, type of synchronization and device type. This research presents an architecture of data collection for eld researches that works in heterogeneous computational environments and supports vector spatial data. The architecture was implemented and validated in a case study conducted at the Institute of Geosciences (IG) of the University of Brasilia (UnB).

Devido à sua constante evolução, associada ao surgimento contínuo de novas tecnologias, a computação tem se tornado cada vez mais presente no cotidiano das pessoas, sendo utilizada não só no meio acadêmico e corporativo, mas também no entretenimento e no auxílio às atividades pessoais, entre outros. Nesse contexto, vem ocorrendo um grande avanço em termos de redução de custo e de aumento da variedade de dispositivos do tipo Personal Digital Assistants (PDAs). Esse avanço aumenta a demanda por aplicações que explorem esses equipamentos, mas são poucas as ferramentas que auxiliam no desenvolvimento dessas aplicações. O objetivo da presente pesquisa foi investigar o desenvolvimento de aplicações para dispositivos móveis, especificamente para PDAs, com independência de plataforma. A abordagem adotada foi a extensão da ferramenta MCards, um construtor de aplicações para PDAs, com o propósito de permitir a geração de aplicações para dispositivos móveis com a utilização da tecnologia J2ME (Java 2 Micro Edition). Para tanto, foi necessário, inicialmente, um entendimento do protótipo disponível da ferramenta MCards realizado através da aplicação de um processo de Engenharia Reversa na ferramenta MCards, baseando-se no modelo FUSION-RE/I. Foram executadas, também, manutenções na ferramenta com a finalidade de corrigir imperfeições e problemas de execução e de melhorar suas funcionalidades. Após o processo de Engenharia Reversa e manutenção da ferramenta, foi implementado e incorporado à ferramenta MCards o módulo de geração de aplicações J2ME. O módulo de geração de aplicações J2ME transforma a especificação abstrata, gerada pela manipulação do usuário no editor visual da ferramenta MCards, em código para a tecnologia J2ME com a utilização do perfil CDC / Personal Profile, compilando o código gerado para dar origem aos arquivos da aplicação J2ME que serão utilizados para instalação no dispositivo móvel. / Mobile devices such as Personal Digital Assistants (PDAs) have grown up and number and models, while their cost has been continuously decreasing. Although this scenario indicates that there is a demand for tools that support the development of applications for mobile devices, the literature does not report platform-independent tools. The aim of this research was to investigate the development of applications for mobile devices in a platform-independent way. We have elected to extend an existing prototype tool that supported the development of Palm OS applications, MCards, so that it supported the development of applications using J2ME (Java 2 Micro Edition). We first carried out a reverse engineering process, using FUSION-RE/I, which lead to the understanding of the prototype along with the production of a new, more stable and documented version. We then investigated the process of application generation for the J2ME platform and proposed an extension to MCards that supported both Palm OS and J2ME. In the extended version, the J2ME module transforms an abstract specification, generated with the MCards visual editor, in J2ME code using the CDC/Personal profile. As a result, the extended MCards tool supports the development of applications for the two most common platforms for mobile devices, Palm Os, Pocket PC and Symbian OS.

Redes Definidas por Software ajudam a simplificar a programabilidade da rede ao desacoplar o plano de controle dos dispositivos de encaminhamento, e implementá-lo em um controlador logicamente centralizado. Apesar de permitir uma separação de conceitos mais clara, essa característica cria também uma relação de dependência entre controlador e dispositivos. Falhas no plano de controle prejudicam a visibilidade do estado da rede no controlador e podem tornar a rede inutilizável caso os dispositivos de encaminhamento sejam isolados. A relevância deste problema motivou uma série de propostas, incluindo a distribuição física de instâncias de controle e a delegação de tarefas aos dispositivos de encaminhamento. Esta dissertação contém a proposta e a avaliação de uma arquitetura que usa redes celulares de dados (4G) como enlaces reservas para o plano de controle. Nenhum trabalho anterior explorou esta ideia, apesar da pesquisa recente envolvendo Redes Definidas por Software e redes sem fio. A avaliação experimental permite uma melhor compreensão ao responder três perguntas: (i) Como o comportamento do tráfego do plano de controle é afetado pelas características de enlaces celulares, (ii) quão rapidamente o plano de controle é migrado para o enlace reserva quando uma falha ocorre e (iii) como funções de rede que dependem do estado da rede em um instante se comportam em tal arquitetura. Apesar da já esperada maior latência dos enlaces celulares, esta arquitetura mantém o funcionamento parcial de tarefas que dependem de visão global da rede quando falhas ocorrem nos enlaces primários, de maneira simples e com custo acessível. O grau de manutenção de tais tarefas é diretamente relacionado com sua dependência da rapidez de reação do plano de controle a eventos de rede. O principal benefício de prevenir a partição do plano de controle é a manutenção de uma visão global consistente da rede. / Software Defined Networks simplify network programmability by detaching the control plane from forwarding devices and deploying it into a logically centralized controller. While this allows a clearer separation of concerns, it also creates a dependency between them. Failures in the control plane break the controller view of the network state and could render the network unusable if forwarding devices cannot be reached. The relevance of this problem has led to a range of proposals, including physical distribution of controller instances and delegation of concerns to forwarding devices. This dissertation features the proposal and evaluation of an architecture that leverages cellular data networks (4G) as control plane backup links. No previous work has explored this idea, despite the recent research intersecting SDN and wireless networks. The experimental evaluation provides insights towards answering three research questions: (i) How is the behavior of control plane traffic affected by the characteristics of cellular links, (ii) how quickly is the control plane handed over to the backup link when a failure occurs and (iii) how well do network functions that rely on a snapshot of the network state behave on such an architecture. Despite the expected higher latency of cellular links, this architecture maintains partial functionality of tasks that depend on global network awareness when failures occur in primary control links in a simple, affordable fashion. The degree to which the functionality of these tasks is maintained is directly related to its dependency on the timeliness of control plane reaction to network events. The main benefit of preventing control plane partition is to maintain a consistent global view of the network.

A computação em grid (ou computação em grade) emergiu como uma área de pesquisa importante por permitir o compartilhamento de recursos computacionais geograficamente distribuídos entre vários usuários. Contudo, a heterogeneidade e a dinâmica do comportamento dos recursos em ambientes de grid tornam complexos o desenvolvimento e a execução de aplicações. OurGrid é uma plataforma de software que procura contornar estas dificuldades: além de permitir a execução de aplicações distribuídas em ambientes de computação em grid, oferece e gerencia um esquema de troca de favores entre usuários. Neste esquema, instituições (ou usuários) que possuam recursos ociosos podem oferecê-los a outros que deles necessitem. Quanto mais um domínio oferecer recursos ao grid, mais será favorecido quando precisar, ou seja, terá prioridade mais alta quando requisitar máquinas ao grid. O software MyGrid é o principal componente do OurGrid. É através dele que o usuário interage com o grid, submetendo e gerenciando suas aplicações. No modelo de execução do MyGrid, as tarefas são lançadas por um nó central que coordena todo o escalonamento de tarefas que serão executadas no grid. Este nó apresenta uma fragilidade caracterizada na literatura como "ponto único de falhas", pois seu colapso faz com que os resultados do processamento corrente sejam perdidos. Isto pode significar horas ou, até mesmo, dias de processamento perdido, dependendo das aplicações. Visando suprir esta deficiência, este trabalho descreve o funcionamento e a implementação de um mecanismo de checkpointing (ou salvamento de estado), usado como base para a recuperação por retorno, que permite ao sistema voltar a um estado consistente, minimizando a perda de dados, após uma falha no nó central do MyGrid. Assim, ele salva, de forma estável, o estado da aplicação (estruturas de dados e informações de controle imprescindíveis) capaz de restaurar o sistema após o colapso, oferecendo uma alternativa à sua característica de ponto único de falhas. Os checkpoints são obtidos e salvos a cada mudança de estado do escalonador de tarefas do nó central. A eficiência do mecanismo de recuperação é comprovada através de experimentos que exercitam este mecanismo em cenários com diferentes características, visando validar e avaliar o impacto real no desempenho do MyGrid. / The grid computing has emerged as an important research area because it allows sharing geographically distributed computing resources among several users. However, resources in a grid are highly heterogeneous and dynamic, turning complex the development and the execution of applications. OurGrid is a software platform that intends to reduce these difficulties. Besides allowing the execution of distributed applications in grid environments, it offers and gives support to an exchange of favors between users. In this way, institutions (or users) that have idle resources can offer them to other users. The more resources a domain offers to the grid, the more it will be favored when in need. It will have higher priority when requesting machines to grid. MyGrid software is the main component of OurGrid: it constitutes the interface for user interaction as well as application submission and management. In the execution model of MyGrid, tasks are launched by a central node (home-machine), which manages the scheduling of tasks to be executed in the grid. This node constitutes a "single point of failure", because its crash causes the loss of results of the previous processing. Depending on the particular applications, this loss can be the result of hours or days of processing time. This dissertation aims to reduce the consequences of this problem offering an alternative to the single point of failure: here is proposed and implemented a checkpointing mechanism, used as basis for the rollback recovery. Checkpoints are taken synchronously with the state changes of the scheduler on the central node. After a failure affecting the home-machine of MyGrid, the system recovers information on the state of the application (data structures and essential control information) and results of previous computation, saved in stable storage, minimizing the loss of data. The efficiency of the recovery mechanism and its impact over MyGrid are evaluated through experiments that exercise this mechanism in scenarios with different characteristics.

Submitted by Lucelia Lucena (lucelia.lucena@ufpe.br) on 2015-03-06T18:52:25Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Danilo Mendonça Oliveira.pdf: 2175842 bytes, checksum: 79c892912cfed4dad66b472b6c703daa (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T18:52:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Danilo Mendonça Oliveira.pdf: 2175842 bytes, checksum: 79c892912cfed4dad66b472b6c703daa (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Mobile cloud computing (MCC) é um novo paradigma computacional que tem como objetivo melhorar a capacidade de dispositivos móveis através do provisionamento de recursos virtualizados de uma infraestrutura de nuvem. Enquanto que a MCC melhora consideravelmente as habilidades de tais dispositivos, também impõe a dependência em tempo integral de uma conexão sem fio com a Internet. Além disso, questões como descarga de bateria, falhas no dispositivo móvel, bugs de aplicação e interrupções no serviço em nuvem, podem representar obstáculos na disseminação deste paradigma. Sendo um paradigma tão recente, poucos esforços foram feitos no sentido de estudar os impactos destes tipos de falhas sobre atributos de dependabilidade. Desta forma, nosso trabalho tem como proposta oferecer uma metodologia de avaliação de disponibilidade em arquiteturas de mobile cloud. A metodologia é dividida em três partes. Primeiro, definimos uma arquitetura base, onde não há mecanismos de redundância e tolerância à falhas. Avaliamos a disponibilidade desta arquitetura por meio de um modelo hierárquico composto de diagramas de blocos de confiabilidade (RBD) e cadeias de Markov de tempo contínuo (CTMC), e validamos o modelo através de um testbed de injeção de falhas e por simulação. Na segunda parte, apresentamos três adaptações do cenário base que tem como objetivo o aumento da disponibilidade estacionária. Estes três cenários são avaliados em termos de disponibilidade e downtime anual, através de extensões do modelo previamente validado. Por último, selecionamos uma das arquiteturas e realizamos uma investigação mais detalhada dos efeitos do uso de interfaces wireless sobre o consumo energético do dispositivo e seu impacto na disponibilidade, utilizando modelos em redes de Petri estocásticas. Nossos resultados mostram a efetividade da arquitetura cloudlet na melhoria da disponibilidade do sistema em comparação ao cenário base. Também concluímos que em aplicações móveis que se conectam à nuvem através de múltiplas interfaces de rede (3G e WiFi), melhorias na estabilidade do sinal WiFi promovem um aumento de disponibilidade significativo, além de aumentar o tempo de autonomia da bateria do dispositivo.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:57:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3213_1.pdf: 1877704 bytes, checksum: 5ddb642d1f7d5a8d7b5f8619d28609e7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Com o avanço da maturidade das redes de comunicação sem fio e da popularidade e diversidade dos dispositivos de computação portátil, estamos chegando a um estágio onde podemos ter comunicação em qualquer lugar e a qualquer momento de uma forma mais transparente. As redes móveis ad hoc (MANETs - Mobile Ad Hoc Networks) surgem como uma infra-estrutura de comunicação essencial para dar suporte às aplicações onde é possível ter interação espontânea e o acesso/compartilhamento de informação entre os hosts móveis sem uma configuração prévia. Adicionalmente, a natureza de distribuição dinâmica e móvel das aplicações para MANETs e as características presentes nesse tipo de rede requerem a necessidade do uso de middleware específico para dar suporte ao desenvolvimento dessas aplicações. No entanto, soluções tradicionais de middleware para rede fixa não se aplicam a este cenário devido à mobilidade dinâmica dos hosts e às restrições de conectividade. Assim, tanto os desenvolvedores de middleware quanto os desenvolvedores de aplicações têm que tratar os desafios trazidos pelas características das MANETs. Além disso, as soluções propostas por trabalhos relacionados na área não contemplam todos os problemas trazidos por este ambiente. Objetivando a melhoria do desenvolvimento de sistemas distribuídos para este cenário através do reuso de software, este trabalho busca generalizar os inúmeros esforços na direção de desenvolvimento de middleware para suportar aplicações sobre MANETs. Desta forma, esta dissertação apresenta um framework de sistemas de middleware, Spontaneousware, e conseqüentemente o Sw-Bluj, um middleware para a plataforma Java Micro Edition (CLDC/MIDP) e rede Bluetooth. Por fim, foi realizado um estudo experimental formal com o propósito de evidenciar o real impacto e a contribuição do Spontaneousware, bem como do Sw-Bluj, no processo de desenvolvimento de sistemas móveis para redes ad hoc