[pt] As comunidades sociais online sao cada vez mais utilizadas como plataformas para diversas formas de interacao e compartilhamento de informacões, tanto em forma sincrona (em tempo real) quanto de forma assincrona. A perspectiva do acoplamento da computacao social com a capacidade atual de sensoriamento dos dispositivos moveis torna possível o desenvolvimento de aplicativos sociais com maior grau de sensibilidade ao contexto, de deteccao de atividades de individuos e grupos e também de uma interacao social implicita atraves do compartilhamento de informacoes de contexto. Alem do contexto pervasivo obtido a partir dos dispositivos moveis, os veinculos e interacoes do usuario nas redes sociais tambem podem ser considerados ricas fontes de informacao para aplicacoes pervasivas. O Mobile Social Gateway (MoSoGw) e um servico web que fornece uma interface generica para transferencia de informacao de uma forma otimizada entre os dispositivos moveis e diferentes redes sociais, bem como servicos de terceiros. Sua interface e generica na medida em que torna transparente para o aplicativo movel cliente a interacao com essas redes sociais e servicos de terceiros. O desempenho e a escalabilidade tambem foram levados em consideracao durante a concepcao e implementacao do MoSoGw. No contexto desta dissertacao, o termo escalabilidade deve ser entendido como a capacidade que a aplicacao tem de suportar um volume crescente de usuarios móveis ou estar preparada para esse crescimento. Assim, tanto a arquitetura quanto as tecnologias utilizadas em seu desenvolvimento foram cuidadosamente escolhidas de forma a escalar para milhares de clientes e suportar o alto volume de requisicoes simultaneas. / [en] Online social communities are increasingly used as platforms for manifold forms of interaction and information sharing, both in real-time and asynchronous. The prospect of coupling social computing with sensing capabilities of current mobile devices makes it possible to provide social applications with higher degrees of context-awareness, detection of activities of individuals and groups, as well as implicit social interaction through sharing of context-sensitive information. In addition to the pervasive context obtained from the mobile devices, the links and user interactions in social networks can be regarded as rich sources of information for pervasive applications. Mobile Social Gateway (MoSoGw) is a web service that provides a generic interface for optimized information transfer between mobile devices and different social networks, as well as third-party web services. Its interface is generic in that it makes transparent to the mobile client application the interaction with social networks and web services. Performance and scalability were major concerns when designing and implementing MoSoGw. Hence, its architecture and all technologies used in its development have been carefully chosen so as to scale to thousands of clients and support high volume of concurrent requests.

[pt] A computação ubíqua aliada ao avanço tecnológico de sensores definiu um novo cenário no qual a integração de diversos recursos computacionais pode contribuir para que um conjunto de serviços e funcionalidades esteja disponível ao usuário sempre que necessário. Um subconjunto desta área é de sistemas sensíveis às atividades realizadas por seus usuários, isto é, sistemas que utilizam informações sobre o que o usuário está fazendo. Nesses sistemas, mecanismos de inferência são essenciais para reconhecer ações do usuário e permitir que o comportamento do sistema se adapte a estas ações. Entretanto, como esses ambientes são caracterizados por uma elevada troca de informações, o desenvolvimento deste tipo de sistema não é uma tarefa trivial e possui como desafios: privacidade, desempenho, complexidade e ambigüidade das informações coletadas. O objetivo deste trabalho é propor uma arquitetura para sistemas de inferências de atividades do usuário. Para atingir esse objetivo, definimos um conjunto de componentes que representam funções especificas do processo de inferência. Com o objetivo de analisar a viabilidade da arquitetura proposta, desenvolvemos, avaliamos e relatamos um protótipo de sistema baseado na arquitetura. / [en] The ubiquitous computing combined with the advance of sensor technology creates a scenario in which the integration of several computing resources is used to keep a set of services and features available to the user whenever necessary. A particular trend in this area is the activity based systems, i.e., systems that are aware of the activity played by the user. In these systems, inference engine is essential to recognize user’s actions and allow the systems to adapt its behavior according to user’s actions. Though, the development of this type of systems is not a trivial task as the high rate of information exchanged brings challenges related to privacy, performance and information management. In this work we propose an architecture for activity inference systems. To achieve this goal, we define a set of components that perform important roles in the inference process. Finally, to show the feasibility of this approach, we designed, implemented and evaluated a system based on the proposed architecture.

[pt] Aplicações móveis devem possuir a capacidade de adaptar seu funcionamento a mudanças no contexto computacional do dispositivo e do usuário. Demandas específicas e espontâneas do usuário, a disponibilidade e a variabilidade de recursos como energia ou conectividade sem fio, assim como mudanças na localização do usuário são possíveis motivos para tais adaptações, que geralmente visam a adequar seu funcionamento ao novo contexto, otimizar o seu desempenho ou personalizar a interface com o usuário. Com o objetivo de oferecer ao desenvolvedor de aplicações móveis maior facilidade na implementação de aplicações dinamicamente adaptáveis, o middleware Kaluana define um modelo de componentes orientado a serviços. Este modelo permite a composição, reconfiguração e implantação de componentes. Aplicações implementadas sobre o middleware podem realizar composições entre componentes em tempo de execução. Logo, essas aplicações são dinamicamente adaptáveis, aproveitando-se das características do modelo. O desenvolvimento de componentes é agilizado por meio do uso de ferramentas de reflexão computacional e orientação a serviços para prover abstrações adequadas ao desenvolvedor. A implementação de aplicações adaptáveis consiste na utilização destes componentes de software. Kaluana foi implementado sobre a plataforma móvel Android e foi testado para aplicações móveis sensíveis a localização e baseadas em mapas. / [en] Mobile applications should have the ability to adapt their behaviour according to changes in their context. Specific or spontaneous user requests, variations in the availability of system resources, like energy or wireless connectivity, or changes of the user’s location are possible reasons for such adaptations, that usually aim to adjust the application’s operation to the new context, optimize its performance or personalize its user interface. Aiming to offer greater facility for implementing dynamically adaptive mobile applications, the Kaluana middleware defines a service-oriented component based model. This model supports dynamic component composition, reconfiguration and deployment. Applications executed on the middleware can compose Kaluana components at execution time. Therefore, these applications are dynamically adaptive, taking advantage of the model features. The components development is faster due to usage of computational reflection tools and service orientation concepts that provide adequate abstractions to the developer. This way, dynamic adaptable applications built upon Kaluana consist on compositions of these software components. Kaluana was implemented on the top of Android platform and was tested for the development of map based location-aware mobile applications.

[pt] Serviços para disseminação de informações (serviços push) têm sido amplamente utilizados, em particular para aplicações envolvendo usuários móveis. Estes serviços geralmente atendem a dispositivos com recursos bem diferenciados e em contextos de execução (conectividade sem fio, reserva de energia, etc.) distintos, fazendo necessário adaptar o conteúdo difundido dinamica- e individualmente para cada cliente. Uma vez que muitas adaptações de conteúdo envolvem operações custosas e demandam alto poder de processamento, estas não devem ser realizadas nos clientes móveis. Por outro lado, executar no servidor, as adaptações para cada cliente móvel, torna- se pouco eficiente e escalável. Assim, em tais serviços, é comum utilizar-se intermediários dedicados às adaptações de conteúdo (de acordo com o contexto) dos clientes. Comunicação assíncrona, como publish/subscribe, é considerada por muitos como a mais apropriada para este tipo de serviço. Por outro lado, sistemas para adaptação de conteúdo sensível a contexto não dão suporte a este tipo de comunicação, até porque a adaptação precisa ser individual, e portanto conflita com o paradigma de comunicação um-para-muitos. Neste trabalho apresentamos uma arquitetura para sistemas publish/subscribe com adaptação sensível a contexto, que utiliza um algoritmo que otimiza a adaptação de conteúdo para grandes conjuntos de clientes de uma difusão. / [en] Services for information dissemination (push services) are being widely used, in particular for applications involving mobile users. These services generally serve devices with diferent resources and with distinct execution contexts (wireless connectivity, energy source, etc.), making it necessary to adapt disseminated content individual and dynamically for each client. Since many content adaptations involve costly operations and demand high processing power, these should not be executed at the mobile clients. On the other hand, it is neither efficient nor scalable to execute the adaptations for each mobile client at the server. Thus, in such services, it is common to use proxies dedicated to content adaptations (based on the context) of clients. Asynchronous communication, such as publish/- subscribe, is considered the most appropriate form of communication for this type of service. On the other hand, systems for context-aware content adaptation do not support this type of communication. In this thesis we present an architecture for publish/subscribe systems with context-aware content adaptation, that uses an algorithm that optimizes the content adaptation for large sets of clients.

[pt] Dispositivos portáteis dotados de computador são cada vez mais utilizados em diversos domínios de aplicações. Juntamente com as redes de telecomunicações provêem a base tecnológica para a computação móvel. Neste ambiente, os Sistemas de Gerência de Bancos de Dados (SGBDs) podem fornecer todos os mecanismos para confiança, segurança, disponibilidade, integridade e acesso eficiente a dados persistentes. Estes SGBDs podem estar localizados na rede com fio (fixa), desempenhando seu papel convencional de servidor de banco de dados, ou podem prover dados para computadores móveis e tecnologias relacionadas. Vários modelos para transações em banco de dados para o ambiente de computação móvel têm sido propostos. No entanto, não satisfazem plenamente as características únicas deste tipo de ambiente, tais como desconexões freqüentes, fraca conectividade na rede sem fio e a movimentação dos clientes. Esta tese tem por objetivo propor um modelo de computação que permita a integração de um SGBD a um ambiente de computação móvel. É apresentado um novo modelo de transações de banco de dados em múltiplos níveis no sentido de garantir o atendimento dos requisitos da computação móvel e as propriedades ACID de transações, onde há participação efetiva do SGBD. O modelo é definido em lógica de primeira ordem seguindo o formalismo ACTA. A implementação desse modelo de transações é apresentada em uma arquitetura que faz uso das abordagens de frameworks orientados a objetos e agentes de software, de forma a tratar com maior eficiência as especificidades do ambiente de computação móvel. Finalmente, é feita uma comparação entre alguns dos modelos mais relevantes de transações para bancos de dados no ambiente de computação móvel e o modelo proposto nesta tese, ressaltando o tratamento dado às propriedades ACID das transações de banco de dados. / [en] Portable computerized devices have become widely used in many different application domains and are, together with telecommunication networks, the underlying technology for mobile computing. In this environment Data- base Management Systems (DBMS) may provide reliability, security and availability, besides data integrity and efficiency persistent data access. These DBMS might be located either in conventional (fixed) networks, with the conventional data server role, or might serve global and local data for mobile computers and related technology. There are many transaction models for mobile database management. However, the particular characteristics of this mobile environment, such as frequent disconnections, weak and intermittent connectivity of wireless networks and clients movement, are not always well addressed. The goal of this thesis is to propose a computational model that enables the integration of a DBMS to a mobile environment. Indeed, we present a new multi-level database transactional model in order to handle mobile requirements and ACID transaction properties, where a DBMS is present. Our model is defined using the ACTA formalism based in first-order logic. The implementation of proposed transaction model becomes feasible through the use of object-oriented frameworks and software agents, with gave support to deal with the particularities of the mobile computing environment. Finally, we give a comparison between the most relevant transaction models for the mobile computing environment and our proposed model, emphasizing the treatment given to the ACID transactions properties.

[pt] Os sistemas de gerência de workflow são freqüentemente utilizados para modelagem, monitoramento e execução coordenada de atividades realizadas por grupos de usuários em diferentes contextos. Com a atual proliferação de computadores portáteis e seu crescente poder de computação, os sistemas tradicionalmente desenvolvidos têm se mostrado, muitas vezes, excessivamente rígidos, limitando o grau de autonomia dos usuários. O objetivo deste trabalho é identificar e analisar diferentes técnicas de flexibilização e mecanismos que possam ser empregados em um sistema de gerência de work-flow destinado a dar suporte à operação desconectada. O principal desafio é garantir um nível de independência satisfatório entre grupos de pessoas trabalhando de forma conjunta que possibilite a realização coordenada de tarefas, com um objetivo global comum, em ambientes com desconexão. Para testar a viabilidade das idéias discutidas nesta dissertação, foi construído um sistema cujo projeto levou em conta os vários requisitos apresentados e que permite explorar características específicas de diferentes tipos de work-flow, buscando flexibilizar sua execução, sem comprometer a estruturação preestabelecida. / [en] Workflow management systems are frequently used for modeling, monitoring and controlling the coordinated execution of activities performed by workgroups in a variety of contexts. With the widespread use of portable computers and their growing computational power, conventional systems have often proved to be overly restrictive, effectively limiting the level of autonomy of the users involved. The primary goal of this work is to identify and analyze different flexibilization techniques and mechanisms that can be employed in a workflow management system aimed at supporting disconnected operation. The main challenge is to provide a satisfactory degree of independence among individuals in cooperating teams who share a common goal and work in disconnected environments. In order to test the viability of the ideas discussed in this dissertation, a system was built whose design met the requirements presented in the text and which allows the exploration of specific features of different kinds of workflow so as to enhance execution flexibility, without compromising the predefined structure.

[pt] Em torno de 50 por cento das pessoas com autismo apresentam dificuldades em desenvolver qualquer tipo de linguagem funcional. Este estudo apresenta o desenvolvimento e avaliação de um jogo colaborativo multiusuário para interface tangível portável. O jogo foi projetado a partir de requerimentos de um grupo de crianças com autismo, visando estimular a comunicação mediante estratégias colaborativas. Para isso, o jogo foi projetado para interação por duplas de usuários. Cada usuário dispõe de uma interface tangível portável para compartilhar recursos do jogo. Esse compartilhamento e observado pela dupla numa tela maior. O jogo foi avaliado seguindo aspectos de pesquisa relacionados com o interesse dos usuários frente a tecnologia, a percepção de cada usuario do seu interlocutor e as intenções de comunicação geradas entre os usuários para conseguirem colaborar entre si. Foram realizados testes durante 8 semanas com 4 crianças com autismo. Os resultados indicam que tanto o ambiente proporcionado pela tecnologia utilizada quanto as estratégias do jogo permitiram estimular nos usuários, em um ou outro grau, a comunicação através desse espaço de compartilhamento. / [en] About 50 per cent of people diagnosed with autism have dificulties in developing any kind of functional language. This paper presents the development and evaluation of a multi-user collaborative game for mobile tangible interfaces. The game was designed based on requirements of a group of children with autism, in order to stimulate communication through collaborative strategies. The game was designed for interaction by pairs of users. Each user has a mobile tangible interface to share game resources and a TV as a shared space. The game was evaluated following research aspects related to the interest of the users on the technology, the perception of each user s interlocutor and communication intentions observed between the users to collaborate with each other. Tests were carried out for 8 weeks with 4 children with autism. The results indicate that both the environment provided by the technology used as well as the strategies of the game have stimulated the users communication through this shared space.

[pt] A atual evolução dos dispositivos computacionais móveis e a crescente ubiqüidade de redes sem fio possibilitam o desenvolvimento de serviços e aplicativos para colaboração entre usuários móveis nos mais variados ambientes como em domicílios, lugares públicos, universidades, empresas, entre outros. Em uma sala de aula, acredita-se que o uso de dispositivos móveis (com capacidade de comunicação sem fio) torna o aprendizado mais interativo e estimulante. Este trabalho descreve um aplicativo distribuído, denominado iPH (Interactive Presenter for Handhelds), que possibilita o compartilhamento e a co-edição de transparências entre o instrutor e os aprendizes em sala de aula, e os componentes de middleware utilizados no desenvolvimento do mesmo. O iPH pode ser executado em diferentes tipos de dispositivos como tablet pcs, notebooks e handhelds (palmtops ou smartphones), e acessa informações de contexto computacional do dispositivo para efetuar auto-adaptações na sua funcionalidade, para entre outros, melhorar a interação com o usuário. / [en] The ongoing improvement of portable devices and the increasing ubiquity of wireless networks enable the development of services and applications for anyplace- any-time collaboration among mobile users in many different environments, such as at home, in public areas, in universities, in companies, among others. It is expected that the use of portable, wireless-enabled devices in classrooms improves the interaction and engagement in the learning process. This work describes a distributed application named iPH (Interactive Presenter for Handhelds) that supports the sharing and co-edition of presentations among an instructor and students of a classroom, as well as the middleware components used for the development of iPH. This system can be executed on a wide range of devices, such as tablets, notebooks and handhelds (palmtops or smartphones), and uses the device`s context information to adapt itself to improve, for example, the interaction with the user.

[pt] Tratamento de erros em aplicações móveis sensíveis ao contexto não é uma tarefa trivial devido às características peculiares destes sistemas, como mobilidade, comunicação assíncrona e aumento de imprevisibilidade. Mecanismos convencionais de tratamento de exceções não podem ser utilizados por vários motivos. Primeiro, a propagação de erros deve considerar as mudanças contextuais que ocorrem constantemente nestes sistemas. Segundo, as atividades de recuperação de erros e a estratégia de tratamento de exceções também precisam freqüentemente ser selecionadas de acordo com as informações de contexto. Terceiro, a própria caracterização de uma exceção pode depender do contexto dos dispositivos envolvidos. Embora vários middlewares orientados a contexto ofereçam suporte ao desenvolvimento de aplicações móveis, estes sistemas raramente fornecem suporte adequado ao tratamento de exceções. Este trabalho realiza uma análise das soluções existentes para tratamento de exceções, considerando os requisitos de sensibilidade ao contexto. Além disso, são propostos um modelo para tratamento de exceções sensível ao contexto e um mecanismo implementado a partir de MoCA (Mobile Collaboration Architecture). MoCA é um middleware publish-subscribe que oferece suporte ao desenvolvimento de aplicações móveis colaborativas através da incorporação de serviços de contexto. Finalmente, este trabalho avalia o mecanismo de exceções proposto através de sua utilização em alguns protótipos de aplicações colaborativas desenvolvidas a partir de MoCA. Através do mecanismo, foram implementadas diferentes estratégias de tratamento de exceções que consideram as informações de contexto das aplicações. / [en] Context-sensitive exception handling on mobile systems is not a trivial task due to their intrinsic characteristics: mobility, asynchrony and increased unpredictability. Conventional mechanisms of exception handling can not be used for many reasons. First, error propagation needs considering the contextual changes that often occur in these systems. Second, error recovery and exception handling strategies also frequently need to be selected according to contextual information. Third, the characterization of an exception may depend on the contextual situation of involved devices. Even though there are now several context-oriented middleware systems that provide support for the development of mobile applications, they rarely provide explicit and adequate features for contextsensitive exception handling. This work presents an analysis of existing exception handling mechanisms, which to some extent consider the context-awareness requirements. Besides, it proposes a general model for context-sensitive exception handling and a supporting mechanism implemented using the MoCA (Mobile Collaboration Architecture) infrastructure. MoCA is a publish-subscribe middleware supporting the development of collaborative mobile applications by incorporating explicit services to empower software agents with contextsensitiveness. Finally, this paper reports our experience in implementing contextaware exception handling strategies in some prototype collaborative applications built with the MoCA system.

[pt] Aplicações para o monitoramento de frotas de veículos e sistemas de logística, coordenação em situações de emergência, monitoramento ambiental ou de gestão de força de trabalho móvel podem usar redes móveis como meio de comunicação, troca de informações e de coordenação entre um número possivelmente grande de nós móveis interligados por uma rede WAN. A maioria desses sistemas requer o monitoramento em tempo real das informações de contexto dos nós móveis, interação com todos os nós participantes, bem como meios de adaptação num cenário muito dinâmico, onde não é possível prever quando, onde e por quanto tempo os nós permanecerão conectados. As soluções atuais ainda não têm recursos essenciais necessários para a comunicação com os nós móveis, tais como a entrega confiável de mensagens, suporte a handover, resistência a conectividade intermitente, mudanças de endereço IP e firewall transversal. Esta tese propõe um modelo de gestão de dados que permite a implantação de uma rede de componentes de provedores de dados com disseminação e transformação rápida e confiável de informações entre milhares de nós móveis interligados através de internet sem fio. Os testes de desempenho indicam que o nosso modelo consegue escalar para milhares de nós móveis e suporta disseminação confiável, rápida e com alta taxa de transferência da informação entre milhares de provedores de contexto e consumidores de contexto móveis. / [en] Applications such as vehicle fleet monitoring and logistic systems, emergency response coordination, environmental monitoring or mobile workforce management, employ mobile networks as means of communication, information sharing and coordination among a possibly very large set of mobile nodes interconnected by a Wide Area Network (WAN). The majority of those systems thus requires real-time tracking of the mobile nodes context information, interaction with all participant nodes, as well as means of adaptability in a very dynamic scenario, where it is not possible to predict when, where and for how long the nodes will remain connected. Despite being a subject of much research, current solutions still lack essential features required for communication with mobile nodes, such as reliable message delivery, handover support, resilience to intermittent connectivity, IP address changes and firewall transversal. This thesis proposes a data management model that enables deployment of a network of Data Provider components with reliable and on-time dissemination and transformation of information among thousands of mobile nodes interconnected through wireless internet. Performance tests indicate that our model scales to thousands of mobile nodes and supports reliable, high throughput and on-time data dissemination between several thousands of mobile Data Providers and Data Consumers.