Submitted by Cristiane Chim (cristiane.chim@ucpel.edu.br) on 2018-04-11T13:39:26Z No. of bitstreams: 1 Mauricio Azevedo.pdf: 2285891 bytes, checksum: e622be8d22d47662c4346e296a191d93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-11T13:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mauricio Azevedo.pdf: 2285891 bytes, checksum: e622be8d22d47662c4346e296a191d93 (MD5) Previous issue date: 2017-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES# / #2075167498588264571# / #600 / We have witnessed the day-to-day evolution of the Internet of things, where the number of connected objects has had a steady growth. These objects interoperate exploring different communication features and provide information to a wide range of services and applications. This advance in the area of Internet of Things causes the computer resources become increasingly integrated into the routines of everyday life of its users, facilitating the collection and treatment of information of different natures in such areas as agriculture, health, among others. This growth, among other things, introduces the need of resources be identified, so that the user can have the information that is available in the computing environment of your interest. In this sense, the research for resource management in ubiquitous environments, such as those provided by the IoT, are incorporating study fronts seeking alternatives for resource identification occurs as transparent as possible, enabling the discovery and selection of resources available in the modern computing infrastructures. The G3PD (Group of research on Parallel and distributed Processing) has been articulating his studies related to IoT considering a middleware for providing solutions in this area, named EXEHDA (Execution Environment for Highly Distributed Applications). This dissertation aims to the central proposal of an architecture for Resource Discovery, directed to the scenario of the Internet of things, to be integrated into the middleware EXEHDA. The main features of the proposed architecture have been validated through prototyping and simulation, where their results turned out to be promising using technologies and Internet standards of Things already used by G3PD, corroborating research challenges in the area of resource discovery in the context of the Internet of Things. Keywords: Internet of Things, Ubicomp, Resource Discovery. / Temos presenciado dia-a-dia a evolução da Internet das Coisas, onde o número de objetos conectados vem tendo um crescimento constante. Estes objetos interoperam explorando diferentes recursos de comunicação e disponibilizam informações para uma ampla gama de serviços e aplicações. Este avanço na área da Internet das Coisas faz com que os recursos computacionais se tornem cada vez mais integrados às rotinas do dia-a-dia de seus usuários, facilitando a obtenção e o tratamento de informações de diferentes naturezas em áreas como agricultura, saúde, dentre outras. Este crescimento, dentre outros aspectos, introduz a necessidade dos recursos serem identificados, para que o usuário possa ter as informações que estão disponíveis no ambiente computacional de seu interesse. Neste sentido, as pesquisas para gerenciamento de recursos em ambientes computacionais, como os providos pela IoT, estão incorporando frentes de estudo buscando alternativas para que ocorra a identificação dos recursos da forma mais transparente possível, permitindo a descoberta e seleção de recursos disponibilizados nas infraestruturas computacionais modernas. O G3PD (Grupo de Pesquisa em Processamento Paralelo e Distribuído) vem articulando seus estudos relacionadas à IoT considerando um middleware para provimento de soluções nesta área, denominado EXEHDA (Execution Environment for Highly Distributed Applications). A presente dissertação tem por objetivo central a proposta de uma arquitetura para Descoberta de Recursos, direcionada ao cenário da Internet das Coisas, a ser integrada ao middleware EXEHDA. As principais funcionalidades da arquitetura proposta foram validadas por meio de prototipação e simulação, onde seus resultados se mostraram promissores fazendo uso de tecnologias e padrões voltados para a Internet das Coisas já utilizadas pelo G3PD, corroborando com os desafios de pesquisa na área de descoberta de recursos na perspectiva da Internet das Coisas.

Made available in DSpace on 2016-03-22T17:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dm2_rdilli.pdf: 6543916 bytes, checksum: c1e5f8d9e3780088d192fcc2919a072b (MD5) Previous issue date: 2010-03-11 / In ubiquitous environments resources should be shared so that they can be accessed from anywhere and anytime. In this approach the process of resource discovery plays an important role in adequately satisfy the requests for resources. This paper presents the proposed EXEHDA-SD, EXEHDA-Semantic Discovery, which consists of a mechanism for resource discovery for ubiquitous computing, which combines technologies into its architecture for the semantic processing of requests for resources, increasing expressiveness in representation and consultation. The mechanism provides for the dynamics in which resources enter and leave the environment and pursue issues such as scalability and user preferences. In this sense, the work includes a study on mechanisms of resource discovery in the context of ubiquitous computing and technology for semantic processing with the intention of substantiating the architectural choices of the mechanism. The EXEHDA-SD was modeled to be prototyped as a service to the EXEHDA middleware, enabling the execution of search for resources located in the cells of the ubiquitous environment, in a scalable perspective, through the use of ontologies and tools for handling. Processing ontology expands the capacity for representation of environmental resources and their location. The use of semantic description of resources, among other things, facilitates the location of features similar to those requested. The model was compared with the state of the art, and its differential was discussed. Moreover, their functions were evaluated by three case studies / Em ambientes ubíquos os recursos devem estar compartilhados para que possam ser acessados de qualquer lugar e a qualquer momento. Nesta abordagem o processo de descoberta de recursos assume um importante papel em satisfazer adequadamente as requisições por recursos. Este trabalho apresenta a proposta do EXEHDA-SD, EXEHDASemantic Discovery, que consiste em um mecanismo de descoberta de recursos, para computação ubíqua, que agrega tecnologias em sua arquitetura para o processamento semântico de requisições por recursos, aumentando a expressividade na representação e consulta. O mecanismo prevê a dinamicidade em que os recursos entram e saem do ambiente e persegue aspectos como escalabilidade e preferências do usuário. Neste sentido, o trabalho desenvolvido contempla um estudo sobre mecanismos de descoberta de recursos no contexto da computação ubíqua e das tecnologias para processamento semântico com a intenção de fundamentar as escolhas arquiteturais do mecanismo. O EXEHDA-SD foi modelado para ser prototipado na forma de um serviço para o middleware EXEHDA, possibilitando a realização de pesquisas por recursos localizados nas células do ambiente ubíquo, em uma perspectiva escalável, através da utilização de ontologias e ferramentas para sua manipulação. O processamento de ontologias expande a capacidade de representação dos recursos do ambiente, bem como sua localização. A utilização de semântica na descrição dos recursos, dentre outros aspectos, facilita a localização de recursos similares ao solicitado. O modelo foi comparado com o estado da arte, e seu diferencial foi discutido. Outrossim, suas funcionalidades foram avaliadas por três estudos de caso

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-07T14:54:57Z No. of bitstreams: 1 rodrigoferreiramartins.pdf: 1789352 bytes, checksum: 9d2bb55856b7bf33c9dd2abbd5125259 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-07T14:57:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigoferreiramartins.pdf: 1789352 bytes, checksum: 9d2bb55856b7bf33c9dd2abbd5125259 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T14:57:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigoferreiramartins.pdf: 1789352 bytes, checksum: 9d2bb55856b7bf33c9dd2abbd5125259 (MD5) Previous issue date: 2015-09-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente os tradicionais computadores de mesa e laptops estão perdendo mercado para dispositivos mais pervasivos, como smartphones, tablets e wearables que em sua grande maioria têm limitações de hardware devido às restrições de tamanho, peso e duração da bateria. As aplicações mais populares nos dias de hoje envolvem multimídia e algumas vezes consomem mais recursos do que esses dispositivos são capazes de suportar, por exemplo, realidade aumentada, jogos e o uso de computação para estender a capacidade cognitiva como reconhecimento facial e de fala, processamento de linguagem natural,aprendizagem de máquina, planejamento e tomada de decisão. Nesse contexto, mesmo a já tão popular cloud computing não serve como solução por si só, uma vez que a latência e o jitter criam uma restrição para aplicações interativas. Este trabalho propõe um framework para a construção de aplicações multimídia adaptativas que, no lado cliente, permite explorar recursos dos dispositivos alcançáveis, sejam móveis ou não, a fim de tornar as aplicações mais imersivas. Não apenas os recursos quantitativos, mas também os qualitativos são levados em consideração para distribuir as tarefas. Quanto à nuvem, a proposta apropria-se da ideia de edge cloud computing para aumentar a Qualidade de Serviço (QoS) e permitir que regras de negócio também sejam levadas em consideração durante a distribuição das tarefas, bem como na sintonização do serviço. / Currently traditional desktop computers and laptops are losing market share to more pervasive devices such as smartphones, tablets and wearables that usually have hardware limitations due to restrictions on size, weight, and battery life. The most popular applications today involve multimedia and sometimes consume more resources than these devices are capable of supporting, for example, augmented reality, games, and the use of computing to extend the cognitive ability as facial and speech recognition, natural language processing, machine learning, planning and decision making. In this context, even the widespread cloud computing does not serve as a single-handed solution, since the latency and jitter create a restriction for interactive applications. This work proposes a framework for building adaptive multimedia applications, which, on the client side, allows for exploring resources from reachable devices, whether mobile or not, in order to make applications more immersive. Not only quantitative, but also qualitative resources are considered to distribute tasks. Regarding the cloud side, the proposal appropriates the idea of edge cloud computing to increase Quality of Service (QoS) and allow business rules to be also taken into account during the distribution of tasks and service tuning.

[pt] Nos últimos anos, o uso de dispositivos móveis em grades computacionais tem sido alvo de crescente investigação. Entretanto, um problema mais desafiador, referente ao estabelecimento dinâmico de grades móveis, baseadas exclusivamente em redes sem fio ad hoc, ainda tem sido pouco investigado. Uma contribuição desta tese é a proposta de uma arquitetura de software específica para grades móveis, que pode ser igualmente aplicável a redes sem fio infraestruturadas e ad hoc. Em grades fixas, a responsabilidade de prover um serviço computacional é compartilhada entre dispositivos com relativa abundância de recursos, se comparadas a grades móveis. Nestas últimas, é interessante que a descoberta e a seleção de recursos para execução de tarefas sejam tratadas conjuntamente, de modo a promover a seleção automática dos dispositivos com maior disponibilidade de recursos, considerando-se os requisitos da aplicação. Entretanto, tais elementos têm sido tradicionalmente tratados em separado na literatura relacionada a grades móveis e, em grande parte das abordagens existentes, assume-se que a seleção de recursos seja executada de forma manual pelos usuários da grade móvel. Esta tese propõe, como uma outra contribuição, um protocolo que integra as fases de descoberta e seleção automática de recursos em grades móveis, permitindo que a provisão de serviços computacionais seja escalonada entre os dispositivos com maior disponibilidade dos recursos requeridos pelo serviço. Devido à característica dinâmica dos recursos que correspondem às requisições dos usuários em uma grade móvel (por exemplo, tempo de CPU livre e memória disponível), o protocolo baseia-se unicamente no envio, sob demanda, de requisições via broadcast. No entanto, principalmente em redes sem fio ad hoc de saltos múltiplos, essa estratégia pode acarretar uma sobrecarga nos dispositivos envolvidos, tanto na difusão de requisições quanto no encaminhamento de respostas. Uma terceira contribuição desta tese é o desenvolvimento de um mecanismo que permite reduzir a sobrecarga, devido à difusão de mensagens de resposta, por meio da supressão de respostas excedentes ao longo da rede. O mecanismo, embora implementado no contexto do protocolo proposto nesta tese, pode ser aplicado também a outros protocolos de descoberta baseados no envio de requisições via broadcast. Os resultados experimentais, obtidos em redes de testes e em plataformas de simulação, mostram que o protocolo proposto provê um balanceamento de carga eficiente entre os dispositivos, mediante o aumento do número de requisições. Além disso, pode-se observar que o mecanismo de supressão de respostas é escalável no que diz respeito ao crescimento do número de dispositivos, em comparação com protocolos de descoberta baseados puramente no envio de requisições por broadcast em redes sem fio ad hoc. / [en] In the last few years, the use of mobile devices in computational grids has seen a growing interest. Nevertheless, a more challenging issue, the dynamic establishment of mobile grids on wireless ad hoc networks, has been so far only partially addressed. The first contribution of this thesis is the proposal of a software architecture for mobile grids that can be used for both infrastructured and ad hoc wireless networks. In the execution of conventional applications in grids, the responsibility to provide the service is shared among the most resourceful mobile devices. In mobile grids, it is fundamental that resource discovery and selection of resources are jointly handled. This calls for a mechanism that promotes the automatic selection of the best resource providers amongst the discovered nodes, taking into account the requirements of the application. Discovery and selection, however, have been traditionally handled separately and in most approaches the selection of resources and services requires explicit intervention by the user of the mobile grid. As a second contribution of this thesis, we propose a protocol that integrates the phases of resource discovery and automatic selection in mobile grids, allowing that computational resource provisioning is scheduled among the most resourceful nodes. Due to the dynamics of the resources needed in a mobile grid (for example, free CPU time and available memory), the protocol is based solely on demand- driven broadcasts. However, mainly in multihop ad hoc wireless networks, this strategy can incur in overhead at the involved devices, due to the diffusion of requests and replies. A third contribution of this thesis is the development of a mechanism that allows to reduce this overhead by means of the suppression of redundant replies in the network. The mechanism has been implemented in the context of the proposal protocol, but can be applied as well to other query-based discovery protocols based on broadcasts. The experimental results obtained from executions in a testbed and through simulations show that the proposed protocol provides efficient load balancing between devices with an increasing number of requests. Moreover, it can be observed that the mechanism for suppression of replies scales well with respect to an increasing number of devices when compared to other discovery protocols in wireless ad hoc networks that are purely based on requests via broadcast.