Orientador: Guido Costa Souza de Araujo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-11T23:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rigo_Sandro_M.pdf: 11824282 bytes, checksum: ecebac4bbf8a89ce61520b66f5923a94 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Gerenciamento de memória é uma tarefa muito importante para o bom desempenho de uma aplicação. Existem duas alternativas para a execução desta tarefa: gerenciamento explícito por parte do programador, ou a existência de um sistema dinâmico automático. O objetivo desse trabalho foi realizar experimentos de codificação e compactação do heap no sistema automático de gerenciamento de memória da máquina virtual Java, usando como plataforma a implementação desta conhecida como Kaffe. Na primeira parte deste trabalho, foi estudado um mecanismo alternativo de codificação dos objetos vivos, baseado em Binary Decision Diagrams (BDD). Na segunda etapa, foi projetado um coletor de lixo, cujo objetivo era avaliar o impacto da compactação do heap no desempenho da JVM. A implementação de nosso coletor se baseou no algoritmo conhecido como Mark-Compact. Obtivemos uma implementação híbrida para o sistema de recuperação de memória da máquina virtual Kaffe, capaz de realizar coletas utilizando ou não compactação. Esse sistema nos permite configurar a freqüência com que compactações são realizadas, permitindo ajustá-lo para diminuir o impacto causado por estas no desempenho do programa. Finalmente, mostramos nossas conclusões sobre os experimentos realizados e apontamos algumas possíveis melhorias a serem implementadas na máquina virtual kaffe, que visam aproveitar ao máximo os benefícios trazidos pela compactação. / Abstract: Memory management is an important task for good performance. There are two choices to accomplish this task: explicit management done by the programmer, or the presence of an automatic dynamic memory management system. The goal of this work was to perform experiments using codification and compaction on Java Virtual Machine's memory management system, using its implementation known as Kaffe. In the first part, we have studied an alternative system of live objects codification, based on Binary Decision Diagrams(BDD). In the second part, a garbage collector has been projected. Its main goal was to evaluate the impact on JVM's performance by adding a heap compaction system. The implementation of this collector was based on the Mark-Compact algorithm. We got a hybrid implementation for our garbage collection system, which is able to collect using or not using compaction. This system allows us to configure how often it performs heap compaction, adjusting it to minimize the impact on program performance. Finally, we show our conclusions about the experiments we have done and suggest some possible improvements to be implemented on Kaffe JVM, intending to take full advantage of the compaction benefits. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Um programa distribuído é descrito como um grupo de processos autônomos interconectados e que se comunicam apenas através de troca de mensagens. Apesar da Internet ser a plataforma mais disponível, a maior parte das aplicações utiliza o paradigma cliente-servidor. Um outro paradigma conhecido mas pouco empregado é o par-a-par. Uma das razões para a ausência de mais programas par-a-par na Internet, é que eles são difíceis de desenvolver e testar, pois esses programas devem ter a habilidade de tomar decisões baseadas em conhecimento parcial de estado. Além disso, um programa par-a-par normalmente possui estado imprevisível em um dado instante, pois a passagem de mensagens está sujeita a atrasos, perdas e ultrapassagens. Acreditamos que utilizar uma nova classe de aplicações, baseada em programação distribuída, par-a-par, é necessário atualmente. Existe porém pouco suporte de ferramentas, ambientes e plataformas para facilitar a construção, teste e implementação de programas distribuídos. Java é uma linguagem que oferece segurança e eficiência para ambientes de rede. é bastante utilizada para construir programas para a Internet. A linguagem Java possui dentre outras a API java.net, com classes especializadas para programação para redes. A API, porém, não oferece suporte para verificar e testar programas distribuídos. Este trabalho apresenta um ambiente para executar, testar e verificar programas Java distribuídos na Internet, que usam como base a API java.net. Tal ambiente consiste de uma aplicação rodando na Internet, que gerencia programas ou processos distribuídos. Os processos são construídos utilizando uma nova API Java que age como uma camada que esconde dos usuários grande parte da complexidade da programação relativa ao gerenciamento do ambiente. O ambiente destina-se ao uso em ensino e à construção de programas distribuídos. O ambiente foi implementado e testado na construção de algoritmos básicos de programação distribuída.

Vários fabricantes estão adotando a linguagem Java para desenvolvimento de suas aplicações com intuito de diminuir custos de desenvolvimento, principalmente devido as novas funcionalidades de conexão exigidas pelo mercado.As características da linguagem Java tais como, simplicidade, portabilidade, segurança, reusabilidade e suporte, têm atraído o mercado de sistemas embarcados.Atualmente as aplicações Java podem ser executadas utilizando-se compiladores Java, Máquina Virtual Java (JVM), compiladores Just In Time (JIT) ou processadores Java. Alguns fabricantes têm unido as ferramentas de execução das aplicações Java, com o objetivo de aumentar a velocidade de execução.O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo sobre a aplicabilidade da plataforma Java em sistemas embarcados, envolvendo as ferramentas que o mercado tem disponibilizado e apresentar um estudo de caso utilizando uma ferramenta denominada Tiny Internet Interface (TINI), fabricada pela Dallas Semiconductor, através da qual é possível desenvolver várias aplicações utilizando as interfaces serial, paralela, Ethernet, 1-Wire e Rede Controladora de Area (CAN).

O objetivo deste trabalho foi o de desenvolver um software que representasse graficamente as propriedades vetoriais de um determinado campo tridimensional, utilizando a linguagem computacional JAVA. Campos vetoriais bidimensionais podem ser representados por um conjunto de flechas de proporções fixas usadas para mostrar a magnitude e direção do campo. Atenção particular tem sido dada à fácil interpretação dos resultados. A habilidade do método para gerar prontamente saídas interpretáveis contendo toda a informação do campo, torna-o atrativo para aplicações interativas. Neste trabalho estendeu-se esse sistema para a representação tridimensional de campos vetoriais. Inicialmente é apresentado o Modelo Geométrico utilizado para a confecção dos vetores que são em forma de pirâmide. A seguir é dedicado todo um capítulo a linguagem utilizada: JAVA. Como grande parte do tempo dedicado a este trabalho foi na pesquisa e aprendizado desta nova forma de programação e pela importância fundamental e inovada que esta linguagem apresenta nos dias de hoje, o enfoque deste trabalho dividiu-se entre as técnicas de representação gráfica e as características e vantagens da utilização desta nova tecnologia em computação. No quarto capítulo há a Descrição Geral do Sistema, sua estrutura, suas funções e o tipo de equipamento utilizado. No capítulo de Conclusões há uma análise geral dos resultados obtidos com a realização deste trabalho, propostas para trabalhos futuros, tecendo-se também comentários sobre as dificuldades encontradas. Em volume destacado estão os Anexos contendo a listagem dos programas, as telas exibidas pelo software com a representação de alguns campos vetoriais cujos dados foram fornecidos pelo grupo de pesquisa em CFD (Computational Fluid Dynamics) do IAE/ASE-N e que também encontram-se no referido Anexo.

A tecnologia de sistemas hipermídia está sendo bastante usada no desenvolvimento de ambientes de aprendizagem interativos. Dentre estes, destacam-se os cursos hipermídia, os quais são cursos por computador que utilizam as técnicas hipermídia, objetivando facilitar o desenvolvimento de novas estruturas de conhecimento por parte do aprendiz. Daphne é um modelo e metodologia para o desenvolvimento de projetos do conteúdo hipermídia, através de combinação de mapas conceituais e mapas de informação. Serve para modelar cursos hipermídia considerando aspectos didáticos e pedagógicos. Daphne apresenta processo próprio de desnvolvimento de cursos hipermídia, fazendo uso de uma série de passos, com vários formulários que devem ser preenchidos à medida que a aplicação da metodologia transcorre. Essa aplicação era toda feita manualmente em papel, sem nenhum apoio computacional. Este trabalho apresenta uma ferramenta computacional gráfica e interativa, com uma interface amigável para apoiar a pré-autoria da hiperbase de cursos hipermídia segundo Daphne, chamada SICH. SICH possui um gerenciador de projetos de cursos hipermídia, juntamente com os editores de Descrição do Curso, mapa Conceitual, Mapa de Informação e Glossário-Bibliografia. Na ferramenta, as operações com arquivos são feitas de foram automática. Além disso, permite o reuso do projeto do conteúdo de um hipermídia em outro curso. SICH está implementado na linguagem de programação JAVA por esta prover código executável e portátil, que permite a sua execução em qualquer computador e sob qualquer plataforma de software.

Face as dificuldades de se garimpar informações no mundo atual para transformá-las em conhecimento, desenvolveu-se neste trabalho de pesquisa uma metodologia que facilite o mapeamento de Conhecimentos para Sistemas Computadorizados. Esta dissertação descreve uma Metodologia contendo oito passos necessários para a transformação de informações em conhecimentos, a serem incorporados em Agentes Inteligentes Reativos AIRs projetados off-line ou em execução on-line. Após desenvolver-se a Metodologia, foi construído um Protótipo em liguagem Java denominado Gerador Tabular de Agentes Inteligentes Reativos - GETAIR. Neste Protótipo utilizou-se o pacote RMI da SUN, propiciando-se a troca de mensagens entre Agentes. O código fonte de Agentes Inteligentes Reativos foi produzido em linguagem Java de forma automática pelo GETAIR. A fim de possibilitar a verificação e a validação da Metodologia utilizada na construção do Protótipo, realizou-se um Estudo de Caso utilizando-se Agentes Inteligentes Reativos para auxiliar pilotos de aeronaves a diagnosticar falhas em alguns Sistemas Aviônicos Embarcados. As principais conclusões encontradas apontaram para a necessidade de se prosseguir com a investigação da Metodologia, aumentando-se ainda mais o nível de automatização do mapeamento de Conhecimentos para propiciar-se gerações futuras de Agentes Inteligentes Cognitivos, estendendo-se desta forma a capacidade dos Agentes Inteligentes Reativos. Finalmente, sugere-se que as características dos Agentes sejam exaustivamente estudadas, propiciando-se assim aplicações cada vez mais robustas e capazes de explorar todas as suas potencialidades.

Orientador: Eduardo Martins Morgado / Co-orientador: Eduardo Martins Morgato / Banca: João Pedro Albino / Banca: Rogéria Maria Alves de Almeida / Resumo: Com base no cenário brasileiro da expansão e utilização da TV Digital, da crescente utilização de dispositivos móveis, bem como tablets, smartphones e notebooks, apresenta-se a necessidade da integração destes aparelhos eletrônicos. Com o avanço da utilização de aparelhos televisores no ambiente acadêmico, identificou-se a oportunidade de unir todas estas frentes tecnológicas. Esta possibilidade de utilização de multimeios no sistema educacional pode ser realizada pelo desenvolvimento de aplicativos informatizados capazes da criação de questionários sobre qualquer aspecto acadêmico. A transmissão deste questionário será concretizada através de um aparelho de TV Digital ao término da transmissão de um determinado vídeo a ser idealizado pelo responsável da aula/palestra. Assim, se torna possível a recepção deste questionário nos dispositivos móveis presentes em um ambiente de uma rede local de computadores, tornando-se um sistema prático para que os alunos respondam a esta avaliação no conforto de seus tablets e smartphones. A tecnologia adotada para a realização dos experimentos foi a mesma utilizada pela empresa TOTVS, empresa fornecedora da tecnologia com ambiente virtualizado GINGA/NCL/LUA. Outras metodologias, sistemas operacionais, tecnologias e linguagens foram utilizadas neste trabalho, bem como: Android, Java e Eclipse. É cada vez maior o número de pessoas que assistem a um programa televisivo com a chamada 2º tela, citado aqui como dispositivo móvel. Isto possibilita um canal de comunicação de retorno independente da própria transmissão de dados efetuado pelo programa realizado pelas emissoras de TV / Abstract: Based on the Brazilian scenario of expansion and utilization of Digital TV and growing use of mobile devices such as tablets, smartphones and notebooks, there is a need to integrate these electronic devices. With the increase in the use of television sets in the academic environment, the opportunity to unite all these technological fields was identified. This possibility to use multimedia in the educational system can be accomplished through the development of applications capable of creating questionnaires about any academic aspects. The transmission of this questionnarie will will be done through a Digital TV set by the end of the transmission of a specific video to be ideated by the person responsible for the lesson/lecture. Therefore, the reception of this questionnaire by the mobile devices present in a local computer network environment is possible and becomes a practical system for the studentes to answer the evaluation comfortably on their tables and smartphones. The technology adopted to carry out the experiments was the same used by the company TOTVS, provider of the provider of the technology with virtualized environment GINGA/NCL/LUA. Other methodologies, operational systems, technoloqies and languages were used in this work, such as: Android, Java and Eclipse. The number of people that watch a television show with the so-called second screen, cited here as a mobile device, is increasing. This enables a return communication channel that is independent from the transmission of data performed by the program done by the TV broadcasters / Mestre

No projeto de arquiteturas computacionais, a partir da evolução do modelo cliente-servidor, surgiram os sistemas distribuídos com a finalidade de oferecer características tais como: disponibilidade, distribuição, compartilhamento de recursos e tolerância a falhas. Estas características, entretanto, não são obtidas de forma simples. As aplicações distribuídas e as aplicações centralizadas possuem requisitos funcionais distintos; aplicações distribuídas são mais difíceis quanto ao projeto e implementação. A complexidade de implementação é decorrente principalmente da dificuldade de tratamento e de gerência dos mecanismos de comunicação, exigindo equipe de programadores experientes. Assim, tem sido realizada muita pesquisa para obter mecanismos que facilitem a programação de aplicações distribuídas. Observa-se que, em aplicações distribuídas reais, mecanismos de tolerância a falhas constituem-se em uma necessidade. Neste contexto, a comunicação confiável constitui-se em um dos blocos básicos de construção. Paralelamente à evolução tanto dos sistemas distribuídos como da área de tolerância a falhas, foi possível observar também a evolução das linguagens de programação. O sucesso do paradigma de orientação a objetos deve-se, provavelmente, à habilidade em modelar o domínio da aplicação ao invés da arquitetura da máquina em questão (enfoque imperativo) ou mapear conceitos matemáticos (conforme o enfoque funcional). Pesquisadores demonstraram que a orientação a objetos apresenta-se como um modelo atraente ao desenvolvimento de aplicações distribuídas modulares e tolerantes a falhas. Diante do contexto exposto, duas constatações estimularam basicamente a definição desta dissertação: a necessidade latente de mecanismos que facilitem a programação de aplicações distribuídas tolerantes a falhas; e o fato de que a orientação a objetos tem-se mostrado um modelo promissor ao desenvolvimento deste tipo de aplicação. Desta forma, nesta dissertação definem-se classes para a comunicação do tipo unicast e multicast, nas modalidades de envio confiável e não-confiável. Além destes serviços de comunicação básicos, foram desenvolvidas classes que permitem referenciar os participantes da comunicação através de nomes. As classes estão organizadas na forma de um pacote, compondo um framework. Sua implementação foi desenvolvida usando Java. Embora não tivessem sido requisitos básicos, as opções de projeto visaram assegurar resultados aceitáveis de desempenho e possibilidade de reuso das classes. Foram implementados pequenos trechos de código utilizando e testando a funcionalidade de cada uma das classes de comunicação propostas.

Para reutilização, manutenção e refatoração, projetistas de sistemas de software, freqüentemente, precisam examinar o código fonte da aplicação para entender os detalhes dos sistemas desenvolvidos. As aplicações orientadas a objetos em geral, tornam-se coleções nebulosas de classes e implementações de métodos. Sem dúvida a habilidade de entender sistemas de software é largamente aumentada visualizando-se esses produtos em níveis mais altos de abstração. Os padrões de projeto demonstram um alto índice de abstração e são considerados uma ferramenta efetiva para o entendimento de sistemas de software orientados a objetos. Aplicações orientadas a objetos visualizadas como um sistema de interação de padrões requerem a descoberta, identificação e classificação de grupos de classes relacionadas. Estas visualizações podem representar qualquer padrão conhecido ou agrupamentos que executam uma tarefa abstrata e necessariamente não são uma solução de padrão conhecida. Os padrões de projeto descrevem, portanto, microarquiteturas que resolvem problemas arquitetônicos em sistemas de software orientados a objetos. É importante identificar estas microarquiteturas durante a fase de manutenção de aplicações orientadas a objetos. Faz-se necessário salientar que estas microarquiteturas aparecem freqüentemente distorcidas na aplicação fonte. O objeto deste trabalho é demonstrar a viabilidade de construir uma ferramenta para descobrir a utilização de padrões de projeto em aplicações Java. Assim, esta tese examina as características de alguns padrões, determinando a natureza do que faz um padrão ser detectável por intermédio de meios automatizados, e propõe algumas regras pelas quais um conjunto de padrões possa ser identificado. As regras são baseadas nos relacionamentos entre classes e objetos mediante observação dos modelos estático e dinâmico. Este trabalho também documenta o desenvolvimento do protótipo da ferramenta de inspeção, que tem por objetivo aplicar os processos de engenharia reversa e reflexão computacional sobre código Java, utilizando as informações adquiridas para detectar padrões de projeto. Finalmente, esta tese demonstra a utilização dessa ferramenta em um exemplo pequeno de aplicação Java e forma a base para trabalhos adicionais que investiguem a existência de diferentes padrões de projeto em sistemas de software construídos em Java.

A grande demanda por computação de alto desempenho culminou na construção de ambientes de execução de larga escala como as Grades Computacionais. Não diferente de outras plataformas de execução, seus usuários precisam obter os dados de entrada para suas aplicações e muitas vezes precisam armazenar os resultados por elas gerados. Apesar de o termo Grade ter surgido de uma metáfora onde os recursos computacionais estão tão facilmente acessíveis como os da rede elétrica, as ferramentas para gerenciamento de dados e de recursos de armazenamento disponíveis estão muito aquém do necessário para concretizar essa idéia. A imaturidade desses serviços se torna crítica para aplicações científicas que necessitam processar grandes volumes de dados. Nesses casos, utiliza-se apenas os recursos de alto desempenho e assegura-se confiabilidade, disponibilidade e segurança para os dados através de presença humana. Este trabalho apresenta o JavaRMS, um sistema de gerência de dados para Grades. Ao empregar um modelo par-a-par, consegue-se agregar os recursos menos capacitados disponíveis no ambiente de Grade, diminuindo-se assim o custo da solução. O sistema utiliza a técnica de nodos virtuais para lidar com a grande heterogeneidade de recursos, distribuindo os dados de acordo com o espaço de armazenamento fornecido. Empregase fragmentação para viabilizar o uso dos recursos menos capacitados e para melhorar o desempenho das operações que envolvem a transferência de arquivos. Utiliza-se replicação para prover persistência aos dados e para melhorar sua disponibilidade. JavaRMS lida ainda com a dinamicidade e a instabilidade dos recursos através de um modelo de estados, de forma a diminuir o impacto das operações de manutenção. A arquitetura contempla também serviços para gerenciamento de usuários e protege os recursos contra fraudes através de um sistema de cotas. Todas as operações foram projetadas para serem seguras. Por fim, disponibiliza-se toda a infra-estrutura necessária para que serviços de busca e ferramentas de interação com o usuário sejam futuramente fornecidos. Os experimentos realizados com o protótipo do JavaRMS comprovam que usar um modelo par-a-par para organizar os recursos e localizar os dados resulta em boa escalabilidade. Já a técnica de nodos virtuais se mostrou eficiente para distribuir de forma balanceada os dados entre as máquinas, de acordo com a capacidade de armazenamento oferecida. Através de testes com a principal operação que envolve a transferência de arquivos, comprovou-se que o modelo é capaz de melhorar significativamente o desempenho de aplicações que necessitam processar grandes volumes de dados. / Large scale execution environments such as Grids emerged to meet high-performance computing demands. Like in other execution platforms, its users need to get input data to their applications and to store their results. Although the Grid term is a metaphor where computing resources are so easily accessible as those from the eletric grid, its data and resource management tools are not sufficiently mature to make this idea a reality. They usually target high-performance resources, where data reliability, availability and security is assured through human presence. It turns to be critical when scientific applications need to process huge amounts of data. This work presents JavaRMS, a Grid data management system. By using a peer-topeer model, it aggregates low capacity resources to reduce storage costs. Resource heterogeneity is dealt with the virtual node technique, where peers receive data proportionally to their provided storage space. It applies fragmentation to make feasible the usage of low capacity resources and to improve file transfer operations performance. Also, the system achieves data persistence and availability through replication. In order to decrease the impact of maintenance operations, JavaRMS deals with resource dinamicity and instability with a state model. The architecture also contains user management services and protects resources through a quota system. All operations are designed to be secure. Finally, it provides the necessary infrastructure for further deployment of search services and user interactive tools. Experiments with the JavaRMS prototype showed that using a peer-to-peer model for resource organization and data location results in good scalability. Also, the virtual node technique showed to be efficient to provide heterogeneity-aware data distribution. Tests with the main file transfer operation proved the model can significantly improve data-intensive applications performance.