Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2012-10-25T15:29:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300294.pdf: 2267086 bytes, checksum: c73420622a8f7e133cb361a92c3dcc79 (MD5) / Com o crescimento da TV Digital Interativa (TVDI) um novo modelo de aplicações torna-se imprescindível no cenário TV Digital, isto implica na necessidade de ter-se mecanismos que propiciem a execução de forma determinística ou, ao menos, satisfatória das aplicações para TV Digital. Este trabalho propõe a criação de um modelo para execução de aplicações para TV Digital baseadas na linguagem Java que implementam especificação Globally Executable MHP (GEM). Para isso, é proposta uma integração entre a extensão da linguagem Java para Real Time, a Real Time Specification for Java (RTSJ), com o modelo de Java TV, possibilitando a definição de um novo modelo capaz de proporcionar melhor gerenciamento de recursos ligados às aplicações. Esse modelo permite que as aplicações para TV Digital possam expressar suas restrições temporais soft, tornando possível a criação de mecanismos para tratamento e controle de sobrecargas / With the increase of the Interactive Digital TV (IDTV), a new model of applications becomes essential in the Digital TV scenario. This implies the need of having mechanism that provides the execution in a deterministic way or, at least, satisfactory of the Digital TV applications. This work proposes the creation of a model for execution of Digital TV applications based on Java language, implementing specification Globally Executable MHP (GEM). For that, it is proposed an integration between the Java language extension for Real Time, the Real Time Specification for Java (RTSJ) and the Java TV model, allowing the definition of a model capable of providing better management to the applications resources. This model allows digital TV application to express their soft timing constraints, making possible the creation of mechanism for the overload control and treatment

Esse trabalho de dissertação está incluído no contexto das pesquisas realizadas no Grupo de Processamento Paralelo e Distribuído da UFRGS. Ele aborda as áreas da computação de alto desempenho, interfaces simples de programação e de sistemas de interconexão de redes velozes. A máquina paralela formada por agregados (clusters) tem se destacado por apresentar os recursos computacionais necessários às aplicações intensivas que necessitam de alto desempenho. Referente a interfaces de programação, Java tem se mostrado uma boa opção para a escrita de aplicações paralelas por oferecer os sistemas de RMI e de soquetes que realizam comunicação entre dois computadores, além de todas as facilidades da orientação a objetos. Na área a respeito de interconexão de rede velozes está emergindo como uma tentativa de padronização a nova tecnologia Infiniband. Ela proporciona uma baixa latência de comunicação e uma alta vazão de dados, além de uma série de vantagens implementadas diretamente no hardware. É neste contexto que se desenvolve o presente trabalho de dissertação de mestrado. O seu tema principal é o sistema Aldeia que reimplementa a interface bastante conhecida de soquetes Java para realizar comunicação assíncrona em agregados formados por redes de sistema. Em especial, o seu foco é redes configuradas com equipamentos Infiniband. O Aldeia objetiva assim preencher a lacuna de desempenho do sistema padrão de soquetes Java, que além de usar TCP/IP possui um caráter síncrono. Além de Infiniband, o Aldeia também procura usufruir dos avanços já realizados na biblioteca DECK, desenvolvida no GPPD da UFRGS. Com a sua adoção, é possível realizar comunicação com uma interface Java sobre redes Myrinet, SCI, além de TCP/IP. Somada a essa vantagem, a utilização do DECK também proporciona a propriedade de geração de rastros para a depuração de programas paralelos escritos com o Aldeia. Uma das grandes vantagens do Aldeia está na sua capacidade de transmitir dados assincronamente. Usando essa técnica, cálculos da aplicação podem ser realizados concorrentemente com as operações pela rede. Por fim, os canais de dados do Aldeia substituem perfeitamente aqueles utilizados para a serialização de objetos. Nesse mesmo caminho, o Aldeia pode ser integrado à sistemas que utilizem a implementação de soquetes Java, agora para operar sobre redes de alta velocidade. Palavras-chave: Arquitetura Infiniband, agregado de computadores, linguagem de programação Java, alto desempenho, interface de programação.

Este trabalho busca a implementação da replicação de objetos através da linguagem Java e de seu sistema de invocação remota de métodos (Remote Method Invocation - RMI). A partir deste sistema, define-se uma classe de replicação - a máquina de replicação – onde a implementação de grupos de objetos é estruturada de acordo com a arquitetura cliente/servidor, sendo o cliente o representante (a interface) de um grupo de objetos e os servidores representam os demais componentes do grupo. A classe de replicação atende a uma necessidade importante dos sistemas distribuídos - o desenvolvimento de aplicações tolerantes a falhas. Fundamentalmente, a tolerância a falhas é obtida por redundância e, no caso de mecanismos de tolerância a falhas por software, esta redundância significa basicamente replicação de dados, processos ou objetos. A tolerância a falhas para tal tipo de sistema é importante para garantir a transparência do mesmo, visto que, assim como um sistema distribuído pode auxiliar muito o usuário pelas facilidades oferecidas, o não cumprimento de suas atividades de acordo com o esperado pode, em algumas situações, causar-lhe transtornos e erros irrecuperáveis nas aplicações. Finalmente, como principal contribuição, este trabalho descreve e implementa a solução completa para a construção de uma biblioteca de classes que oferece a replicação de forma totalmente transparente para o usuário.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:31:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Para facilitar o desenvolvimento de aplicações de tempo real, pesquisadores propuseram uma extensão da plataforma padrão de Java, conhecida como Real-Time Specification for Java (RTSJ), com importantes mudanças que garantem a previsibilidade exigida por sistemas de tempo real. Desenvolver aplicações de tempo real e determinar o

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329307.pdf: 1643347 bytes, checksum: 3de99811d39b919df26c4a225efbebf6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Estrategias para estimar a probabilidade de deadlines firmes serem alcançados são fundamentais porque permitem a realização de ações corretivas para a melhoria do desempenho do sistema. Este tipo de estrategia permite a avaliação de sistemas de tempo real que estão em funcionamento, principalmente quando ha alguma mudança quanto ao projeto inicial, ou mesmo avaliar novos projetos para analisar se as restrições temporais foram definidas adequadamente. Nesta dissertação são apresentados dois mecanismos de previsão de perda de deadline em sistemas monoprocessados e multiprocessados de tempo real firme. O Mecanismo de Previsão de Perda de Deadline Baseado na Folga (MBF) utiliza dados sobre o comportamento das tarefas (deadline, tempo de computação e o tempo de espera na fila de prontos do processador) para calcular a folga e determinar se o deadline pode ser cumprido. O Mecanismo de Previsão de Perda de Deadline Baseado no Histórico (MBH) utiliza regressão linear e relaciona dados de um histórico de execuções passadas, que possui o tamanho da fila de prontos do processador e seu respectivo tempo de resposta, com o tamanho atual da fila de prontos do processador para calcular o tempo de resposta previsto da thread e depois definir a probabilidade dela cumprir seu deadline. Sera apresentado um modelo de tarefas para aplicações não críticas em um sistema de tempo real firme que caracteriza uma aplicação real utilizada nos testes, o cruise control. Estes testes foram feitos utilizando uma implementação em Java RTS desta aplicação em um ambiente não especialista, próximo de um ambiente de tempo real comum, com varias configurações, buscando abranger uma grande gama de cenários. Após os testes, a qualidade das previsões é avaliada utilizando as Métricas Taxa Relativa de Erro e Taxa de Previsões Corretas. Os resultados demonstram que ambos os mecanismos trazem bons resultados em ambientes com cargas baixas, medias e altas, sendo o MBF um excelente previsor para sistemas monoprocessados e o MBH mais adequado aos sistemas multiprocessados.<br> / Abstract: Strategies to estimate the probability of rm deadlines be achieved areessential because they allow the use of corrective actions to improvesystem performance. This type of strategy allows the evaluation of realtimesystems that are in operation, especially when there is any changeon the initial design, or evaluate new projects to analyze whether thetemporal constraints were appropriately settled. In this dissertation,two deadline missing prediction mechanisms for rm real-time uniprocessorand multiprocessor systems are presented. The Deadline MissingPrediction Mechanism Based on Slack (MBF) uses data of tasks's behavior(deadline, computation time and the waiting time in the processorready queue) to calculate the slack and determine whether the deadlinecan be met. The Deadline Missing Prediction Mechanism Based onHistorical Data (MBH) uses linear regression and associates data froma past execution's historical, which is the size of the processor readyqueue and its associated response time, with the current size of processorready queue to calculate the predicted response time of the threadand then dene the probability of meeting its deadline. A model of tasksfor non-critical applications in a rm real-time system which characterizesa real application, similar to the cruise control, will be usedin the tests. These tests were done using an implementation in JavaRTS applied to a non-specialist environment as a common real-timeenvironment with various congurations scenarios. The quality of theforecasts is evaluated using the metrics Relative Error Rate and CorrectPrediction Rate. The results indicate that both mechanisms improve theperformance in environments with high, medium and low system loadwhereas the MBF being an adequate predictor for uniprocessor systemsand the MBH best suited to multiprocessor systems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 302251.pdf: 2765701 bytes, checksum: 1675d6d9bf605e5bcca1aafd5f4f03f2 (MD5) / Linguagens de programação tem um papel fundamental no desenvolvimento de sistemas computacionais. Dentre elas, as Linguagens Gerenciadas (do inglês Managed Programming Language - MPL), dos quais Java e Lua são exemplos, possuem funcionalidades que objetivam aumentar a produtividade dos desenvolvedores. Isto é obtido fornecendo construções em um nível mais alto de abstração que permitem expressar e validar ideias em menos tempo e tornando mais difícil a ocorrência de erros de programação o que reduz o tempo gasto na depuração de programas. Há cerca de uma década diversas iniciativas tem sido executadas com o objetivo de permitir o uso das MPLs não somente em sistemas de propósito geral como também em sistemas embarcados, atendendo requisitos de tempo e consumo de recursos impostos por tais sistemas. Entretanto, para que as MPLs sejam realmente úteis em sistemas embarcados é necessário que elas forneçam funcionalidades para interação com o ambiente no qual o sistema embarcado está inserido. Tal interação usualmente acontece por meio de dispositivos de hardware, como por exemplo, sensores e atuadores, transmissores e receptores, temporizadores e alarmes. A interação entre MPLs e dispositivos de hardware é realizada por meio das Interfaces de Função Estrangeira (do inglês Foreign Function Interface - FFI). Porém, as FFIs em si não especificam como abstrair hardware nem como organizar tais abstrações. Esta dissertação apresenta um método de como realizar a interface entre dispositivos de hardware e aplicações escritas em MPL para sistemas embarcados. Mediadores de hardware são utilizados para abstrair e organizar dispositivos de hardware de forma adequada para sistemas embarcados, cumprindo requisitos de tempo e consumo de recursos. Isolando os mediadores de hardware das especificidades das FFIs o problema de adaptar um dispositivo de hardware para uma nova FFI passa a ser visto como um problema de aplicação de aspectos. O método proposto é avaliado nas MPLs Java e Lua em três casos de estudo, envolvendo aplicações de comunicação serial, codificação de vídeo e monitoramento de temperatura. Os resultados obtidos confirmam a adequação do método nos requisitos de desempenho, consumo de memória, reuso e portabilidade. / Programming Languages have a key role on the development of computational systems. Among them, the so called Managed Programming Languages (MPLs), from which Java and Lua are examples, provide developers with features to improve their productivity. Productivity improvement is obtained by using constructions with a higher abstraction level, constructions that enable the developer to express and validate his ideas in a short period of time, and by features that make the occurrence of programming errors less often reducing the time spend on program debugging. Several initiatives have been taken on the last decade in order to enable the use of MPLs not only in general propose systems but also in embedded systems, fulfilling time and resource consumption constraints imposed by these systems. However, in order to be really useful in embedded systems, MPLs must provide features for interacting with the environment in which the embedded system is inserted on. Such interaction is usually implemented by using hardware devices such as, sensors and actuators, transmitters and receivers, and timers and alarms. The interaction between MPLs and hardware devices is performed by using the so called Foreign Function Interfaces (FFIs). However, FFIs by themselves do not specify how to abstract hardware nor how to organize these abstractions. This dissertation presents a method to interface hardware devices and applications written using MPL in context of embedded systems. Hardware mediators are used to abstract and to organize hardware devices in a suitable manner for embedded systems, fulfilling time and resource consumption constraints. By isolating hardware mediators from the specificities of FFIs the problem of adapting a hardware device to work with a new FFI can be faced as a aspect weaving problem. The proposed method is evaluated on the MPLs Java and Lua among three cases study encompassing serial communication, video encoding, and temperature sensing. The obtained results corroborate the suitability of the proposed method on the requirements of performance, memory consumption, reuse, and portability.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-21T00:22:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208295.pdf: 641285 bytes, checksum: 27cc73b22b99ffffaf0ac30e0c2de097 (MD5)

Orientador : Prof. Dr. Leonardo Magalhães Cruz / Coorientador : Prof. Dr. Luciano Fernandes Huergo / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Educação Profissional e Tecnológica, Programa de Pós-Graduação em Bioinformática. Defesa: Curitiba, 10/03/2017 / Inclui referências : f. 50-52 / Resumo: A utilização da espectrometria de massa MALDI-TOF permite a identificação de microrganismos através da geração de espectros de massa, representando um perfil característico de sinais obtidos a partir de peptídeos ionizados de células inteiras ou extratos celulares. A comparação de espectros de massa obtidos de microrganismos desconhecidos contra um banco de dados de espectros de massa para microrganismos conhecidos, permite sua identificação. Essa utilização permite o usufruto de algumas vantagens frente a algumas limitações da técnica padrão, tal como agilidade na análise e redução de custos. Entretanto, faltam alternativas gratuitas aos softwares proprietários capazes de suprir características chaves na análise dos dados extraídos por tal técnica. Para auxiliar nessa análise nós criamos o JMSA, que é uma ferramenta de análise dos picos de um espectro de massa. O JMSA é capaz de facilitar a visualização comparativa, incluir dados descritivos de amostras. O JMSA também pode executar uma comparação de similaridade entre espectros selecionados. Desta forma o programa foi capaz de identificar um espectro, dado como desconhecido, em nível de espécie. O programa é capaz de ser executado consumindo poucos recursos nos principais sistemas operacionais que suportem Java, tal como MacOSX, Linux e Windows. Palavras-chave: Espectrometria de massa, Identificação de microrganismos, Análise de espectros de massa, MALDI-TOF, Desenvolvimento de software, Java. / Abstract: The use of MALDI-TOF mass spectrometry allows microorganism identification by generating mass spectra representing a characteristic profile of signals from ionized whole cell peptides or cell extracts. Comparing of mass spectra obtained from unknown microorganisms with a database of mass spectra for known microorganisms allows their identification. This usage allows the exploitation of some advantages over some limitations of the standard technique, such as agility in the analysis and reduction of costs. However, there is a lack of free alternatives to proprietary software capable of supplying key characteristics in its extracted data analysis. To assist in this analysis we have created the JMSA, which is a tool for analyzing the peaks of a mass spectrum. The JMSA is able to facilitate comparative visualization as well as include descriptive sample data. JMSA can also perform a similarity comparison of selected spectra. In this way the program was able to identify a spectrum, given as unknown, at species level. The program is able to run by consuming few resources on major operating systems that support Java, such as MacOSX, Linux and Windows. Key-words: Mass spectrometry, Identification of microorganisms, Mass spectrum analysis software, MALDI-TOF, Software development, Java.

Este trabalho busca a implementação da replicação de objetos através da linguagem Java e de seu sistema de invocação remota de métodos (Remote Method Invocation - RMI). A partir deste sistema, define-se uma classe de replicação - a máquina de replicação – onde a implementação de grupos de objetos é estruturada de acordo com a arquitetura cliente/servidor, sendo o cliente o representante (a interface) de um grupo de objetos e os servidores representam os demais componentes do grupo. A classe de replicação atende a uma necessidade importante dos sistemas distribuídos - o desenvolvimento de aplicações tolerantes a falhas. Fundamentalmente, a tolerância a falhas é obtida por redundância e, no caso de mecanismos de tolerância a falhas por software, esta redundância significa basicamente replicação de dados, processos ou objetos. A tolerância a falhas para tal tipo de sistema é importante para garantir a transparência do mesmo, visto que, assim como um sistema distribuído pode auxiliar muito o usuário pelas facilidades oferecidas, o não cumprimento de suas atividades de acordo com o esperado pode, em algumas situações, causar-lhe transtornos e erros irrecuperáveis nas aplicações. Finalmente, como principal contribuição, este trabalho descreve e implementa a solução completa para a construção de uma biblioteca de classes que oferece a replicação de forma totalmente transparente para o usuário.

Muitos aplicativos atuais, envolvendo diversos domínios de conhecimento, são estruturados como arquiteturas de software que incorporam, além dos requisitos funcionais, requisitos não funcionais, como segurança, por exemplo. Tais requisitos podem constituir um domínio próprio, e, portanto, serem comuns a várias outras arquiteturas de software. Tecnologias como Programação Orientada a Aspectos, Reflexão Computacional e Padrões de Projeto colaboram no desenvolvimento de arquiteturas que provêem a separação de requisitos não funcionais. Porém, sua experimentação e adoção no domínio da segurança computacional ainda é incipiente. O foco deste trabalho é a elaboração de um padrão de projeto voltado à segurança, utilizando como arquitetura conceitual programação orientada a aspectos, e como arquitetura de implementação, reflexão computacional. A composição destas tecnologias resulta em um middleware orientado à segurança, voltado a aplicações desenvolvidas em Java. Estuda-se as tecnologias, seus relacionamentos com a área de segurança, seguido da proposta de uma arquitetura de referência, a partir da qual é extraído um protótipo do middleware de segurança. Este, por sua vez, provê mecanismos de segurança tão transparentes quanto possível para as aplicações que suporta. Com o objetivo de realizar a implementação do middleware de segurança, também são estudadas os mecanismos de segurança da plataforma Java, porém limitado ao escopo deste trabalho. Segue-se o estudo da base conceitual das tecnologias de Reflexão Computacional, o modelo de implementação, seguido de Programação Orientada a Aspectos, o modelo conceitual, e, por fim, têm-se os Padrões de Projeto, a arquitetura de referência. Integrando as três tecnologias apresentadas, propõe-se um modelo, que estabelece a composição de um Padrão Proxy, estruturado de acordo com a arquitetura reflexiva. Este modelo de arquitetura objetiva implementar o aspecto de segurança de acesso a componentes Java, de forma não intrusiva,. Baseado no modelo, descreve-se a implementação dos diversos elementos do middleware, estruturados de forma a ilustrar os conceitos propostos. Ao final, apresenta-se resultados obtidos durante a elaboração deste trabalho, bem como críticas e sugestões de trabalhos futuros.