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.

O paradigma da orientação a objetos esta se tomando a abordagem preferida para construção de sistemas em ambiente de banco de dados. Por outro lado, a tecnologia relacional e amplamente adotada para gerenciar dados corporativos. Os bancos de dados relacionais tornaram-se o padrão no armazenamento de dados para aplicações de processamento de transações on-line (OLTP). Estas tendências estão motivando a necessidade de construção de aplicações orientadas a objetos que acessem banco de dados relacionais. 0 uso de conceitos orientado a objetos, como herança, permitem uma modelagem !Dais adequada e uma melhor implementação da aplicação baseada em sistema de banco de dados orientado a objetos. Entretanto, os resultados do projeto orientado a objetos, podem também ser aplicados em sistemas clássicos de banco de dados. 0 trabalho apresenta o uso de padrões de projeto na construção de una arquitetura de um framework que auxilie o mapeamento de uma aplicação 00 a um SGBD relacional. Esta arquitetura segue a abordagem de persistência de objetos baseada em gateways, que é uma camada de software inserida entre o sistema gerenciador de banco de dados e a aplicação orientada a objetos, cujo o objetivo é dar suporte a um modelo de programação de aplicações 00. A característica principal desta arquitetura é a separação clara das classes que tratam da base de dados em relação as classes que tratam do domínio do problema da aplicação. Esta divisão de responsabilidades permite a substituição das classes referentes a base de dados por outras, permitindo a migração da aplicação entre bases de dados diferentes. São apresentados neste trabalho, formas de mapeamentos de esquemas orientados a objetos para esquemas relacionais. Estes mapeamentos acontecem do modelo 00 para o modelo relacional. E importante salientar, que a arquitetura que esta sendo proposta, não vai impedir que aplicações estruturadas deixem ter acesso a base de dados relacional mapeada, pois esta abordagem foi escolhida para permitir que novas aplicações 00 tenham acesso a base de dados relacionais já existentes. Como a implementação deste trabalho segue a abordagem de gateway, são apresentados os conceitos de orientação objetos, e como estes serão suportados na arquitetura, ou seja, o que o gateway devera implementar. / The paradigm of the object-oriented is becoming the approach preferred for construction of systems in database environment. On the other hand, the technology relational is adopted thoroughly for management corporate data. The relational databases they became the pattern in the storage of data for applications of processing of transactions on-line (OLTP). These tendencies are motivating the need of construction of applications object-oriented that acessem relational databases. The way of using object-oriented conception, how inheritance, to make possible the better modeling and implementation based in object-oriented database systems. Therefore, the objetc-oriented design results, also is possible to application in classics database systems. The work presents the use of project patterns in the construction of an architecture of a framework that aids the mapeamento of an application 00 to a SGBD relacional. This architecture follows the approach of set persistence of objects in gateways, that is a software layer inserted among the system database manager and the object-oriented application, whose the objective is to give support to a model of programming of applications 00. The main characteristic of this architecture is the clear separation of the classes that are about the database in relation to the classes that are about the domain of the problem of the application. This division of responsibilities allows the substitution of the referring classes the database for other, allowing the migration of the application among different databases. They are presented in this work, forms of mapping the object-oriented model for relational model. These mappings happens of the model 00 for the model relational. It is important to point out, that the architecture that it is being proposed, won't impede that structured applications let to have access to the relational database, because this approach was chosen to allow that new applications 00 has access the relational database already existent. As the implementation of this work follows the gateway approach, the concepts of object-oriented are presented, and as these they will be supported in the architecture, that is to say, which the gateway should implement.

Aplicações ditas não convencionais, como, por exemplo, CAD, CASE, Automação de Escritórios, entre outras, freqüentemente exigem a manutenção de diversos estados da base de dados, retendo o histórico das modificações realizadas. Como resposta a tal requisito, é empregado o conceito de Versão. Neste trabalho o Modelo de Versões proposto por Golendziner é empregado no contexto da evolução de esquemas. Versões são utilizadas para armazenar os diferentes estados do esquema, de suas classes e métodos e, ainda, para posterior adaptação das instancias vigentes no banco de dados, mantendo um histórico da evolução do esquema do banco de dados. É proposto um modelo flexível de suporte a evolução de esquemas em bancos de dados orientados a objetos, bem como estratégias de propagação das instancias vigentes na base de dados. O histórico das modificações é representado pela derivação de versões do esquema e de seus elementos. Os estados anteriores as transformações são preservados, permitindo aos usuários a navegação retroativa e proativa entre versões, para realização de operações consistentes de modificação e consulta. / Non-conventional applications such as CAD, CASE, office automation often require the maintenance of various database states, to keep track of the history of the performed updates. The concept of version is employed to support such requirement. In this work, the version model proposed by Golendziner is used in the schema evolution context. Versions are used to store the different states of the schema, classes and methods, as well as for the mapping of database instances among the various schema versions, thus keeping the history of the database schema evolution. A flexible model is proposed to support schema evolution in object-oriented databases, as well as the strategies to propagate the corresponding changes to the database instances. Versions of schema, as well as versions of the schema elements represent their evolution history. In the proposed model, previous states are preserved allowing the user to make queries about consistency and modifications in both backward and forward version.

A especificação abstrata de tipos de dados, a hoje um dos conceitos mais importantes, aceitos e compreendidos da Ciência da Computação, que permite descrever as principais entidades de um sistema baseado em computador através das propriedades que tais entidades devem satisfazer. Isto a feito usando métodos e linguagens algébricos, onde as propriedades são definidas na forma de axiomas (equações). Por outro lado, a tecnologia chamada de Orientada a Objetos (00), foi se transformando em uma disciplina amadurecida para projetos e implementações de aplicações de software. Atualmente esta tecnologia inclui muitas metodologias e muitas linguagens que abrangem todo o processo de desenvolvimento de sistemas, porem, a maioria delas são influenciadas pela implementação de tais sistemas, isto e, os conceitos básicos 00 de classe, objeto e herança são definidos em fungi° da linguagem de implementação a ser usada. Alem disso, notamos que nos últimos anos esta sendo desenvolvida muita pesquisa sobre uma geração de computadores que envolvem massivamente arquiteturas paralelas (computação concorrente), bem como sobre sistemas de comunicação de dados e engenharia (descrição) de protocolos. O objetivo principal desta tese a dar uma resposta a estes três assuntos integrando três conceitos básicos da Engenharia de Software: Especificação Algébrica, Orientação a Objetos e Especificação de Processos e Concorrência, em uma Única abordagem expressa através de uma Linguagem de Especificação Formal, chamada LOP. Esta linguagem a de natureza algébrica, com destaque para a semântica baseada em teorias em lógica de primeira ordem e na construção incremental de especificações baseada em bibliotecas. / The abstract specification of data types, one of the most important concepts accepted and understood of the Computer Science, allows to describe the the main entities of a based-computer system through the properties that these entities should be to satisfy. This is made using algebraic methods and languages, where the properties are defined as axioms (equations). By other hand, the technology called Object-Oriented (00), it has been transformed in a mature discipline for Design and Implementations of software applications. At present, this technology include many methodologies and many languages for the totality of the system development process. But the majority are influenced by the implementation of such systems, i.e., the basic concepts 00 of class, object and inheritance are defined in accordance with the programming language to be used. Moreover, we noted that the last years are being developed many research on a computer generation that involve massively parallel architectures (concurrent computing) as well as on data communication systems and protocol engineering (description). The main objective of this thesis is to give an answer to these three subjects integrating three basic concepts of Software Engineering: Algebraic Specification, Object Orientation and Processes and Concurrency specification, in an unique approach expressed through a language of formal specification, called LOP. This language has algebraic nature with prominence to the semantics based on theories in first-order logic with equality and the incremental construction of library-based specifications.

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.

As técnicas de programação e os mecanismos de linguagens de programação destinados ao desenvolvimento de aplicações de alta confiabilidade são agrupadas sob a denominação de tolerância a falhas em software. A área de tolerância a falhas abrange uma serie de técnicas com funcionalidades e aplicabilidade bem definidas, permitindo que seja considerada um domínio próprio - o domínio de tolerância a falhas. O conteúdo de informação desse domínio não é auto-suficiente, uma vez que atua sobre outros domínios. Seu objetivo é garantir as funcionalidades das aplicações desenvolvidas em outros domínios. Ao conjugar o domínio de tolerância a falhas a um outro domínio, ou seja, ao domínio de uma aplicação, o primeiro passa a se responsável pelos requisitos não-funcionais da aplicação. Os requisitos não funcionais de uma aplicação, a exemplo de confiabilidade e segurança, são cruciais em muitas aplicações e exigem métodos e conhecimentos que são distintos do domínio da aplicação. O modelo de orientação a objetos incentiva o desenvolvimento de aplicações através da composição de objetos, cada qual com a sua estrutura e comportamento específicos. Cada particular composição de objetos forma um conjunto que deve observar um comportamento que atenda aos requisitos da aplicação, de forma confiável. Com o objetivo de aumentar a confiabilidade da aplicação e de minimizar o efeito de possíveis falhas do sistema, são propostos objetos tolerantes a falhas. Objetos tolerantes a falhas são objetos responsáveis por serviços críticos da aplicação e que possuem mecanismos que garantem a confiabilidade e disponibilidade destes serviços. Comportamentos tolerantes a falhas de objetos são obtidos por redundância de componentes, incluindo replicacão e diversidade. O gerenciamento da redundância é executado de forma independente do domínio da aplicação e exercido em um meta-nível, através de técnicas de reflexão computacional. A adoção de reflexão computacional no modelo de orientação a objetos permite organizar as atividades de tolerância a falhas sem interferir no aspecto estrutural dos objetos do domínio da aplicação. Os controles que devem ser exercidos pelos meta-objetos sobre os objetos da aplicação são realizados em um meta-nível, de forma a separar as funcionalidades especificas da aplicação daquelas pertinentes ao domínio de tolerância a falhas. Estes meta-objetos, são organizados na forma de um framework, denominado MOTF - Meta-objetos para Tolerância a Falhas. O projeto de MOTF é um framework que apóia o desenvolvimento de aplicações tolerantes a falhas, compreendendo múltiplas classes que definem as funcionalidades exigidas por diversas técnicas de tolerância a falhas. Adota uma arquitetura reflexiva, na qual o meta-nível é dedicado as atividades de detecção e recuperação de erros através da monitoração de objetos da aplicação, localizados no nível base. Características de tolerância a falhas podem ser adicionadas a objetos considerados críticos pela aplicação, assim distribuindo, e não centralizando, a propriedade de tolerar falhas entre objetos da aplicação. Incorporando os princípios de reflexão computacional ao modelo de orientação a objetos dois benefícios principais se salientam: promover a reutilização de objetos tolerantes a falhas e garantir a invulnerabilidade do objeto do domínio da aplicação, ao separar as ações pertinentes ao domínio da aplicação das específicas do sistema tolerante a falhas. / Software fault-tolerance encompasses all techniques and programming languages' mechanisms intended to support the development of high reliability software. We can consider the faulttolerance area a proper domain of knowledge composed by well-defined techniques used to guarantee the reliability of applications related to other domains. Therefore, the fault-tolerance domain acts over other domains. When the fault-tolerance domain is merged into an application domain it becomes responsible for the non-functional requirements of the application. Among those requirements, reliability and safety are crucial ones and they use methods and concerns not related to the application domain. The object-oriented approach to software development allows a software to be decomposed into a set of components - the objects. Each object has its own structure and behavior. The view of a system as composed by interacting objects can be quite convenient in expressing different degrees of fault tolerance. We can distinguish between critical and non-critical objects and we may even distinguish between critical and non-critical operations within a single object. The objective of this research is the exploitation of object-oriented approach to increase reliability and decrease the effects of failures based on the provision of fault-tolerant objects. Fault-tolerant objects are abstractions of high reliability components and are designed to support several fault-tolerance strategies. Furthermore, computational reflection is adopted to organize faulttolerant activities at a meta-level and to provide transparent interfacing among fault-tolerant and non-fault-tolerant objects. A fault-tolerant object can be defined as an object that represents a single interface to redundant services and whose behavior is controlled by a metaobject. Possible behaviors of fault-tolerant objects include replication or diversity and the associated metaobject adds a specific fault-tolerant behavior to its referent object without interfering in its internal structure. MOTF - Metaobjects for Fault Tolerance is a framework intended to support the development of fault-tolerant applications. This framework consists of reusable meta-level classes. Each meta-level class implements a fault-tolerant service, and metaobjects are used as monitoring agents of fault-tolerant objects. The reflective object-oriented architecture promotes reusability and hides the programming of fault-tolerant mechanisms from the application.

O modelo TF-ORM (Temporal Functionality in Objects With Roles Model) é um modelo de dados temporal orientado a objetos que utiliza o conceito de papeis para representar os diferentes comportamentos dos objetos. 0 modelo permite a modelagem dos aspectos estáticos e dinâmicos da aplicação pois considera todos os estados dos objetos ao longo de sua evolução. Sua linguagem de consulta e baseada na linguagem SQL e possibilita a recuperação de diferentes histórias do banco de dados. Este trabalho apresenta um sistema visual de consulta para o modelo TFORM. O VQS TF-ORM (Visual Query System TF-ORM) é um ambiente para recuperação de informações temporais. O sistema permite que as consultas sejam elaboradas de três formas alternativas: textual, gráfica ou por formulários. A linguagem gráfica possui o mesmo poder de expressão da linguagem textual, permitindo que a consulta seja elaborada diretamente sobre o esquema conceitual gráfico do modelo com o auxilio de um conjunto de janelas e elementos visuais. A recuperação de informações utilizando-se formulários não possui o mesmo poder de expressão da linguagem textual, mas possibilita a recuperação dos valores das propriedades de um determinado objeto através de uma hierarquia de janelas. A recuperação de informações através do sistema visual de consulta do modelo apresenta algumas facilidades tais como: representação visual dos operadores temporais do modelo, definição de níveis de detalhe e navegação sobre o esquema gráfico, armazenamento das consultas para posterior utilizando, possibilidade de representar uma consulta textual na forma visual e vice-versa, entre outras. Alem da preocupação com a definição de restrições temporais, o ambiente considera ainda as diferentes formas de apresentação do resultado da consulta que podem ser selecionadas pelo usuário. No sistema apresentado neste trabalho, o modelo TF-ORM é implementado em um banco de dados relacional que utiliza a linguagem SQL para recuperação de informações. Para a implementação do modelo em um banco de dados relacional foi feito um mapeamento, que determina como os conceitos de orientação a objetos, papel e tempo devem ser mapeados para tabelas e atributos no modelo relacional. As consultas realizadas na linguagem TF-ORM são então traduzidas para a linguagem de consulta do banco de dados relacional. O ambiente foi implementado utilizando a ferramenta para desenvolvimento de aplicações Delphi e o banco de dados Watcom, um banco de dados relacional que permite a recuperação de informações no padrão SQL/ANSI. / TF-ORM model (Temporal Functionality in Objects with Roles Model) is an object-oriented temporal data model which uses the role concept to represent different behaviors of objects. The model allows modelling of the static and the dynamic aspects of an application representing all the states of its evolution. The TF-ORM query language is based on the SQL language and enables the recovery of different database histories. This work represents a visual query system for the TF-ORM model. The VQS TF-ORM (Visual Query System TF-ORM) is an environment for recovery of temporal information. The system allows queries to be elaborated in three alternatives way: textual, graphic or by forms. The graphic language has the same functionality of the textual lan g uage permitting the query to be elaborated directly on the graphic conceptual schema of the model this operation is supported by a set of windows and visual elements. The information recovery using forms doesn't have the same functionality of the textual lan guage, but enables recovery of property values of an object through window hierarchies. Information recovery using the visual query system of the model presents some facilities: the visual representation of temporal operators, different levels of details for the navigation on the graphic schema, query storage for later use, possibility of representing a textual query in a visual way and vice-versa. The environment supports the definition of temporal constraints and the selection by the user of different representations forms for the results of a query. In the presented system, the TF-ORM model is implemented in a relational database which uses SQL language for information recovery. In order to implement the model in a relational database, a mapping was done - the concepts of the object orientation, roles and time were mapped in to tables and attributes to the relational model. The queries performed in the TF-ORM language are translated into the query lan guage of relational database. The environment was implemented using Delphi and the Watcom database, a relational database which allows information recovery in SQL/ANSI standard.

É crescente, nos últimos anos, a utilização da tecnologia de orientação a objetos para a construção de sistemas complexos. A aceitação de que tal tecnologia, alem de facilitar a modularização e proporcionar maior reusabilidade, permitindo uma visão unificada dos sistemas, tem encorajado sua utilização na construção de sistemas operacionais, onde recursos do sistema e aplicações do usuário passam a ser modelados em termos da mesma abstração. Na realidade, esta nova tecnologia de desenvolvimento de software, aliada a evolução do hardware, da tecnologia de comunicações e a necessidade de um incremento qualitativo, principalmente no que diz respeito a ambientes de programação e interfaces, está provocando o surgimento de uma nova geração de sistemas operacionais, mais dinâmicos, mais flexíveis e capazes de suportar de forma transparente a presença de processamento cooperativo, distribuído ou não, heterogêneo ou não. Todavia, ainda que a literatura científica demonstre a aceitação do paradigma de orientação a objetos como um enfoque promissor a ser adotado na nova geração de sistemas operacionais, o estado atual da tecnologia de implementação e gerenciamento de objetos esta aquém da consolidação. Este trabalho surgiu neste contexto com o objetivo de contribuir na busca de um modelo apropriado ao gerenciamento de objetos e capaz de proporcionar a existência de um modelo uniforme, tanto para o nível do sistema operacional como para o nível da aplicação. O resultado da pesquisa desenvolvida foi o surgimento de um modelo estrutural orientado a objetos e baseado nas idéias da reflexão computacional, não somente como disciplina de implementação, mas como modelo conceitual para a implementação de sistemas operacionais multiprocessados. / The use of object-oriented technology for the construction of complex systems has been increasing in recent years. The assumption that such technology, besides facilitating modularization, increases reusability and maintainability, providing a unified view of the systems, has encouraged its use in building operating systems, where the system resources and the user's applications come to be modeled in terms of the same abstraction. Actually this new technology for development of software, associated with the evolution of hardware, as well as communication technology and the need for qualitative enhancement, mainly concerning programming and interface environments, is giving rise to a new generation of operating systems, more dynamic, more flexible and capable of maintaining, in a transparent way, the presence of cooperative processing, distributed or non-distributed, heterogeneous or homogeneous. However, although the scientific literature shows an acceptance of the object-oriented paradigm as a promising focus(insight) to be adopted in the new generation of operating systems, the current state of technology for object management is still far from being one of consolidation. This project has emerged in this context, with the aim of contributing to the search for an appropriate model for office management that is able to provide a uniform model, not only on the operating system level, but also on the application level. The result of the research is a new object-oriented structural model, based on the concepts of computational reflection, both as an implementation discipline and as a conceptual model for the utilization of multiprocessor operating systems. These features are very useful in developing operating systems which contain components, including resources and applications that are modeled in the same way, using object-oriented abstraction.

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.

As técnicas de programação e os mecanismos de linguagens de programação destinados ao desenvolvimento de aplicações de alta confiabilidade são agrupadas sob a denominação de tolerância a falhas em software. A área de tolerância a falhas abrange uma serie de técnicas com funcionalidades e aplicabilidade bem definidas, permitindo que seja considerada um domínio próprio - o domínio de tolerância a falhas. O conteúdo de informação desse domínio não é auto-suficiente, uma vez que atua sobre outros domínios. Seu objetivo é garantir as funcionalidades das aplicações desenvolvidas em outros domínios. Ao conjugar o domínio de tolerância a falhas a um outro domínio, ou seja, ao domínio de uma aplicação, o primeiro passa a se responsável pelos requisitos não-funcionais da aplicação. Os requisitos não funcionais de uma aplicação, a exemplo de confiabilidade e segurança, são cruciais em muitas aplicações e exigem métodos e conhecimentos que são distintos do domínio da aplicação. O modelo de orientação a objetos incentiva o desenvolvimento de aplicações através da composição de objetos, cada qual com a sua estrutura e comportamento específicos. Cada particular composição de objetos forma um conjunto que deve observar um comportamento que atenda aos requisitos da aplicação, de forma confiável. Com o objetivo de aumentar a confiabilidade da aplicação e de minimizar o efeito de possíveis falhas do sistema, são propostos objetos tolerantes a falhas. Objetos tolerantes a falhas são objetos responsáveis por serviços críticos da aplicação e que possuem mecanismos que garantem a confiabilidade e disponibilidade destes serviços. Comportamentos tolerantes a falhas de objetos são obtidos por redundância de componentes, incluindo replicacão e diversidade. O gerenciamento da redundância é executado de forma independente do domínio da aplicação e exercido em um meta-nível, através de técnicas de reflexão computacional. A adoção de reflexão computacional no modelo de orientação a objetos permite organizar as atividades de tolerância a falhas sem interferir no aspecto estrutural dos objetos do domínio da aplicação. Os controles que devem ser exercidos pelos meta-objetos sobre os objetos da aplicação são realizados em um meta-nível, de forma a separar as funcionalidades especificas da aplicação daquelas pertinentes ao domínio de tolerância a falhas. Estes meta-objetos, são organizados na forma de um framework, denominado MOTF - Meta-objetos para Tolerância a Falhas. O projeto de MOTF é um framework que apóia o desenvolvimento de aplicações tolerantes a falhas, compreendendo múltiplas classes que definem as funcionalidades exigidas por diversas técnicas de tolerância a falhas. Adota uma arquitetura reflexiva, na qual o meta-nível é dedicado as atividades de detecção e recuperação de erros através da monitoração de objetos da aplicação, localizados no nível base. Características de tolerância a falhas podem ser adicionadas a objetos considerados críticos pela aplicação, assim distribuindo, e não centralizando, a propriedade de tolerar falhas entre objetos da aplicação. Incorporando os princípios de reflexão computacional ao modelo de orientação a objetos dois benefícios principais se salientam: promover a reutilização de objetos tolerantes a falhas e garantir a invulnerabilidade do objeto do domínio da aplicação, ao separar as ações pertinentes ao domínio da aplicação das específicas do sistema tolerante a falhas. / Software fault-tolerance encompasses all techniques and programming languages' mechanisms intended to support the development of high reliability software. We can consider the faulttolerance area a proper domain of knowledge composed by well-defined techniques used to guarantee the reliability of applications related to other domains. Therefore, the fault-tolerance domain acts over other domains. When the fault-tolerance domain is merged into an application domain it becomes responsible for the non-functional requirements of the application. Among those requirements, reliability and safety are crucial ones and they use methods and concerns not related to the application domain. The object-oriented approach to software development allows a software to be decomposed into a set of components - the objects. Each object has its own structure and behavior. The view of a system as composed by interacting objects can be quite convenient in expressing different degrees of fault tolerance. We can distinguish between critical and non-critical objects and we may even distinguish between critical and non-critical operations within a single object. The objective of this research is the exploitation of object-oriented approach to increase reliability and decrease the effects of failures based on the provision of fault-tolerant objects. Fault-tolerant objects are abstractions of high reliability components and are designed to support several fault-tolerance strategies. Furthermore, computational reflection is adopted to organize faulttolerant activities at a meta-level and to provide transparent interfacing among fault-tolerant and non-fault-tolerant objects. A fault-tolerant object can be defined as an object that represents a single interface to redundant services and whose behavior is controlled by a metaobject. Possible behaviors of fault-tolerant objects include replication or diversity and the associated metaobject adds a specific fault-tolerant behavior to its referent object without interfering in its internal structure. MOTF - Metaobjects for Fault Tolerance is a framework intended to support the development of fault-tolerant applications. This framework consists of reusable meta-level classes. Each meta-level class implements a fault-tolerant service, and metaobjects are used as monitoring agents of fault-tolerant objects. The reflective object-oriented architecture promotes reusability and hides the programming of fault-tolerant mechanisms from the application.