L'informatique pervasive promeut une vision d'un cadre dans lequel un patchwork de ressources hétérogènes et volatiles est intégré dans les environnements du quotidien. Ces ressources, matérielles ou logicielles, coopèrent de manière transparente, souvent aux travers d'applications, pour fournir des services à haute valeur ajoutée adaptés à chaque utilisateur et son environnement, grâce à la notion de contexte. Ces applications sont déployées dans un large spectre d'environnements d'exécution, allant d'infrastructures distantes de Cloud Computing jusqu'au plus près de l'utilisateur dans des passerelles Fog Computing ou directement dans les capteurs du réseau. Dans ces travaux, nous nous intéressons spécifiquement au module de contexte d'une plateforme Fog Computing. Pour faciliter la conception et l'exécution des applications Fog Computing, une approche populaire est de les bâtir au dessus d'une plateforme adoptant l'architecture à service, ce qui permet de réduire leur complexité et simplifie la gestion du dynamisme. Dans nos travaux, nous proposons d'étendre cette approche en modélisant le contexte comme un ensemble de descriptions de services, disponible à la conception, et exposé dynamiquement par le module de contexte à l'exécution, selon les besoins des applications et l'état de l'environnement. Ce module est programmé à l'aide d'un modèle à composant spécifique. L'unité de base de notre modèle à composant est l'entité de contexte, qui est composé de modules hautement cohérents implémentant distinctement les spécifications des services proposées par l'entité de contexte. Ces modules peuvent décrire de manière simple leur logique de synchronisation avec les sources de contexte distantes grâce à un langage dédié à ce domaine. A l'exécution, les instances d'entitées de contexte sont rendues introspectables et reconfigurables dynamiquement, ce qui permet, grâce à un manager autonomique externe, de veiller à la satisfaction des besoins des applications. Nous avons développé une implémentation de référence de ce modèle à composant, nommée CReAM, qui a pu être utilisée dans la passerelle domotique iCASA, développée en partenariat avec Orange Labs. / Pervasive computing promotes environments where a patchwork of heterogeneous and volatile resources are integrated in places of daily life. These hardware and software resources cooperate in a transparent way, through applications, in order to provide high valueadded services. These services are adapted to each user and its environment, via the notion of context. Pervasive applications are now widely distributed, from distant cloud facilities down to Fog Computing gateway or even in sensors, near the user. Depending on the localization, various forms of context are needed by the applications. In this thesis, we focus on the context module at Fog Level. In order to simplify the design and execution, Fog applications are built on top of a service-oriented platform, freeing the developer of technical complexity and providing a support to handle the dynamism. We propose to extend this approach by providing the context as a set of service descriptions, available at design to the application developer. At runtime, depending on the context sources availability and on application current needs, context services are published or withdrawn inside the platform by the context module. We tailor a specific component model to program this context module. The base unit of our component model is called context entity. It is composed of highly coherent modules, implementing distinctly each service description proposed by the underlying context entity. These modules can simply describe their synchronization logic with context sources thanks to a domain specific language. At runtime, context entity instances can be introspected and reconfigured. An external autonomic manager uses these properties to match dynamically the context services exposed by the context module to the application needs. We have developed a reference implementation of our work, called CReAM, which can be used in a smart home gateway called iCASA, developed in a partnership with Orange Labs.

Esta pesquisa tem como finalidade explorar os recursos de interação do usuário com a informação georreferenciada, utilizando o próprio ambiente físico e seus elementos como interface. A indexação geográfica de arquivos digitais e os recursos disponíveis pela computação móvel estabeleceram um novo modelo de interação com a informação. Cabe ao designer criar sistemas e interfaces que levem em consideração a localização do usuário no acesso da informação atribuída ao entorno. Foi identificado que as soluções desenvolvidas para esse propósito utilizam telas e outros aparatos tecnológicos que constrangem a relação do usuário com o ambiente e interferem na experiência interativa. Como desdobramento da pesquisa foi desenvolvido um aplicativo que dispensa a tela na visualização e interação com a camada informacional do ambiente físico. O sistema utiliza os sensores de localização e orientação presentes nos smartphones para interagir com o entorno mapeado e georreferenciado. Dessa forma, o usuário, ao apontar o aparelho e selecionar diretamente o objeto de interesse, recebe os dados atribuídos a ele. Sem a interferência de telas ou dispositivos imersivos, o próprio ambiente se apresenta como interface de interação, dispensando novos ícones ou símbolos e tornando a tecnologia mais sutil em seu uso cotidiano.

Nowadays, mobile computing is more present in daily life. Mobile phones, notebooks, smart phones and wireless networks are part of everyday life. With this technology available, the research in pervasive computing is growing. The idea of pervasive computing was introduced by Mark Weiser in 1991, with a personal vision of how would be computing in the 21st century. Weiser s idea was that information processing would become part of everyday life, and would be available everywhere. Furthermore, it would be so natural as being invisible in the ambient. To make computing invisible, applications must be proactive, asking for a minimum of user intervention for its operation. An important concept that arises with pervasive computing is the context awareness . Context is any information that can be used to characterize an entity. Based on contextual information, applications can dynamically adapt to the environments in which they operate, becoming proactive and conveying the idea of invisibility. New programming languages or even new paradigms are being developed trying to make more intuitive the programming of pervasive applications. Most of these programming languages attempt to add new features into existing programming languages. However, some authors argue that there must be new formalisms that help to model the properties of pervasive systems, in particular the context awareness. The formal description of a system modeled by formal methods can be used to demonstrate that some properties of the system are correctly modeled. In this sense, this work studies a formal model that can be used as a basis for specifying a new programming language, called Calculus of Context-aware Ambients (CCA), proposed to describe mobile and pervasive applications. Another formal method used in the specification of programming languages are the type systems. Type systems helps to ensure that the system behaves according to the specification, that is, is a way to formally prove the absence of undesirable behavior in a system. Thus, the main contribution of this work is the definition of a type system for the CCA with the focus in the communication between processes. As a case study two real scenarios were modeled using the CCA, demonstrating the use of the type system developed. The preservation (or subject reduction) property of the type system was formally proved, demonstrating that the type system is correct, i.e., achieving the main purpose of the present work. / Atualmente, a computação móvel está mais presente na rotina das pessoas. Celulares, notebooks, smartphones e redes sem fio fazem parte do cotidiano. Com essa tecnologia disponível, as pesquisas na área de computação pervasiva crescem a cada dia. A ideia da computação pervasiva surgiu com um artigo escrito por Mark Weiser em 1991, com uma visão pessoal de como seria a computação no século 21. Weiser descreveu que a computação faria parte do cotidiano das pessoas, e estaria acessível em todos os ambientes. Além disso, seria tão natural que passaria a ideia de estar invisível no ambiente. Para tornar a computação invisível, as aplicações devem ser pró-ativas, solicitando o mínimo de intervenção do usuário para o seu funcionamento. Um conceito importante que surge na computação pervasiva é a sensibilidade ao contexto . Contexto é qualquer informação que possa ser utilizada para caracterizar uma entidade. Com base em informações contextuais, as aplicações podem se adaptar dinamicamente aos ambientes nos quais estão inseridas, tornando-se pró-ativas e transmitindo a ideia da invisibilidade. Novas linguagens de programação ou até mesmo novos paradigmas de programação estão sendo desenvolvidos, tentando tornar mais intuitiva a programação de aplicações pervasivas. A maioria dessas linguagens tenta adicionar novas funcionalidades em linguagens já existentes. Porém, alguns autores defendem que deveriam existir novos formalismos que ajudem a modelar as propriedades dos sistemas pervasivos, em especial a sensibilidade ao contexto. A descrição formal de um sistema modelado através de métodos formais pode ser utilizada para demonstrar que algumas propriedades de um sistema estão corretamente modeladas. Nesse sentido, este trabalho estuda um modelo formal que pode servir como base para a especificação de novas linguagens de programação, chamado Cálculo de Ambientes Sensível ao Contexto (CASC), proposto para descrever ambientes móveis e aplicações pervasivas. Outro método formal que é utilizado para especificar linguagens de programação são os sistemas de tipos. Sistemas de tipos ajudam a garantir que um sistema se comporta de acordo com a sua especificação, ou seja, são uma maneira de provar formalmente a ausência de comportamentos indesejados dentro de um sistema. Dessa forma, a principal contribuição deste trabalho é a definição de um sistema de tipos para o CASC com o foco no controle de comunicação entre processos. Como estudo de caso, dois cenários reais foram modelados utilizando o CASC, demonstrando o uso do sistema de tipos desenvolvido. A propriedade preservation (ou subject reduction) do sistema de tipos foi provada formalmente, demostrando que o sistema de tipos está correto, ou seja, atingindo o objetivo principal do trabalho. Palavras-chave: Sistema de Tipos. Cálculo de Ambientes. Computação Pervasiva. Sensibilidade ao Contexto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The research in Pervasive Computing have directed their efforts to the modeling and development of programmable and interactive environments, able to assist users in their daily activities. The Systems Group of Mobile Computing (gMob) of Federal University of Santa Maria, developed the project ClinicSpace, a system to aid clinical tasks in hospitals based on Pervasive Computing technologies. On the other hand, the Affective Computing, which is a relatively new field of research in computer science, came up with the proposal to identify and synthesize human feelings in machinery, in order to make the interaction with computing devices more enjoyable and less frustrating. Given that pervasive systems work with context information to adapt their applications according to user needs, it becomes feasible through the Affective Computing, identify emotional characteristics of a person for this type of information can be used as context element, making the adjustment more precise applications pervasive. In this context, this research proposes a model of acquisition of affective context using techniques of inference of stress from psychological tools, emotional self-analysis and stressful classification of clinical tasks. Integrating the concepts of Affective Computing and Pervasive Computing, this model aims to classify the state of stress of the users of ClinicSpace and use it as an affective context, increasing the wealth of contextual information used in this system. To develop the proposed model, studies were performed on the Perceived Stress Scale (PSS), responsible for identifying stress in an individual, the use of AffectButtons to identify the user s emotional state, and the development of a questionnaire, applied to health care professionals to identify and classify the degree of stress of clinical activities. Based on these three approaches was possible to develop a classification model of stress for ClinicSpace users (doctors). To validate the proposal, was implemented a prototype of Affective Context Service for architecture ClinicSpace, which was tested in the Annas Dias Hospital (Ibirubá - RS). The results showed that the model proposed in this work is able to classify the state of stress for clinicians that this type of information can be used as an element of context in pervasive systems. / As pesquisas na área da Computação Pervasiva têm direcionado seus esforços para a modelagem e desenvolvimento de ambientes programáveis e interativos capazes de auxiliar os usuários em suas atividades rotineiras. O Grupo de Sistemas de Computação Móvel (GMob) da Universidade Federal de Santa Maria, desenvolve o projeto ClinicSpace, um sistema de auxílio à tarefas clínicas em ambientes hospitalares baseado em tecnologias da Computação Pervasiva. Por outro lado, a Computação Afetiva, que é um campo de pesquisa relativamente novo na informática, surgiu com a proposta de identificar e sintetizar sentimentos humanos em máquinas, com a finalidade de tornar a interação com dispositivos computacionais mais agradável e menos frustrante. Tendo em vista que sistemas pervasivos trabalham com informações de contexto para adaptar suas aplicações de acordo com as necessidades do usuário, torna-se viável através da Computação Afetiva, identificar características emocionais de uma pessoa para que esse tipo de informação possa ser usada como dados de contexto, tornando a adaptação das aplicações pervasivas mais precisas. Neste contexto, o presente trabalho propõe um modelo de aquisição de contexto afetivo utilizando técnicas de inferência de estresse a partir de ferramentas psicológicas, autoanálise emocional e classificação estressora de tarefas clínicas. Integrando os conceitos de Computação Afetiva e Computação Pervasiva, este modelo visa classificar o estado de estresse dos usuários do ClinicSpace e utilizá-lo como elemento de contexto afetivo, aumentando a riqueza de informações de contexto utilizadas neste sistema. Para o desenvolvimento do modelo proposto, foram realizados estudos sobre a Escala de Estresse Percebido (PSS Perceived Stress Scale), responsável pela identificação de estresse em um indivíduo, o uso de AffectButtons para identificar o estado emocional do usuário, e o desenvolvimento de um questionário, aplicado em profissionais da área da saúde, para identificar e classificar o grau de estresse de atividades clínicas. Com base nessas três abordagens foi possível elaborar um modelo de classificação de estresse para os usuários do ClinicSpace (médicos). Para validar a proposta, foi implementado um protótipo de Serviço de Contexto Afetivo para a arquitetura ClinicSpace, que foi testado no Hospital Annas Dias (Ibirubá RS). Os resultados mostraram que o modelo proposto neste trabalho é capaz de classificar o estado de estresse de profissionais clínicos para que este tipo de informação possa ser utilizado como elemento de contexto em sistemas pervasivos.

Submitted by FABIANA DA SILVA FRANÇA (fabiana21franca@gmail.com) on 2017-11-23T18:20:51Z No. of bitstreams: 1 ArquivoTotal.pdf: 6700823 bytes, checksum: d1890d49777f7d1a16f60047d28d4718 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-23T18:20:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArquivoTotal.pdf: 6700823 bytes, checksum: d1890d49777f7d1a16f60047d28d4718 (MD5) Previous issue date: 2017-06-16 / In Information Science research related to the use of information has been developed, with influence of information technology and telecommunications. Its development was more accelerated in the post-industrial period when society began to produce a large amount of information. In the 21st century, access to information through the use of the Internet with smartphones has become something within reach of the population, providing an increase in communication. The objective of this work was to analyze the Pokémon GO application, considering the Architecture of Pervasive Information, when the motivation of the use of this theme was the recent launch of applications for smartphones that use pervasive environments, highlighting the game that became a huge Success of downloads and brought a great innovation in the way of play. For the accomplishment of this research, the participant research methodology was adopted, in which the user-researcher interacts directly with the searched object. The collected data were analyzed in a qualitative way. Using the game environment and evaluating the pervasive interaction presented at the threshold between the physical and digital environment, the heuristics described by Resmini and Rosati (2011) were considered. In the use of the game were explored the physical environments present in the city of João Pessoa, in addition to the moments of interaction. In the results the adherence to the proposed heuristics was discussed and these were punctuated as Present, Partially Present and Not Present. Finally, the data were analyzed suggesting improvements both for the game, considering the Pervasive Information Architecture, and for the environment itself. / Na Ciência da Informação pesquisas relacionadas com a utilização da informação vêm sendo desenvolvidas com influência da informática e telecomunicações. O seu desenvolvimento foi mais acelerado no período pós-industrial em que a sociedade começou a produzir uma elevada quantidade de informações. No século XXI, o acesso à informação por meio do uso da internet por meio dos smartphones tornou-se algo ao alcance da população, proporcionando um aumento da comunicação. Diante desta temática, o presente trabalho teve como objetivo analisar o aplicativo Pokémon GO, considerando a Arquitetura da Informação Pervasiva em que a motivação da utilização desta temática foi o recente lançamento de aplicativos para smartphones que utilizam ambientes pervasivos, destacando o jogo que se tornou um enorme sucesso de downloads e trouxe uma grande inovação na forma de jogar. Para realização desta pesquisa, adotou-se a metodologia de pesquisa participante, na qual o usuário-pesquisador interage diretamente com o objeto pesquisado. Os dados coletados foram analisados de forma qualitativa. Ao utilizar o ambiente do jogo e avaliar a interação pervasiva apresentada no limiar entre o ambiente físico e digital foram consideradas as heurísticas descritas por Resmini e Rosati (2011). Na utilização do jogo foram explorados os ambientes físicos presentes na cidade de João Pessoa, além dos momentos de interação. Nos resultados discutiuse a aderência às heurísticas propostas e estas foram pontuadas como Presente, Parcialmente Presente e Não Presente. Por fim, os dados foram analisados, sugerindo-se melhorias tanto para o jogo, considerando a Arquitetura da Informação Pervasiva, como para o próprio ambiente.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / nÃo hà / A evoluÃÃo das tecnologias mÃveis favorece o surgimento de sistemas capazes de antever as necessidades do usuÃrio e se adaptar Ãs variaÃÃes de seu contexto de forma imperceptÃvel. Tais sistemas, denominados sistemas ubÃquos, enfrentam o desafio da adaptaÃÃo dinÃmica em um cenÃrio altamente distribuÃdo, heterogÃneo e volÃtil, uma vez que pode se tornar difÃcil coletar e processar informaÃÃes contextuais oriundas de fontes desconhecidas e distribuÃdas. O problema em questÃo à o gerenciamento de dados contextuais em cenÃrios sujeitos a mobilidade e conexÃes intermitentes entre dispositivos mÃveis e servidores. A fim de facilitar o desenvolvimento de sistemas ubÃquos, este trabalho estende um sistema de suporte existente, chamado SysSU (LIMA et al., 2011), que foi baseado em espaÃos de tuplas centralizado. Com o objetivo de gerenciar informaÃÃes de contexto distribuÃdas, à adotada uma abordagem de espaÃo de tuplas descentralizada, oferecendo aos componentes dos sistemas ubÃquos a capacidade de interaÃÃo e cooperaÃÃo em situaÃÃes de total descentralizaÃÃo. Sendo assim, esta dissertaÃÃo propÃe o SysSU-DTS (System Support for Ubiquity - Distribute Tuple Space), um sistema de suporte que fornece a funcionalidade de coordenaÃÃo de sistemas ubÃquos em ambientes abertos, onde nenhuma suposiÃÃo sobre os recursos disponÃveis deve ser feita. O SysSU-DTS à focado em sistemas ubÃquos baseado em dispositivos mÃveis, como smartphones, tablets e ultrabooks, que podem se comunicar atravÃs de redes mÃveis Ad hoc (MANET - Mobile Ad hoc Network). O SysSU-DTS representa informaÃÃes contextuais por meio de tuplas e permite o acesso transparente a informaÃÃes de contexto disponÃveis, estejam elas localizadas dentro do dispositivo mÃvel, em um servidor ou em outro dispositivo mÃvel prÃximo. A partir do acesso a informaÃÃes de contexto oriundas de diferentes provedores, as aplicaÃÃes ubÃquas e sensÃveis ao contexto que adotem o suporte do SysSU-DTS podem ter uma visÃo do contexto global das entidades envolvidas no sistema. AlÃm disso, o SysSU-DTS implementa um mecanismo de escopo que permite a formaÃÃo de subconjuntos de informaÃÃes contextuais disponÃveis, evitando gerenciamento de informaÃÃes desnecessÃrias. SÃo apresentados resultados experimentais obtidos em uma avaliaÃÃo de desempenho realizada em um testbed composto por smartphones e tablets. Esta avaliaÃÃo demonstra a viabilidade prÃtica da abordagem proposta e como o SysSU-DTS promove a distribuiÃÃo de informaÃÃes de contexto adaptando-se dinamicamente a provedores de contexto locais, infra-estruturados e distribuÃdos em redes Ad hoc. / The evolution of mobile technologies allows the emerging of ubiquitous systems, able to anticipate userâs needs and to seamlessly adapt to context changes. These systems present the problem of dynamic adaptation in a highly distributed, heterogeneous and volatile environment, since it may be difficult to collect and process context information from distributed unknown sources. The problem faced is the management of contextual data in scenarios with mobility and intermittent connections between mobile devices and servers. In order to facilitate the development of such systems, this work extends an existing support system based on centralized tuple spaces, called SysSU (LIMA et al., 2011), aiming at the management of distributed information. Hence, a decentralized tuple space approach is adopted, offering to ubiquitous systems components the capability of interaction and cooperation in scenarios of total decentralization. Thus, this work introduces SysSU-DTS (System Support for Ubiquity - Distribute Tuple Space), a system support that provides functionality for coordinating ubiquitous systems in open environments, where no assumptions about available resources should be made. It focuses on ubiquitous systems based on mobile devices such as smartphones, tablets and ultrabooks, which can communicate through a Mobile Ad hoc Network (MANET). SysSU-DTS represents context information by tuples and allows a transparent access to spread context, as follows: (i)local access, which accesses an internal device tuple space; (ii) infrastructured access, tuple spaces located on a server accessed using an infrastructured network; or (iii) Ad hoc access, interacting directly with tuple spaces located in nearby devices via the formation of an Ad hoc network. From the access to different context providers, ubiquitous and context-aware applications, using SysSU-DTSs support, can have an insight of global context related to the system entities. In addition, SysSU-DTS implements a scope mechanism that allows the formation of available contextual information subsets. This mechanism restricts access to contextual tuples only to members of the same scope, avoiding unnecessary information management. This dissertation reports some experimental results obtained in a performance evaluation using a testbed of smartphones and tablets. The evaluation shows the practical feasibility of our approach and point out how SysSU-DTS can grant context data distribution with dynamically adapting to local, infrastructured and distributed over Ad hoc networks context providers.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciana Fortes Farias.pdf: 24712291 bytes, checksum: d8760f57e945d0cde298c31a44b38539 (MD5) Previous issue date: 2009-11-04 / This work is discussed the conceptual model of a multi-agent system for environmental monitoring with the use of biomarkers of aquatic organisms present in the port complex of São Luís-Maranhão-Brasil, second most important in the country in cargo handling. Located in the São Marcos Bay, this complex have an estuarine ecosystems which have suffered attacks in the current process of economic development, caused by intense port handling, dumping of ballast water and washing the vessels, overfishing, introduction of exotic species in the middle pollution in urban and industrial effluents, subject to severe environmental impacts that should be monitored. Methodologically, the modeling of the monitoring solution, we used the existing environmental conditions and aquatic life caught in two different sites of the port complex, the first in a potentially contaminated area and the second in a contamination-free (control), proposing the creation of a network of sensors in these locations. Invest conceded data by Carvalho-Neta (2007) whose research includes to catch fish in these perimeters, then submitting them for laboratory analysis to measure the enzyme activity of glutathione S-transferase (GST) and Catalase (CAT), the result was processed and recorded in bio-ontology . The core of the solution of Multi-agent system is based on the results derived from the biochemical analysis of GST, inspiring the modeling software agent that simulates the behavior of this enzyme. The solution also includes an application running on mobile devices that makes the collection of environmental variables in the selected points, validates them and makes the inference of those who could not be collected. Multi-agent System for Environmental Monitoring of the Port Complex of the Island of São Luís-Maranhão- Brasil, therefore, is made up of the bio-ontology, sensor networking, mobile application collection and inference of data from environmental conditions, software agents to simulate biochemical analysis, calculation of GST activity and other staff related to the maintenance and security of the SMA. / Nesta dissertação é discutido o modelo conceitual de um sistema multiagente para monitoramento ambiental com uso de marcadores biológicos de organismos aquáticos presentes no complexo portuário de São Luís-MA, segundo mais importante do país em movimentação de carga. Situado na Baía de São Marcos, esse complexo possui um dos ecossistemas estuarinos que mais têm sofrido agressões no atual processo de desenvolvimento econômico, provocadas pela intensa movimentação portuária, despejo de água de lastro e lavagem dos navios, pesca predatória, introdução de espécies exóticas no meio, poluição por efluentes domésticos e industriais, sujeitando o ambiente a fortes impactos ambientais que devem ser monitorados. Metodologicamente, na modelagem da solução de monitoramento, utilizou-se o registro das condições ambientais e de organismos aquáticos capturados em dois pontos distintos do complexo portuário: o primeiro, em uma área potencialmente contaminada e o segundo em uma livre de contaminação (controle), propondo-se a criação de uma rede de sensores nesses locais. Empregou-se dados cedidos por Carvalho-Neta (2007) cuja pesquisa contou com a captura de peixes nesses perímetros, submetendo-os posteriormente a análise laboratorial para medição da atividade enzimática da Glutationa s- Transferase (GST) e Catalase (CAT), tendo todos os resultados processados e registrados em bio-ontologia. O núcleo da solução do Sistema Multiagente baseia-se nos resultados oriundos da análise bioquímica da GST, inspirando a modelagem de agente de software que simula o comportamento desta enzima. Todos esses dados foram registrados em bio-ontologia. A solução contempla também uma aplicação executada em dispositivos móveis que realiza a coleta das variáveis abióticas nos pontos selecionados, valida-as e realiza a inferência daquelas que não puderam ser coletadas. O Sistema Multiagente para Monitoramento Ambiental do Complexo Portuário da Ilha de São Luís, portanto, é constituído pelo conjunto da bio-ontologia, rede de sensores, aplicação móvel de coleta e inferência de dados das condições do meio ambiente, agentes de software para simulação de análise bioquímica, cálculo da atividade da GST e outros agentes relacionados à manutenção e segurança do SMA.

This work describes a design of a multimedia content delivery system based on context, to provide multimedia information and other services according to the user location and his preferences. It focuses on mobility and the problem of different coherent and cohesive presentations depending on the available resources of the presentation environment.

Abstract This thesis introduces a novel Web service-centric solution to pervasive computing, called Service-oriented Pervasive Computing (also called Pervasive Service Computing), which enables computer systems to deal with context in the user’s environment, to dynamically discover and compose existing services, and to develop Internet-scale multimedia applications that support users’ activities. First, this thesis introduces the concept of Pervasive Service Computing and its relation to community coordinated multimedia, context awareness, and service-oriented computing. It then investigates the state of the art, the practices, and techniques which have been developed to support such services. Building on these tools, this study adopts a service-oriented methodology to design a reference model for Pervasive Service Computing, for accommodating specified technical requirements. This model can serve as a guide for research and development towards Pervasive Service Computing. Second, the thesis examines the nature of community coordinated multimedia, and develops the concept of Community Coordinated Multimedia (CCM). To discover the potentials of discoverability and composability of multimedia applications, the thesis introduces a model for Service-oriented Community Coordinated Multimedia (SCCM), and demonstrates the idea of “multimedia application as a service.” Furthermore, the thesis presents a content annotation service and evaluates its feasibility as an end-user prototype. Third, the thesis investigates the nature of context awareness in Pervasive Service Computing, to broaden the definition of context and context-awareness. This research introduces context-aware pervasive service composition (CAPSC) applications, and specifies three-levels of context awareness. Building on this framework, the context-aware service composition prototype is implemented. Fourth, the author examines the overall potential of service composition in Pervasive Service Computing, distinguishes its two main functions as service collaboration, and service coordination, and then develops an ODPSC (Ontology-Driven Pervasive Service Composition) ontology. To address the availability and scalability of service composition, the thesis introduces options for dynamic service composition in the Cloud, and develops an accelerated Cloud architecture for service composition in the Cloud (namely CM4SC middleware). Last, the CM4SC middleware as a service prototype is implemented. / Tiivistelmä Tässä työssä käsitellään uutta jokapaikan tietotekniikan Web-palvelukeskeistä ratkaisua, palveluorientoitunutta jokapaikan tietotekniikkaa (Pervasive Service Computing). Tämän avulla tietokonejärjestelmät voivat ottaa huomioon käyttäjän ympäristön tilanteen, löytää ja koota palveluja dynaamisesti, ja näin voidaan kehittää Internetin laajuisia käyttäjän toimintoja tukevia multimediasovelluksia. Ensiksi työssä esitellään jokapaikan tietotekniikan palvelujen käsite sekä tällaisten palveluiden suhde yhteisöllisesti koordinoituun multimediaan, tilannetietoisuuten ja palveluorientoituneeseen tietotekniikkaan. Tieteen nykytila sekä tällaisia palveluja tukemaan kehitetyt käytännöt ja tekniikat esitellään. Näihin työkaluihin pohjautuen työssä omaksutaan palveluorientoitunut metodiikka, kun jokapaikan tietotekniikan palveluille suunnitellaan referenssimalli, jonka avulla voidaan määritellä teknisiä vaatimuksia ja joka voi muutenkin toimia ohjenuorana jokapaikan tietotekniikan palvelujen tutkimukselle ja tuotekehitykselle. Toiseksi työssä tutkitaan yhteisöllisesti koordinoidun multimedian ominaispiirteitä ja määritellään yhteisöllisesti koordinoidun multimedian (Community Coordinated Multimedia, CCM) käsite. Multimediasovellusten löydettävyyden ja kokoamisen mahdollisuuksien kartoittamiseen luodaan palveluorientoitunut CCM-malli (Service-oriented Community Coordinated Multimedia, SCCM). Työssä esitellään ”multimediasovellus palveluna” -idea, jonka käyttökelpoisuutta arvioidaan sisältöpohjaisen annotoinnin prototyyppiratkaisun avulla. Kolmanneksi työssä tutkitaan jokapaikan tietotekniikan palvelujen tilannetietoisuutta laajentamalla tilanteen ja tilannetietoisuuden määritelmiä. Tutkimus esittelee tilannetietoiseen jokapaikan tietotekniikan palvelujen kokoamiseen (Context-Aware Pervasive Service Composition, CAPSC) perustuvia sovelluksia ja määrittelee kolme tasoa tilannetietoisuudelle. Tämän viitekehyksen avulla toteutetaan tilannetietoinen palvelujen kokoamisen prototyyppi. Neljänneksi työssä arvioidaan jokapaikan tietotekniikan palvelujen kokoamisen mahdollisuuksia, tunnistetaan sen kaksi keskeistä toiminnallisuutta, palvelujen yhteistoiminnallisuus (service collaboration) ja palvelujen koordinointi (service coordination), sekä kehitetään ODPSC (Ontology-Driven Pervasive Service Composition) -ontologia. Työssä esitetään saavutettavuuden ja laajennettavuuden haasteisiin ratkaisuksi dynaaminen palvelujen kokoaminen pilvipalveluna. Työssä kehitetään kiihdytetty pilviarkkitehtuuri (CM4SC-välikerrosohjelmisto) palvelujen kokoamiseen pilvessä. Lopuksi työssä toteutetaan CM4SC-välikerrosohjelmiston palveluprototyyppi.

Depuis une vingtaine d'années, les développements dans les technologies de l'information ont fait évoluer les paradigmes de l'informatique. L'arrivée d'approches telles que l'informatique diffuse ont fait émerger de nouvelles technologies permettant d'améliorer la qualité des interactions avec les systèmes informatisés. Toutefois, la démocratisation de l'informatique diffuse et la mise en place des espaces intelligents rencontrent un bon nombre de problèmes. Le nombre important de composantes matérielles et logicielles et leurs natures hétérogènes contribuent à la complexité de déploiement et de gestion de ces milieux, entraînant des coûts élevés. Cette thèse vise à contribuer à la gestion logicielle des espaces intelligents par la réduction de la complexité des tâches de gestion. Notre proposition consiste en une approche autonome de la gestion logicielle, fondée sur l'approche de l'informatique diffuse autonome. Dans le cadre de ce travail, nous proposons une solution utilisant les informations contextuelles des milieux, afin de déterminer quelle répartition des logiciels parmi les appareils des milieux correspond le mieux au besoin des applications, des caractéristiques propres des environnements et, non le moindre, des modalités et préférences d’interaction des utilisateurs de ces milieux. La solution proposée a été implémentée et évaluée à l’aide d’une série de tests et de mises en situation d’organisation logicielle / Since two decades, the developments in the information technologies have changed the computer science paradigms. The arrival of new approaches such as the pervasive computing create new technologies, which improved the quality of the interactions with the I.T. systems, However, the broad utilization of the pervasive computing and the development of smart spaces are facing several challenges. The large number of hardware and software components and their heterogeneous natures, contributes to the complexity of deploying and managing these environments, resulting in high costs. This thesis contributes to the software management of the smart spaces by reducing the complexity of the management tasks. Our proposal consists of an autonomic approach to software management based on the autonomic pervasive computing. As part of this work, we propose a solution using the environment’s contextual information to determine the software distribution among the environment’s devices, which best fits the needs of the software, environments and the interaction modalities and preferences of the environment’s users. The proposed solution was implemented and evaluated using a series of tests and software organization scenarios