Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 208

Estágio realizado no DEMEGI (Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial) e orientado pelo Prof. Doutor António Torres Marques / Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000444969-Texto+Completo-0.pdf: 8863468 bytes, checksum: d6f97c49279c5546c9619f8479b0b679 (MD5) Previous issue date: 2011 / The use of software development processes in the IT organizations has become common. This happens because the quality product is related to the process quality. The main interest of the IT companies is to adopt one or more well-defined software development processes and tailor them when necessary to meet the projects specific needs. However, since the amount of elements and relationships of a software development process is huge, defining and tailoring a software development process are not trivial activities. Inconsistencies may easily be introduced into a software development process when certain precautions are not taken. As a consequence, an inadequate software development process may be created to a software project causing errors during its enactment. Considering the need to avoid inconsistencies in a software development process, this research proposes a consistence infrastructure that enables defining and tailoring consistent software development processes based on SPEM 2. 0 metamodel. The proposed infrastructure is composed by an extension to the SPEM 2. 0 metamodel, a set of well-formedness rules related to the consistency of the software development processes and a tool prototype that supports automatically the proposed metamodel and well-formedness rules. / O uso de processos de desenvolvimento de software nas organizações de TI tem se tornado cada vez mais comum. Um dos motivos é que a qualidade do produto de software está relacionada com a qualidade do processo utilizado na sua construção. Nesse contexto, o interesse das organizações é estabelecer um ou mais processos de desenvolvimento de software bem definidos; adaptando-os, quando necessário, para atender metas específicas dos projetos de software. Contudo, devido à grande quantidade de elementos e relacionamentos que um processo de desenvolvimento de software possui, as atividades de definição e adaptação de processos são tarefas não triviais. Quando alguns cuidados não são tomados, inconsistências podem ser facilmente introduzidas em um processo de desenvolvimento de software, fato que pode, muitas vezes, ocasionar a geração de um processo inadequado que acarretará em erros durante a execução de um projeto de software. Considerando a necessidade de evitar inconsistências em um processo de desenvolvimento de software, esta pesquisa propõe uma infraestrutura que viabiliza a definição e adaptação dos processos de desenvolvimento de software consistentes baseados no metamodelo SPEM 2. 0. A infraestrutura definida é composta por uma extensão ao metamodelo SPEM 2. 0, um conjunto de regras de boa-formação para consistência dos processos de desenvolvimento de software e um protótipo de ferramenta que auxilia o uso do metamodelo proposto e das regras de boa-formação.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000417206-Texto+Completo-0.pdf: 2684469 bytes, checksum: eee55b180d3981f3bad747667dc61538 (MD5) Previous issue date: 2009 / The evolution of the integrated circuit manufacturing technology is still following the so called Moore Law. However, scientific applications growingly require high performance computational resources, motivating researchers to propose the acceleration of such applications through the use of dedicated hardware devices. Often, due to the need of obtaining fast results in the design of these applications the use of reconfigurable hardware devices is recommended. Currently, there is a significant increase in the amount of research on molecular biophysics with a main goal on the design of drugs. Nonetheless, to achieve the design of a new drug and the possible cure of some disease, several complex procedures must be undertaken. As examples, it is possible to cite experiments to determine the behavior of simple molecules or proteins. Molecular dynamics simulations can reveal a large variety of facts about the molecular system under scrutiny. But to execute such simulations in a timely way, it is necessary to employ a huge amount of high performance computational resources, like supercomputers, large computer clusters or grids. This is due to the enormous amount of mathematical computations to perform, to the amount of generated information and to the need to obtain all this information in short time delays. This makes the requirement for high performance computing a basic characteristic of this field. To fulfill the computational requirements of molecular dynamics simulations there are FPGA based platforms, which are frequently employed as hardware accelerators for applications with high computational cost. FPGAs are widely available and enable the fast design and implementation of dedicated hardware with high performance when compared to software running on general purpose processors. The main contribution of this work is the proposition of a communication method between a host computer and a reconfigurable hardware platform based on FPGAs. The dissertation suggests a software architecture for integrating software and hardware platforms used to accelerate molecular dynamics simulation applications. The proposition has been implemented as an Application Programming Interface (API) that organizes the communication between platforms in several service abstraction levels, with the goal of rendering the application software layers independents of the accelerator hardware. / A evolução da tecnologia de fabricação de circuitos integrados continua obedecendo à lei de Moore. Entretanto, aplicações científicas cada vez mais necessitam de recursos de alto desempenho computacional, motivando pesquisadores a propor a aceleração por hardware dedicado para aumentar o desempenho destas aplicações. Freqüentemente, devido à necessidade de rapidez no projeto de tais aplicações, empregam-se técnicas de projeto com emprego de hardware reconfigurável. Atualmente, há um grande aumento em pesquisas de biofísica molecular com o objetivo principal na concepção de fármacos. Porém, para se chegar até a droga e a possível cura de alguma doença, diversos procedimentos devem ser empreendidos. Como exemplos podem ser citados experimentos para determinar o comportamento de moléculas simples ou de proteínas. As simulações por dinâmica molecular aportam uma variedade de informações do sistema molecular em questão. Entretanto, para se executar estas simulações é necessário o auxílio de recursos computacionais de alto desempenho, devido à elevada quantidade de cálculos a efetuar, à quantidade de informações geradas e à necessidade destas informações e resultados em períodos curtos de tempo, tornando a exigência por computação de alto desempenho uma característica básica desta área. Para suprir a exigência computacional de simulações por dinâmica molecular existem plataformas baseadas em FPGAs, que são largamente utilizadas como aceleradores de hardware de aplicações com alto custo computacional. FPGAs são amplamente disponíveis e permitem realizar rapidamente o projeto e a implementação de hardware com alto desempenho se comparado a software executando em processadores de propósito geral.A principal contribuição deste trabalho é uma proposta de método de comunicação entre uma máquina hospedeira e uma plataforma de hardware reconfigurável baseada em FPGAs, sugerindo uma arquitetura de software para integração das plataformas de software e o hardware usado para acelerar aplicações de simulação por dinâmica molecular. A proposta foi implementada como uma API para organização da comunicação entre as plataformas em níveis de abstração de serviço, visando tornar as camadas de software independentes do hardware.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-05-16T15:09:31Z No. of bitstreams: 1 RIVANILSON DA SILVA RODRIGUES - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2017.pdf: 1875778 bytes, checksum: 8c70ccbd6828405c4cb89e869220b5f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-16T15:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RIVANILSON DA SILVA RODRIGUES - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2017.pdf: 1875778 bytes, checksum: 8c70ccbd6828405c4cb89e869220b5f7 (MD5) Previous issue date: 2016 / Garantirqueapopulaçãotenhaacessoaumaeducaçãobásicadequalidadenãoéumatarefa fácil, segundo o mais recente relatório da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) sobre a avaliação do PISA (Programme for International Student Assessment) realizada em 2012 aponta que 21.4% dos estudantes avaliados de 65 Países não atingiram o nível mínimo de proficiência em resolução de problemas para prosseguir na vida adulta e exercer sua cidadania. Especialmente no Brasil essa situação é ainda mais preocupante, pois esse número ultrapassa os 60%. Assim, buscar recursos educacionais que favoreçam o aprendizado de práticas de resolução de problemas é fundamental. Nesse sentido, pesquisas na área de Educação em Ciência da Computação indicam que o Pensamento Computacional (PC) pode desenvolver ou aprimorar habilidades de resolução de problemas, estas por sua vez, podem ser extensíveis para áreas como Matemática, Ciências Naturais e até mesmo Humanas e Línguas. Contudo, ainda são poucos os estudos que apresentam evidências quantitativas dos efeitos do PC na educação básica. Assim, muitos pesquisadores acreditam que os benefícios do PC na educação ainda não são claros. Dessa forma, é necessário entender como avaliar seus benefícios e quais são seus efeitos no processo de aprendizagem formal. Nesse contexto, o objetivo geral deste trabalho foi analisar de forma quantitativa o efeito do PC desenvolvido pela programação de computadores na capacidade de resolução de problemas e no desempenho de estudantes no ensino básico. Buscamos responder a seguinte questão de pesquisa RQ: O PC desenvolvido pelo aprendizado em programação pode melhorar habilidades de resolução de problemas, bem como o desempenho de estudantes em disciplinas da educação? Para isso, realizamos 4 estudos empíricosqueenvolveramametodologiasex-postfactoequase-experimental. Osresultados encontrados em cada estudo convergiram de modo geral e indicam que PC pode contribuir para o aprimoramento de habilidades de resolução de problemas e do desempenho escolar em áreas do conhecimento avaliadas durante a educação básica brasileira. / Ensure that the population has access to a quality basic education is not an easy task, according to OECD (Organization report for Economic Cooperation and Development) in the latest PISA assessment (Programme for International Student Assessment) in 2012 shows that 21.4% of the students of 65 countries assessed do not have reached the minimum level of proficiency in problem solving to continue in the adulthood and exercise their citizenship. Especially in Brazil, this situation is even more worrying because this number exceeds 60% of students. So, seek educational resources that promote the learning problem solving practices is essential. In this sense, qualitative researches in Computer Science Education indicate that Computational Thinking (CT) can develop or improve problem solving skills, these can be extended to areas beyond computation such as Mathematics, Natural Sciences, Human Sciences even Linguistic. However, there are few studies that present quantitative evidence of CT effects on basic education. Thus, many researchers believe that the benefits of PC education are still unclear. Therefore, it is necessary understand how to evaluate and what are the effects of CT on the formal learning process. In this context, the objective of this work wast o analyze quantitative lythe possibles effecto fthe CTdeveloped bycomputer programming on problem solving skills and school performance of students in higher and basic education. We seek to answer the following research question RQ: Can CT developed by computer programming learning improve problem-solving skills as well as the student performance in disciplines of basic education? Thus, we conducted four empirical studies involving research methodologies ex post facto and quasi-experimental. The results in each study generally converged and indicate that CT can contribute to enhancement of problem solving skills and scholar performance of the students on areas of knowledge assessed in Brazilian basic education.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000434362-Texto+Completo-0.pdf: 3295787 bytes, checksum: fa874ffe7fea0bf22cc79b8e7d4b71fd (MD5) Previous issue date: 2011 / This thesis presents the Radio Frequency Identification (RFID) technology, and its main goal is to define the models which allow the simulation of environments that use this technology. For the development of these simulation models, it is extensively discussed some of the main challenges faced by RFID systems: (i) the signal collision generated by the tags; (ii) the typical Radio Frequency (RF) signal interference according with each RFID use environment; (iii) the relationship between the RF interference problem with the minimum needed power to the activation and communication between tags and reader equipment (the maximum possible distance between tags and reader‘s antenna); (iv) the relationship between the time demanded to the standardized protocols resolve the collision problem and the RF interferences according with the physical environment characteristics where the systems will be installed. Several prediction models for traditional RF based systems were already developed; however, none of them consider the RFID systems characteristics and variables here approached. Due to the fact that each RF system to be installed have its own environment characteristics, it is impossible the definition of one single mathematic equation or model that defines every RF system. Thus, there are different models for different radio communication types in each different condition. The main contribution of this thesis is the presentation of techniques for the model definition that allow the estimation about the RFID system operation, considering problems (i), (ii), (iii) and (iv) previously enumerated. A RFID environment simulation tool that uses the developed models is presented. The validation results are promising, and were obtained through the practical rehearsal simulations comparison, and also through the available results in literature comparison. / Este trabalho apresenta a tecnologia de Identificação por Rádio Frequência (RFID), e tem como principal objetivo a definição de modelos que permitam a simulação de ambientes que utilizem esta tecnologia. Para o desenvolvimento destes modelos de simulação, são extensamente abordados alguns dos principais desafios enfrentados por sistemas RFID: (i) a colisão dos sinais provenientes das etiquetas; (ii) interferências típicas de sinais de rádio frequência (RF) de acordo com cada tipo de ambiente de uso de sistemas RFID; (iii) o relacionamento entre o problema das interferências de RF com a potência mínima necessária para a ativação e comunicação das etiquetas e dos equipamentos leitores (as distâncias máximas possíveis entre etiquetas e antenas dos leitores); (iv) o relacionamento entre o tempo necessário para os protocolos padronizados resolverem o problema das colisões e as interferências de RF de acordo com as características físicas dos ambientes onde os sistemas estarão instalados. Muitos modelos para predição de sistemas tradicionais baseados em RF já foram desenvolvidos, mas nenhum que considere as características e variáveis específicas de sistemas RFID aqui abordadas. Devido ao fato de cada sistema de RF a ser instalado possuir características próprias de ambiente, é inviável a definição de uma única equação matemática ou modelo que defina todos os sistemas de RF. Sendo assim, existem diferentes modelos para diferentes tipos de comunicação de rádio em diferentes condições. A contribuição principal desta tese é a apresentação de técnicas para a definição de modelos que permitam a estimação sobre o funcionamento de sistemas RFID, considerando os problemas (i), (ii), (iii) e (iv) citados. Uma ferramenta de simulação de ambientes RFID que utiliza os modelos desenvolvidos é apresentada. Os resultados de validação são promissores, e foram obtidos através da comparação das simulações com ensaios práticos, bem como através de comparações com resultados disponíveis na literatura.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um programa para auxílio didático em disciplinas que envolvam a análise estrutural, o dimensionamento e o detalhamento de pórticos planos de concreto armado. O programa age como um pós-processador, obtendo dados, como esforços nos nós e deslocamentos nodais de um processador existente, interpreta esses dados e dimensiona a estrutura para resistir aos esforços de acordo com a NBR 6118:2001. Para verificação dos resultados foi feita uma comparação entre o dimensionamento efetuado pelo programa DTool e o realizado pelo programa TQS, justificando as diferenças que possa haver entre os dois processos. / The purpose of this paper is the development of a program capable to aid didactically in disciplines related to structural analysis, and in designing and projecting reinforced concrete plane frames. This software works as a post-processor, receiving data from a processor such as nodal efforts and displacements. It interprets those data and designs the structure in order they resist acceptably those stresses, using processes that are recommended by the brazilian code NBR 6118:2001. For results verification a comparison between design by DTool and TQS is presented, and eventual differences between them are justified.

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

A duplicação de código é um mau que deve ser combatido a qualquer custo. Existem situações em que parece não haver alternativa, o ambiente de desenvolvimento parece requerer que a informação seja replicada, ou então simplesmente não se percebe que ela está sendo duplicada e isso pode afetar negativamente o desenvolvimento de software de diversas maneiras. A duplicação de código resulta no crescimento do código-fonte e de sua complexidade, prejudicando a manutenção do sistema. Mesmo se fosse possível encontrar e alterar todas as réplicas de um trecho de código, é impossível garantir que todas as mudanças foram realizadas consistentemente - que as regiões comuns permanecem idênticas e que as diferenças foram mantidas - sem comparar manualmente cada trecho de código replicado, palavra por palavra, na esperança de que nenhum detalhe tenha sido deixado de lado. Independente da razão, há meios de se evitar a replicação de código. A geração de código-fonte é uma ferramenta conhecida para evitar que um trecho de código seja espalhado para diversas regiões da aplicação. Em diversas linguagens, estruturas podem ser criadas a partir de uma fonte comum de metadados utilizando um gerador de código-fonte sempre que o código é compilado. Particularmente, se tratando de interfaces com o usuário, outra abordagem seria utilizar uma fonte de metadados para gerar código-fonte em tempo de execução. Esse trabalho apresenta o MAGIU (Modelo Arquitetural de Geração de Interfaces com o Usuário), um modelo conceitual para criação de geradores de código-fonte para o desenvolvimento de interfaces com o usuário.

Estágio realizado na UCB-ISS e orientado pelo Prof. Doutor Norbert Kuhn / Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008