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Esminis šio darbo siekis yra išanalizuoti „Android“ operacinės sistemos (OS) programų kūrimo įrankių galimybes. Remiantis darbo rezultatais, matome, kad ši OS uţima daugiausiai rinkos pagal pardavimus. Taip pat yra įţvelgiama, kad pasirinktas programavimo įrankių komplektas (Android SDK) nėra iki galo išdirbtas programų kūrimui, tačiau nelabai yra iš ko rinktis, kadangi alternatyvios programavimo aplinkos reikalauja jos įdiegimo. Reikia pridurti, kad testavimui yra būtina naudoti realius fizinius įrenginius. Taip pat norėtųsi paminėti, kad šiai OS buvo rastas tik vienas programinis įrankis (FuturEye), skirtas šilumos pernešimo uţdaviniams spręsti. / The main purpose of this work is to make an analysis of abilities of tools for development of Android operating system programs. In the view of the work results, we can conclude, that this OS has the biggest part of the market share by sales. Also we can see, that we are left with only one choice for development tools (Android SDK) of Android programs, because all other programming environments require that Android SDK must be installed. For a more accurate programming results, one should test applications on real devices. In addition, we should say, that only one programming tool (FuturEye) was found for heat transfer problems evaluation.

Nos últimos anos, uma das alternativas adotadas para aumentar o desempenho de sistemas de processamento de alto desempenho têm sido o uso de arquiteturas híbridas. Essas arquiteturas são constituídas de processadores multicore e coprocessadores especializados, como GPUs. Esses coprocessadores atuam como aceleradores em alguns tipos de operações. Por outro lado, as ferramentas e modelos de programação paralela atuais não são adequados para cenários híbridos, produzindo aplicações pouco portáveis. O paralelismo de tarefas considerado um paradigma de programação genérico e de alto nível pode ser adotado neste cenário. Porém, exige o uso de algoritmos de escalonamento dinâmicos, como o algoritmo de roubo de tarefas. Neste contexto, este trabalho apresenta um middleware (WORMS) que oferece suporte ao paralelismo de tarefas com escalonamento por roubo de tarefas em sistemas híbridos multi-CPU e multi-GPU. Esse middleware permite que as tarefas tenham implementação tanto para execução em CPUs quanto em GPUs, decidindo em tempo de execução qual das implementações será executada de acordo com os recursos de hardware disponíveis. Os resultados obtidos com o WORMS mostram ser possível superar, em algumas aplicações, tanto o desempenho de ferramentas de referência para execução em CPU quanto de ferramentas para execução em GPUs. / In the last years, one of alternatives adopted to increase performance in high performance computing systems have been the use of hybrid architectures. These architectures consist of multicore processors and specialized coprocessors, like GPUs. Coprocessors act as accelerators in some types of operations. On the other hand, current parallel programming models and tools are not suitable for hybrid scenarios, generating less portable applications. Task parallelism, considered a generic and high level programming paradigm, can be used in this scenario. However, it requires the use of dynamic scheduling algorithms, such as work stealing. In this context, this work presents a middleware (WORMS) that supports task parallelism with work stealing scheduling in multi-CPU and multi-GPU systems. This middleware allows task implementations for both CPU and GPU, deciding at runtime which implementation will run according to the available hardware resources. The performance results obtained with WORMS showed that is possible to outperform both CPU and GPU reference tools in some applications.

Nos últimos anos, uma das alternativas adotadas para aumentar o desempenho de sistemas de processamento de alto desempenho têm sido o uso de arquiteturas híbridas. Essas arquiteturas são constituídas de processadores multicore e coprocessadores especializados, como GPUs. Esses coprocessadores atuam como aceleradores em alguns tipos de operações. Por outro lado, as ferramentas e modelos de programação paralela atuais não são adequados para cenários híbridos, produzindo aplicações pouco portáveis. O paralelismo de tarefas considerado um paradigma de programação genérico e de alto nível pode ser adotado neste cenário. Porém, exige o uso de algoritmos de escalonamento dinâmicos, como o algoritmo de roubo de tarefas. Neste contexto, este trabalho apresenta um middleware (WORMS) que oferece suporte ao paralelismo de tarefas com escalonamento por roubo de tarefas em sistemas híbridos multi-CPU e multi-GPU. Esse middleware permite que as tarefas tenham implementação tanto para execução em CPUs quanto em GPUs, decidindo em tempo de execução qual das implementações será executada de acordo com os recursos de hardware disponíveis. Os resultados obtidos com o WORMS mostram ser possível superar, em algumas aplicações, tanto o desempenho de ferramentas de referência para execução em CPU quanto de ferramentas para execução em GPUs. / In the last years, one of alternatives adopted to increase performance in high performance computing systems have been the use of hybrid architectures. These architectures consist of multicore processors and specialized coprocessors, like GPUs. Coprocessors act as accelerators in some types of operations. On the other hand, current parallel programming models and tools are not suitable for hybrid scenarios, generating less portable applications. Task parallelism, considered a generic and high level programming paradigm, can be used in this scenario. However, it requires the use of dynamic scheduling algorithms, such as work stealing. In this context, this work presents a middleware (WORMS) that supports task parallelism with work stealing scheduling in multi-CPU and multi-GPU systems. This middleware allows task implementations for both CPU and GPU, deciding at runtime which implementation will run according to the available hardware resources. The performance results obtained with WORMS showed that is possible to outperform both CPU and GPU reference tools in some applications.

Nos últimos anos, uma das alternativas adotadas para aumentar o desempenho de sistemas de processamento de alto desempenho têm sido o uso de arquiteturas híbridas. Essas arquiteturas são constituídas de processadores multicore e coprocessadores especializados, como GPUs. Esses coprocessadores atuam como aceleradores em alguns tipos de operações. Por outro lado, as ferramentas e modelos de programação paralela atuais não são adequados para cenários híbridos, produzindo aplicações pouco portáveis. O paralelismo de tarefas considerado um paradigma de programação genérico e de alto nível pode ser adotado neste cenário. Porém, exige o uso de algoritmos de escalonamento dinâmicos, como o algoritmo de roubo de tarefas. Neste contexto, este trabalho apresenta um middleware (WORMS) que oferece suporte ao paralelismo de tarefas com escalonamento por roubo de tarefas em sistemas híbridos multi-CPU e multi-GPU. Esse middleware permite que as tarefas tenham implementação tanto para execução em CPUs quanto em GPUs, decidindo em tempo de execução qual das implementações será executada de acordo com os recursos de hardware disponíveis. Os resultados obtidos com o WORMS mostram ser possível superar, em algumas aplicações, tanto o desempenho de ferramentas de referência para execução em CPU quanto de ferramentas para execução em GPUs. / In the last years, one of alternatives adopted to increase performance in high performance computing systems have been the use of hybrid architectures. These architectures consist of multicore processors and specialized coprocessors, like GPUs. Coprocessors act as accelerators in some types of operations. On the other hand, current parallel programming models and tools are not suitable for hybrid scenarios, generating less portable applications. Task parallelism, considered a generic and high level programming paradigm, can be used in this scenario. However, it requires the use of dynamic scheduling algorithms, such as work stealing. In this context, this work presents a middleware (WORMS) that supports task parallelism with work stealing scheduling in multi-CPU and multi-GPU systems. This middleware allows task implementations for both CPU and GPU, deciding at runtime which implementation will run according to the available hardware resources. The performance results obtained with WORMS showed that is possible to outperform both CPU and GPU reference tools in some applications.

<p>This thesis presents the work of developing and testing a programming tool specially designed for children. The purpose of this tool is to make children capable of creating visual simulations and games that consist of actors interacting in a virtual world. The name of the programming tool is Behavior Cards, which comes from the fact that actors are programmed by giving them cards representing different kinds of behaviors. Behaviors are to some extent pre-programmed and can include general events specifying how the actors should act in different situations, in contrast to specifying every possible situation that can occur. The idea is that Behavior Cards should be easier to use than a more traditional text based programming tool, but it should also be expressive within the domain of visual games. These goals can be accomplished by using different types of representations – such as icons, symbols and text – combined with an interaction technique based on direct manipulation of objects. Two versions of Behavior Cards have been developed and tested together with 11-year-old children. The results show that behaviors were useful for programming relatively advanced visual programs in a quick and effective manner, and that the children were able to learn and use the concept for creating simple programs. Further studies are needed to examine if children also can analyze and solve more complex programming problems.</p> / <p>Arbetet som den här uppsatsen beskriver omfattar utveckling och testning av ett programmeringsverktyg för barn. Syftet med verktyget är att barn ska kunna skapa visuella simulationer och spel genom att programmera aktörer som agerar och interagerar med varandra i en värld. Programmeringsverktygets namn är Behavior Cards, vilket kommer av att aktörernas agerande programmeras genom att tilldela dem kort som representerar olika typer av beteenden. Beteenden är till viss del förprogrammerade och kan innehålla generella händelser för hur aktörer ska agera i olika situationer, i motsats till att definiera varje tänkbar situation som kan uppkomma. Tanken är att programmerandet ska vara enklare än med traditionella, textbaserade, programmeringsspråk, men samtidigt kraftfullt inom den specifika domänen. Detta kan åstadkommas genom att använda olika typer av representationer – såsom ikoner, symboler och text – i kombination med en interaktionsteknik baserad på direktmanipulation av objekt. Två prototyper av programmeringsverktyget har utvecklats och testats på barn i 11-årsåldern. Resultaten visar att beteenden är tillämpbart för att programmera relativt avancerade visuella program på ett snabbt och effektivt sätt, och att barnen kunde lära sig och använda konceptet för att skapa enkla program. Det krävs dock fördjupade studier för att ta reda på om barn kan analysera samt lösa mer komplexa programmeringsproblem.</p>

Highly dynamic languages like Smalltalk do not have much static type information immediately available before the program runs. Static types can still be inferred by analysis tools, but historically, such analysis is only effective on smaller programs of at most a few tens of thousands of lines of code. This dissertation presents a new type inference algorithm, DDP, that is effective on larger programs with hundreds of thousands of lines of code. The approach of the algorithm borrows from the field of knowledge-based systems: it is a demand-driven algorithm that sometimes prunes subgoals. The algorithm is formally described, proven correct, and implemented. Experimental results show that the inferred types are usefully precise. A complete program understanding application, Chuck, has been developed that uses DDP type inferences. This work contributes the DDP algorithm itself, the most thorough semantics of Smalltalk to date, a new general approach for analysis algorithms, and experimental analysis of DDP including determination of useful parameter settings. It also contributes an implementation of DDP, a general analysis framework for Smalltalk, and a complete end-user application that uses DDP.

O ChipCflow é o projeto de uma ferramenta para execução de algoritmos utilizando o modelo a fluxo de dados dinâmico em hardware reconfigurável. Tem como principal objetivo utilizar o modelo de arquitetura a fluxo de dados, associado ao conceito de arquiteturas reconfiguráveis, para acelerar programas de aplicação escritos em C. Essa aceleração vai acontecer nas partes mais intensas de processamento (exemplo: loops), através da execução direta em hardware, aproveitando ao máximo o paralelismo considerado natural do modelo a fluxo de dados. O módulo de conversão C em grafo a fluxo de dados, desenvolvido neste trabalho de doutoramento, é parte fundamental no desenvolvimento do projeto ChipCflow e se trata de um pré-compilador C que gera código VHDL para os operadores a fluxo de dados a partir de módulos do programa de aplicação escrito originalmente em C. É possível considerar como principal resultado dessa tese, a implementação de algoritmos a partir de uma linguagem C em grafo a fluxo de dados no modelo proposto no projeto ChipCflow, onde os operadores a fluxo de dados são os já tradicionalmente conhecidos, e até mesmo a forma de interconexão também, entretanto a forma de abordar essa implementação, em VHDL, e na forma de fluxo de dados dinâmico, torna o modelo proposto, tanto para o hardware como para o compilador, uma característica única existente até o momento. / ChipCflow is a tool for algorithms execution using a data dynamic flow in reconfigurable hardware. The main purpose of the work is to use the data flow architecture model, associated to the concept of reconfigurable architectures, to speed up C written applications. The program acceleration happens in the most intensive processing parts (example: loops), through direct hardware execution, using to advantage of the natural parallelism of the data flow model. The C conversion module in data flow graph is the basic part in the development of the ChipCflow project and the specific objective of the developed work. In this work we present detais of the C precompiler that generates VHDL code for the data flow operators modules of the written program of the original application in C. It is possible to consider as the main result of this thesis, the implementation of algorithms from a C language in the data flow graph model proposed in the project ChipCflow, where the operators to the data stream are typically already known, and even the way interconnection too, but how to approach the implementation in VHDL, and as a dynamic data flow, makes the proposed model for both the hardware and the compiler, a feature only available so far.

O ChipCflow é o projeto de uma ferramenta para execução de algoritmos utilizando o modelo a fluxo de dados dinâmico em hardware reconfigurável. Tem como principal objetivo utilizar o modelo de arquitetura a fluxo de dados, associado ao conceito de arquiteturas reconfiguráveis, para acelerar programas de aplicação escritos em C. Essa aceleração vai acontecer nas partes mais intensas de processamento (exemplo: loops), através da execução direta em hardware, aproveitando ao máximo o paralelismo considerado natural do modelo a fluxo de dados. O módulo de conversão C em grafo a fluxo de dados, desenvolvido neste trabalho de doutoramento, é parte fundamental no desenvolvimento do projeto ChipCflow e se trata de um pré-compilador C que gera código VHDL para os operadores a fluxo de dados a partir de módulos do programa de aplicação escrito originalmente em C. É possível considerar como principal resultado dessa tese, a implementação de algoritmos a partir de uma linguagem C em grafo a fluxo de dados no modelo proposto no projeto ChipCflow, onde os operadores a fluxo de dados são os já tradicionalmente conhecidos, e até mesmo a forma de interconexão também, entretanto a forma de abordar essa implementação, em VHDL, e na forma de fluxo de dados dinâmico, torna o modelo proposto, tanto para o hardware como para o compilador, uma característica única existente até o momento. / ChipCflow is a tool for algorithms execution using a data dynamic flow in reconfigurable hardware. The main purpose of the work is to use the data flow architecture model, associated to the concept of reconfigurable architectures, to speed up C written applications. The program acceleration happens in the most intensive processing parts (example: loops), through direct hardware execution, using to advantage of the natural parallelism of the data flow model. The C conversion module in data flow graph is the basic part in the development of the ChipCflow project and the specific objective of the developed work. In this work we present detais of the C precompiler that generates VHDL code for the data flow operators modules of the written program of the original application in C. It is possible to consider as the main result of this thesis, the implementation of algorithms from a C language in the data flow graph model proposed in the project ChipCflow, where the operators to the data stream are typically already known, and even the way interconnection too, but how to approach the implementation in VHDL, and as a dynamic data flow, makes the proposed model for both the hardware and the compiler, a feature only available so far.

This thesis presents the work of developing and testing a programming tool specially designed for children. The purpose of this tool is to make children capable of creating visual simulations and games that consist of actors interacting in a virtual world. The name of the programming tool is Behavior Cards, which comes from the fact that actors are programmed by giving them cards representing different kinds of behaviors. Behaviors are to some extent pre-programmed and can include general events specifying how the actors should act in different situations, in contrast to specifying every possible situation that can occur. The idea is that Behavior Cards should be easier to use than a more traditional text based programming tool, but it should also be expressive within the domain of visual games. These goals can be accomplished by using different types of representations – such as icons, symbols and text – combined with an interaction technique based on direct manipulation of objects. Two versions of Behavior Cards have been developed and tested together with 11-year-old children. The results show that behaviors were useful for programming relatively advanced visual programs in a quick and effective manner, and that the children were able to learn and use the concept for creating simple programs. Further studies are needed to examine if children also can analyze and solve more complex programming problems. / Arbetet som den här uppsatsen beskriver omfattar utveckling och testning av ett programmeringsverktyg för barn. Syftet med verktyget är att barn ska kunna skapa visuella simulationer och spel genom att programmera aktörer som agerar och interagerar med varandra i en värld. Programmeringsverktygets namn är Behavior Cards, vilket kommer av att aktörernas agerande programmeras genom att tilldela dem kort som representerar olika typer av beteenden. Beteenden är till viss del förprogrammerade och kan innehålla generella händelser för hur aktörer ska agera i olika situationer, i motsats till att definiera varje tänkbar situation som kan uppkomma. Tanken är att programmerandet ska vara enklare än med traditionella, textbaserade, programmeringsspråk, men samtidigt kraftfullt inom den specifika domänen. Detta kan åstadkommas genom att använda olika typer av representationer – såsom ikoner, symboler och text – i kombination med en interaktionsteknik baserad på direktmanipulation av objekt. Två prototyper av programmeringsverktyget har utvecklats och testats på barn i 11-årsåldern. Resultaten visar att beteenden är tillämpbart för att programmera relativt avancerade visuella program på ett snabbt och effektivt sätt, och att barnen kunde lära sig och använda konceptet för att skapa enkla program. Det krävs dock fördjupade studier för att ta reda på om barn kan analysera samt lösa mer komplexa programmeringsproblem.