Com o avanço tecnológico dos últimos anos passou a ser normal vermos microprocessadores com múltiplos núcleos (cores). A expectativa é de que o crescimento da quantidade de núcleos passe a ser maior do que o crescimento da velocidade desses núcleos. Assim, além de se preocuparem em otimizar algoritmos sequenciais, os programadores começaram a dar mais atenção às possibilidades de aproveitamento de toda a capacidade oferecida pelos diversos cores. Existem alguns modelos de programação que permitem uma abordagem concorrente. O modelo de programação concorrente mais adotado atualmente é o baseado em threads, que utiliza memória compartilhada e é adotado em Java. Um outro modelo é o baseado em troca de mensagens, no qual as entidades computacionais ativas são denominadas atores. Nesse trabalho, estudamos a linguagem Scala e seu modelo de atores. Além disso, implementamos em Scala uma versão paralela de um algoritmo de classicação que simula o sistema imunológico dos animais, o AIRS paralelo, e comparamos seu desempenho com a versão em Java. / With the technological advance of the last years it has been normal to see microprocessors with multiple cores. The expectation is that the growth of number of cores becomes greater than the growth of the speed of these cores. This way, besides worrying about optimizing sequential algorithms, developers started to give more attention to the possibilities of proting from all capacity offered by the cores. There exists a few programming models that allow a concurrent approach. In these days, the most adopted concurrent programming model is the one based on threads, which uses shared memory and is adopted in Java. Other model is based on message passing, on which the active computational entities are called actors. In this project, we studied Scala language and its model based on actors. Besides that, we implemented in Scala a parallel version of a classification algorithm that simules the immune system of the animals, parallel AIRS, and compared its performance with the Java version.

O modelo de atores tem sido visto como uma abordagem alternativa à programação concorrente convencional, baseada em travas e variáveis de condição. Atores são agentes computacionais que se comunicam por troca de mensagens e que possuem uma caixa de correio e um comportamento. As mensagens destinadas a um ator são armazenadas na caixa de correio do ator e processadas de maneira assíncrona. Sistemas de middleware orientados a mensagens trabalham com troca assíncrona de mensagens e formam uma base que simplifica o desenvolvimento de aplicações distribuídas. Tais sistemas permitem interoperabilidade com baixo acoplamento e provêm suporte para tratamento robusto de erros em caso de falhas. Message brokers são frequentemente apresentados como uma tecnologia que pode mudar a maneira com que sistemas distribuídos são construídos. A especificação AMQP é uma proposta recente de padronização de um protocolo para message brokers. Neste trabalho exploramos a potencial sinergia entre um message broker e uma implementação do modelo de atores. Criamos uma versão modificada da implementação do modelo de atores do projeto Akka que utiliza um message broker AMQP como mecanismo de transporte de mensagens para atores remotos. / The actor model has been seen as an alternative for conventional concurrent programming based on locks and condition variables. Actors are computational agents that communicate by sending messages and have a mailbox and a behavior. The messages sent to an actor are stored in its mailbox and are asynchronously processed. Message oriented middleware systems work with asynchronous message exchange and create a base that simplifies the development of distributed applications. These systems have interoperability with low coupling and provide support for robust error handling in case of failures. Message brokers are often presented as a technology that can change the way distributed systems are built. The AMQP specification is a recent proposal of a standard protocol for message brokers. In this document we explore the potential synergy between a message broker and an implementation of the actor model. We created a modified version of the actor model implementation provided by the Akka project. Our modified implementation uses an AMQP message broker as the transport engine for messages to remote actors.

Scripting languages are extraordinarily popular due to their very flexible object model. Dynamic extensions (i.e., adding, removing and manipulating behavior and state) allow for the evolution and adaption of objects to context changes at runtime. Introducing this flexibility into a statically typed, object-oriented language would improve programmability and separation of concerns beyond the level of what one could usually gain with inheritance, mixins, traits or manually adapted designpatterns. They often lead to object-schizophrenia or the need for hand-crafted, additional management code. Although there were already attempts bringing flexible objects into statically typed languages with the benefits of an explicitly crafted core calculus or type system, they need their own compiler and tooling which limits the usability, e.g., when dealing with existing legacy code. This work presents an embedding of dynamically evolving objects via a lightweight library approach, which is pure in the sense, that there is no need for a specific compiler or tooling. It is written in Scala, which is both a modern object-oriented and functional programming language. Our approach is promising to solve practical problems arising in the area of dynamical extensibility and adaption like role-based programming.

SCALA ist eine Kalibrationseinheit für den SuperNova Integral Feld Spektrographen (SNIFS) der am 2,2 m Teleskop der Universität Hawaii montiert ist. SCALA wurde gebaut um die Unsicherheiten in der Flusskalibration von Leuchtkraftentfernungen zu reduzieren. Dadurch erlaubt SCALA die mögliche zeitliche Veränderung der Dunklen Energie besser zu vermessen. SCALA ermöglicht die Kalibration von SNIFS relativ zu einem Laborstandard, der durch eine Photodiode realisiert ist, die relative zu einem Primärstandard am NIST (National Institute of Standards and Technology) kalibriert ist. Zur Übertragung der Kalibration werden SNIFS und die Photodiode gleichzeitig von einer monochromatischen, wellenlängen einstellbaren Lichtquelle beleuchtet. Dadurch wird ein Vergleich zwischen dem astronomischen CALSPEC System und dem Laborsystem möglich. Erste Ergebnisse von SCALA wurden in der Dissertation von Simona Lombardo vorgestellt. Wir haben nun mehrere Quellen von systematischen Effekten identifiziert, die unsere Messungen beeinflussen. Nach der Korrektur dieser Effekte stimmt die Wellenlängenabhängigkeit der Kalibration an Hand von SCALA und CALSPEC im Wellenlängenbereich 450 nm ,bis 900 nm,im Fehlerbereich von 1,5 % überein. In der Zukunft könnten die Quellen von systematischen Effekte durch Veränderungen am Messaufbau unterdrückt werden. Dies ermöglicht Vergleiche zwischen CALSPEC und SCALA im Fehlerbereich < 1%, außerdem könnte der Wellenlängenbereich bis zu 350 nm erweitert werden. / SCALA is a calibration system for the SuperNova Integral Field Spectrograph (SNIFS), which is mounted to the University Hawaii 2.2 m telescope. The aim of SCALA is to reduce the uncertainties on the flux calibration for luminosity distance measures. It therefore allows the reduction of the uncertainties on the time variability of the Dark Energy. SCALA enables us to calibrate SNIFS relative to a laboratory standard, which is realized by a photodiode, that is itself calibrated against a primary standard at NIST (National Institute of Standards and Technology). To transfer the calibration, we illuminate both the photodiode and SNIFS with a wavelength-tunable, monochromatic light source. This calibration allows us to compare the laboratory system to the astronomical CALSPEC system. The first results were presented in dissertation of Simona Lombardo. We have now identified several sources of systematic uncertainty that were affecting our measurements. After correcting for these effects, the wavelength-dependency of the calibration by SCALA agrees with the CALSPEC system in the wavelength range 450 nm to 900 nm (within our uncertainties of 1.5%). In the future, the identified sources of systematic uncertainty could be reduced through improvements to the setup. This would allow comparisons to the CALSPEC system with uncertainties < 1 % and a wavelength range extension down to 350nm.

The interrelations of a set of software objects are usually manifold and complex. Common object-oriented programming languages provide constructs for structuring objects according to shared properties and behavior, but fail to provide abstraction mechanisms for the interactions of objects. Roles seem to be a promising approach to solve this problem as they focus on the behavior of an object in a certain context. Combining multiple roles yields collaborations, an interesting abstraction and reuse unit. However, existing approaches towards roles in programming languages require vast extensions of the underlying language or even propose new languages. We propose a programming technique that enables role-based programming with commonly available language constructs. Thus, programmers can express roles and collaborations by simply using a library, and hence, without the need to change the language, its compiler, and its tools. We explain our proposal on a language-independent level. Moreover, we provide an implementation in form of a library for the Scala programming language. Finally, we apply our ideas to design patterns and analyze to which extent these can be expressed and reused with roles. / Die Zusammenhänge zwischen Softwareobjekten sind vielfältig und komplex. In den meisten objektorientierten Programmiersprachen werden Objekte an Hand von gemeinsamen Eigenschaften und Verhalten klassifiziert. Konstrukte zum Strukturieren bezüglich ihrer Interaktionen fehlen jedoch. Ein vielversprechender Lösungsansatz sind Rollen, welche das Verhalten von Objekten in einem bestimmten Kontext beschreiben. Zusammenhängende Rollen können zu Kollaborationen abstrahiert werden. Diese sind insbesondere als wiederverwendbare Bausteine interessant. Allerdings verändern bisherige Ansätze zu rollenbasiertem Programmieren die zu Grunde liegende Sprache erheblich oder schlagen gar neue Sprachen vor. Im Gegensatz dazu zeigen wir eine Programmiermethode, die rollenbasiertes Programmieren mit üblichen Sprachkonstrukten ermöglicht. Somit können Rollen und Kollaborationen als Bibliothek bereitgestellt werden, also ohne Sprache, Compiler und Werkzeuge anpassen zu müssen. Wir erläutern unseren Ansatz zunächst sprachunabhängig. Desweiteren wird eine Implementierung als Bibliothek für die Scala Programmiersprache präsentiert. Als praktische Anwendung stellen wir Entwurfsmustern dar und überprüfen, inwiefern sich diese mit Rollen ausdrücken und wiederverwenden lassen.

Continuous Deep Analytics (CDA) is a new form of analytics with performance requirements exceeding what the current generation of distributed systems can offer. This thesis is part of a five year project in collaboration between RISE SICS and KTH to develop a next generation distributed system capable of CDA. The two issues which the system aims to solve are computation sharing and hardware acceleration. The former refers to how BigData and machine learning libraries such as TensorFlow, Pandas and Numpy must collaborate in the most efficient way possible. Hardware acceleration relates to how the back-end of current generation general purpose data processing systems such as Spark and Flink are bottlenecked by the Java Virtual Machine (JVM). As the JVM abstracts over the underlying hardware, its applications become portable but also forfeit the opportunity to fully exploit the available hardware resources. This thesis aims to explore the area of Domain Specific Languages (DSLs) and code generation as a solution to hardware acceleration. The idea is to translate incoming queries to the system into low-level code, tailor suited to each worker machine’s specific hardware. To this end, two Scala DSLs for generating Rust code have been developed for the translation step. Rust is a new, low-level programming language with a unique take on memory management which makes it as safe as Java and fast as C. Scala is a language which is well suited towards development of DSLs due to its flexible syntax and semantics. The first DSL is implemented as a string interpolator. The interpolator splices strings of Rust code together, at compile time or runtime, and passes the result to an external process for static checking. The second DSL instead provides an API for constructing an abstract syntax tree, which after construction can be traversed and printed into Rust source code. The API combines three concepts: heterogeneous lists, fluent interfaces, and algebraic data types. These allow the userto express advanced Rust syntax such as polymorphic structs, functions, and traits, without sacrificing type safety. / Kontinuerlig Djup Analys (CDA) är en ny form av analys med prestandakrav som överstiger vad den nuvarande generationen av distributerade system kan erbjuda. Den här avhandlingen är del av ett project mellan RISE SICS och KTH för att utveckla ett nästa-generations distribuerat system kapabelt av CDA. Det är två problem som systemet syftar på att lösa: hårdvaruacceleration och beräkningsdelning. Det första handlar om hur BigData och maskininlärningssystem som sådan som TensorFlow, Pandas och Numpy måste kunna samarbeta så effektivt som möjligt. Hårdvaruacceleration relaterar till hur back-end delen i den dagens distribuerade beräknings system, såsom Spark och Flink, flaskhalsas av Javas Virtuella Maskin. JVM:en abstraherar över den underliggande hårvaran. Som resultat blir dess applikationer portabla, men ger också upp möjligheten att fullständigt utnyttja de tillgängliga hårdvaruresurserna. Den här avhandlingen siktar på att utforska området kring Domänspecifika Språk (DSLer) och kodgenerering som en lösning till hårdvaruacceleration. Idén är att översätta inkommande förfrågningar till låg-nivå kod, skräddarsydd till varje arbetar maskin’s specifika hårdvara. Till detta ändamål har två Scala DSLer utvecklats för generering av Rust kod. Rust är ett nytt låg-nivå språk med ett unikt vidtagande kring minneshantering som gör det både lika säkert som Java och snabbt som C. Scala är ett språk som passar bra tillutveckling av DSLer pågrund av dess flexibla syntax och semantik. Den första DSLen är implementerad som en sträng-interpolator. Interpolatorn sammanfogar strängar av Rust kod, under kompileringstid eller exekveringstid, och passerar resultatet till enextern process för statisk kontroll. Den andra DSLen består istället av ett API för att konstruera ett abstrakt syntaxträd, som efteråt kan traverseras och skrivas ut till Rust kod. API:et kombinerar tre koncept: heterogena listor, flytande gränssnitt, och algebraiska datatyper. Dessa tillåter användaren att uttrycka avancerad Rust syntax, såsom polymorfiska strukts, funktioner, och traits, utan att uppoffra typsäkerhet.

This study presents a hybrid concurrent programming model combining the previously developed Fork-Join model (FJM) and Actor model (AM). With the advent of multi-core computers, there is a renewed interest in programming models that reduce the burden of reasoning about and writing efficient concurrent programs. The proposed hybrid model shows how the divide-and-conquer approach of the FJM and the no-shared mutable state and event-driven philosophy of the AM can be combined to solve certain classes of problems more efficiently and productively than either of the aforementioned models individually. The hybrid model adds actor creation and coordination to into the FJM, while also enabling parallelization within actors. This study uses the Habanero-Java and Scala programming languages as the base for the FJM and AM respectively, and provides an implementation of the hybrid model as an extension of the Scala language called Habanero-Scala. The hybrid model adds to the foundations of parallel programs, and to the tools available for the programmer to aid in productivity and performance while developing parallel software.

Texte remanié de: Diss.--Kassel, 1995. / Bibliogr. p. 309-330. Notes bibliogr.

BARROS, Francisca Jamilia Oliveira de. O desenvolvimento da escrita de sujeitos com deficiência intelectual por meio do software scala web. 2017. 173f.– Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Ceará, Programa de Pós-graduação em Educação Brasileira, Fortaleza (CE), 2017. / Submitted by Gustavo Daher (gdaherufc@hotmail.com) on 2017-07-10T11:37:44Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_fjobarros.pdf: 3092935 bytes, checksum: babc38df43edcac4a4b8647d429a54b4 (MD5) / Approved for entry into archive by Márcia Araújo (marcia_m_bezerra@yahoo.com.br) on 2017-07-25T11:23:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_fjobarros.pdf: 3092935 bytes, checksum: babc38df43edcac4a4b8647d429a54b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-25T11:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_fjobarros.pdf: 3092935 bytes, checksum: babc38df43edcac4a4b8647d429a54b4 (MD5) Previous issue date: 2017 / A presente pesquisa se inscreve na abordagem psicogenética da escrita e teve por objetivo verificar se e como a aplicação do sistema de Comunicação Alternativa, Scala Web, favorece o desenvolvimento da linguagem escrita de sujeitos com deficiência intelectual. Participaram desta pesquisa 10 sujeitos (5 do grupo experimental e 5 do grupo controle) com deficiência intelectual que estavam em processo de desenvolvimento da escrita (variando do nível silábico e silábico-alfabético) e que frequentavam escolas da rede pública de Fortaleza. O procedimento da pesquisa consistiu em um estudo experimental no qual cada sujeito construiu 10 textos (orais e escritos), por meio do ambiente Narrativas Visuais do software Scala Web, com o auxílio da mediação, contabilizando um total de 50 produções. As intervenções aconteceram semanalmente, durante o período de três meses e foram realizadas em duas salas de recurso multifuncional (SRM) de duas escolas públicas de Fortaleza, com duração de aproximadamente 45 minutos. Somente os sujeitos do grupo experimental participaram dessas sessões. Durante as intervenções foi realizado um trabalho de mediação com os sujeitos tanto em relação a interação com o software, como também no sentido de favorecer a escrita dos textos. Todos os sujeitos foram submetidos a um pré e pós-teste visando avaliar o desenvolvimento da escrita e o desenvolvimento operatório dos mesmos. Comparações estatísticas foram efetuadas por meio dos testes não paramétricos U de Mann-Whitney e Teste-T. Do ponto de vista estatístico, nenhuma diferença pode ser observada entre o grupo controle e o experimental em relação a idade cronológica, o desenvolvimento operatório e a linguagem escrita. Porém, a análise qualitativa indica avanços no grupo experimental, no que se refere a evolução da escrita. Os dados revelaram que durante o processo de construção textual, no início da pesquisa quatro dos cinco sujeitos utilizavam a construção dos cenários para planejar o seu texto e organizar a apresentação das ideias. Ao término da pesquisa esses sujeitos já conseguiam organizar e construir os seus textos sem o apoio dos cenários. Durante toda a pesquisa a mediação se constitui um elemento importante para o desempenho dos sujeitos na produção escrita. Algumas fragilidades em relação ao software foram observadas, porém apenas durante a composição dos cenários. Tais fragilidades revelam que o ambiente pesquisado se torna de difícil acesso para sujeitos que não se encontram em nível alfabético. Na presente pesquisa essa fragilidade foi neutralizada pela mediação. Desta forma, podemos inferir que o ambiente Narrativas Visuais do Scala Web, sendo utilizado com fins pedagógicos pode auxiliar no desenvolvimento da língua escrita de sujeitos com deficiência intelectual, visto que, é um ambiente motivador que oferece diversas possibilidades de interação e disponibiliza recursos, que podem apoiar o processo de construção textual por parte desses sujeitos.

A participação e a interação da criança com Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) no período da Educação Infantil possibilita seu desenvolvimento social, cognitivo e cultural quando é um tempo cheio de significados que contribuem para uma inclusão efetiva. Assim, esse tempo vem a promover aprendizados para preparar esses sujeitos para as próximas etapas de escolarização ao envolver ações realizadas em conjunto com outros sujeitos e através do meio. O participar e o interagir não estão focados somente na linguagem falada, mas na comunicação compreendida pelo próximo. Essa investigação tem um caráter qualitativo e a partir do estudo de caso de três sujeitos com autismo, tendo como cenário uma creche vinculada à Rede Municipal de Porto Alegre-RS, que atende crianças de 0 a 6 anos em turno integral. Objetiva analisar a apropriação das narrativas visuais mediadas pelo SCALA (Sistema de Comunicação Alternativa para o Letramento no Autismo) no processo de inclusão de crianças com TEA na primeira infância. O embasamento teórico centra-se na perspectiva Sócio-histórica e seus conceitos de mediação e linguagem. A partir das observações e análises dos dados gerados, percebe-se que 1) a mediação do sistema proposto fornece apoio à inclusão a partir da participação e da interação, permitidas pela comunicação de gestos, movimentos inquietantes, palavras intraduzíveis e olhares penetrantes; 2) a mediação do sistema permite antecipar um aprender a partir de leituras de pictogramas, baseado na Comunicação Alternativa, que nos detalhes possibilitou uma efetividade de um processo complexo do ler - nos detalhes e nas entrelinhas habilita-se um sujeito ativo e interativo - um agente; e 3) o sistema revela-se como uma ferramenta capaz de extrapolar as telas, em que associado à baixa tecnologia também possibilita um novo/outro modo de interagir e participar. A partir dessa experiência, entre uma narrativa e outra, é proporcionada uma reflexão sobre a importância do papel do professor para sustentar as várias formas de "ser" e "estar" na escola. Os movimentos das crianças com TEA não são indícios de limitações deles, mas da limitação da compreensão do outro através de uma comunicação corporal. Verifica-se também a medicalização como um limitante do corpo, que influencia o processo de ensino e aprendizado. Por fim, evidencia-se que a mediação do sistema permite que todos os sujeitos envolvidos sejam agentes ativos de um percurso repleto de leituras do outro, do eu e do livro, que entre a imaginação e os significados fizeram-se presentes. Esses sujeitos são autônomos e cúmplices de um fabular permeados pelos signos e instrumentos que foram compartilhados pelas ações e invenções - uma apropriação intensa e significativa que potencializa e efetiva uma inclusão constituída por inúmeras leituras. / Participation and interaction of children with Autism Spectrum Disorders (ASDs) in Kindergarten enables their social, cognitive and cultural development as it is a period full of meanings that contribute to effective inclusion. Such period promotes learning and preparation for future schooling stages through engaging actions carried out in cooperation with other subjects and the environment. Participation and interaction are not solely built from spoken language, but communication understood by each other. This research is a qualitative case study involving three subjects with autism enrolled in a full time nursery school. This school joins the Municipal Network of Education of Porto Alegre in Rio Grande do Sul (Brazil) serving children from 0 to 6. Investigation aims to analyze the appropriation of visual narratives mediated by SCALA (System of Alternative Communication for Literacy in Autism) in the inclusion of children with ASDs in early childhood. Theoretical foundation lies on a sociohistorical perspective and its concepts of mediation and language. From the observations and analysis of the data generated, it is derived that 1) the mediation of the proposed system provides support for inclusion through participation and interaction by means of communication of gestures, restless movements, unclear words and staring looks; 2) the mediation of system allows to anticipate a learning process emerging from pictogram reading (Alternative Communication), which provides evidences of effectiveness through the details of the complex reading process - in the details and between the lines, it triggers them to become active and interactive subjects - agents; and 3) the system acts as a tool extrapolating the screen; when in association with low technology, it also enables a new and alternative way to interact and participate. The experience in the field, from narrative to narrative, evokes a reflection on the importance of the teacher's role in providing support to varied forms of "being" in school. The movements of students with ASD are not evidence of their limitations, but evidence of the limitation to understanding through body communication. Medicalization has been perceived as body limiting factor with impacts on teaching and learning processes. Finally, it becomes evident that the system's mediation allows all those involved to be active agents of a trajectory full of readings of others, the self and the book, all present amidst imagination and meanings. Those subjects are autonomous and accomplices of a fable permeated by the signs and tools that have been shared through actions and inventions - an intense meaningful and, yet, effective appropriation that consists of several readings and leverages inclusion.