Ces dernières décennies, les environnements informatiques sont devenus de plus en plus complexes, parsemés de dispositifs miniatures et sophistiqués gérant la mobilité et communiquant sans fil. L'informatique ubiquitaire, telle qu'imaginée par Mark Weiser en 1991, favorise l'intégration transparente de ces environnements avec le monde réel pour offrir de nouveaux types d'applications. La conception de programmes pour environnements ubiquitaires soulève cependant de nombreux défis, en particulier le problème de rendre une application auto-adaptable dans un contexte en constante évolution. Parallèlement, alors que la taille et la complexité de systèmes plus classiques ont explosé, IBM a proposé le concept d'informatique autonomique afin de réduire le fardeau de l'administration de systèmes imposants et largement disséminés. Cette thèse se base sur une approche où les applications sont conçues sous la forme de composants utilisant et fournissant des services. Un modèle de développement fondé sur une architecture de référence pour la conception d'applications ubiquitaires est proposée, fortement inspiré des recherches dans le domaine de l'informatique autonomique. Dans ce modèle, les applications sont prises en charge par une hiérarchie de gestionnaires autonomiques, qui appuient leurs décisions sur une représentation centrale du système. La mise en œuvre de cette contribution requiert de rendre la couche d'exécution sous-jacente plus réflexive, en vue de supporter de nouveaux types d'adaptations à l'exécution. Nous proposons également un modèle qui décrit le système à l'exécution et reflète sa dynamique de manière uniforme, suivant les principes du style d'architecture REST. Les applications reposant sur ce cette couche d'exécution réflexive et représentées par ce modèle sont qualifiées d'Autonomic-Ready. L'implantation de nos propositions ont été intégrées dans le modèle à composant orienté service Apache Felix iPOJO. Le modèle de représentation du système, nommé Everest, est publié en tant que sous-projet d'OW2 Chameleon. Ces propositions ont été évaluées et validées par la conception et l'exécution d'une application ubiquitaire sur iCASA, un environnement de développement et de simulation. / In the last decades, computing environments have been getting more and more complex, filled with miniaturized and sophisticated devices that can handle mobility and wireless communications. Ubiquitous computing, as envisioned by Mark Weiser in 1991, promote the seamless integration of those computing environments with the real world in order to offer new kinds of applications. However, writing software for ubiquitous environments raises numerous challenges, mainly the problem of how to make an application adapt itself in an ever changing context. From another perspective, as classical softwares were growing in size and complexity, IBM proposed the concept of autonomic computing to help to contain the burden of administering massive and numerous systems. This PhD thesis is based on an approach where applications are designed in terms of components using and providing services. A development model based on a reference architecture for the conception of ubiquitous applications is proposed, greatly inspired by researches in the autonomic computing field. In this model, the application is managed by a hierarchy of autonomic managers, that base their decisions on a central representation of the system. The fulfilment of this contribution requires to make the underlying middleware more reflexive, in order to support new kinds of runtime adaptations. We also provide a model that depicts the running system and its dynamics in a uniform way, based on REST principles. Applications relying on this reflexive middleware and represented by this model are what we called Autonomic-Ready. Implementations of our proposals have been integrated in the Apache Felix iPOJO service-oriented component model. The system representation, named Everest, is provided as a OW2 Chameleon subproject. Validation is based on the iCASA pervasive environment development and simulation environment.

Os requisitos de manufatura industrial apontam uma necessidade de reconfiguração e reprogramação do fluxo de processo, a fim de atender modificações no produto com as mudanças dos requisitos de mercado. Estas mudanças implicam em alterações no processo de fabricação, o que, em muitos casos, significa alterar o leiaute, reprogramar controladores, modificar acoplamentos e interfaceamentos, etc. Os tamanhos dos lotes de produção estão ficando menores e a variedade de produtos em uma mesma linha tem aumentado. Isto torna o tempo de preparação dos dispositivos de manufatura fator crucial na formação do custo final. Dispositivos com mais autonomia, capazes de se autogerenciar e que permitam uma troca rápida de funcionalidades passam a serem desejados em um ambiente de manufatura, onde os sistemas convencionais com programação centralizada, sequência definida no controlador central e arranjo de funcionalidades fixas deixam a desejar. Orientação a serviços é um conceito que propõe a descentralização do controle e a disposição de componentes de forma a se agruparem virtualmente e formar novos dispositivos, com novas funcionalidades, otimizando investimento, recurso e tempo de produção. Nesta abordagem os equipamentos passam a se comportar como agentes de manufatura, em um universo de multi-agentes, que negociam entre si o processo requerido, propiciando o atendimento à variação de produto e dispondo de um número maior de funcionalidades, o que reduz o tempo de troca de processos. Um estudo de caso de um sistema orientado a serviços, sob uma plataforma multi-agentes, é proposto neste trabalho, buscando fornecer subsídios para a análise de desempenho e potencialidades deste conceito. / The industrial manufacturing requirements indicate a need for reconfiguration and reprogramming of process flow in order to meet changes in the product with the changing market requirements. These changes imply changes in the manufacturing process, which in many cases, means changing the layout, reprogram controllers, modify interfaces and couplings etc. The production lot sizes are getting smaller and the variety of products in the same line has increased. This makes the preparation time of manufacturing devices crucial factor in the formation of the final cost. Devices with more autonomy, able to manage themselves and allow a rapid exchange of features are to be desired in a manufacturing environment, where conventional systems with centralized scheduling, sequence defined in the central controller and array of features still fall short. Service orientation is a concept that proposes to decentralize the control and disposition of components in order to regroup virtually and form new devices with new features, optimizing investment, resource and production time. In this approach the devices start to act as agents of manufacturing, in a universe of multi-agents, who negotiate among themselves the process required, providing care for the product variation and having a greater number of features, which reduces the switching time processes. A case study of system-oriented services, under a multi-agent platform is proposed in this work, aiming to provide tools for performance analysis and potential of the concept.

No âmbito industrial, o custo empregado na manutenção de equipamentos ainda representa uma grande parcela dos investimentos. Dessa forma, o desenvolvimento de técnicas de manutenção, e o seu correto planejamento, cada vez mais estão assumindo papeis de grande importância nesse setor, visto que impactam diretamente no fator econômico das empresas. Neste sentido, o trabalho em questão apresenta a proposta de uma arquitetura orientada a serviços para um sistema de manutenção inteligente, a fim de possibilitar a integração de forma facilitada entre equipamentos e as ferramentas de análise de degradação. A arquitetura é composta por diferentes entidades, cada uma responsável por determinada tarefa para o funcionamento do sistema. No trabalho, as entidades são implementadas e experimentos são realizados a fim de validar a solução proposta. / In the industrial field, the costs associated with equipment’s maintenace still represents a large portion of the financial resources available to a company. Therefore, new researches in maintenance systems, and the correct task planning, are growing, since they impact directly on the economic side of the companies. Thus, current work presents a service-oriented architecture for maintenance systems integration. The proposed architecture intends to facilitate the integration of equipments and degradation analysis tools. The architecture is comprised of several entities, where each one is responsible for executing a given task in order to keep the system running properly. In this work, all the entities are implemented and experiments are performed in order to validate the proposed system.

Sistemas embarcados, em especial aqueles utilizados em robótica, apresentam, em sua estrutura, uma multiplicidade de dispositivos que resultam em uma arquitetura bastante heterogênea e bem distribuída. Para auxiliar na resolução dessa complexidade inerente, este trabalho resgata os conceitos de frameworks, buscando na sua integração e modelo conceitual, desenvolver um conjunto de ferramentas que gerencia a mediação entre sistemas embarcados e demais aplicações de software, fornecendo bibliotecas e componentes reutilizáveis para aplicações na robótica. Propõe-se utilizar framework e middleware de sistemas open-source para integração entre a plataforma de software e hardware. Um dos objetivos do projeto é criar um framework multi-plataforma com diferentes tipos de serviços para o de desenvolvimento de aplicações no campo da robótica. O projeto tem como estudo de caso sistemas embarcados aplicados em robótica móvel e tecnologia assistiva. / Embedded systems, especially those used in robotics, present in its structure, a plurality of devices that result in a very heterogeneous and well distributed architecture. To help resolve this inherent complexity, the work rescues the concepts of frameworks, seeking their integration and conceptual model, develop a set of tools that manage to mediate between embedded systems and other of software applications, providing reusable libraries and components for applications in robotics. It is proposed to use framework and middleware systems open source for integration between the platform software and hardware. One of the project objectives is to create a multi-platform framework with different types of services, considering the programming and compatibility with hardware for the development of applications in the field of robotics. The project’s case study developing embedded applied in mobile and Assistive Technology robotics.

Cascading Web Services represent a collection of services offered in a system consisting of multiple devices and multiple interacting platform independent networks. ‘Cascading’ enables Web Services to exploit access in diverse environments without manual intervention. The aim of this thesis is to investigate how Mobile Web Services interact with multiple other Web Services by allowing the generated content to cascade. These services are demonstrated as a technical design solution, in a number of cases within the field of Learning technologies. Communication among devices is preceded using request-response commands by cascading these commands between different Web Services that are self-contained and independent on their context or state. The system signifies a typical Service Oriented Architecture (SOA) based on a distributed system. Cascading Web Services involve multiple transport networks including Bluetooth Technology, GPRS, Wi-Fi, and Wired Networks. Whereas the protocol of this communication is to bridge Wired and Wireless networks for data transactions, specifically from a Bluetooth location-based network. A number of particular cases will be illustrated in the context of ‘educational outdoor activities’, to demonstrate how the system solution works involving users.

Detta examensarbete behandlar Service Oriented Architecture (SOA) och dess implementeringar Jini och Web services. SOA beskriver hur applikationsintegration mellan olika plattformar skall ske och innebär att applikationer designas som tjänster för att enkelt integreras med andra applikationer. Dynamisk lokalisering av tjänster via en registertjänst används för att applikationer skall finna andra applikationer. Vi designar och implementerar en mekanism i Web services som gör det möjligt att byta en tjänst under exekvering. Ett sådant byte kan vara intressant av två skäl, tjänster kan registreras utan att vara tillgängliga, eller att det uppstår ett fel under exekvering som gör att tjänsten blir otillgänglig. / This degree project is about Service Oriented Architecture (SOA) and its implementations Jini and Web services. SOA is a description of how application integration between different platforms can be carried out by designing applications as services, which implies an easier integration with other applications. Dynamic location of services is carried out by consultation with a register service so that applications can find other applications. We design and implement a mechanism in Web services that makes it possible to change service during execution. A change of service can be interesting for two reasons, the service might be registered but not available or there might be some sort of fault during execution that makes the service unavailable.

O teste de software é reconhecido como uma importante atividade na garantia da qualidade de sistemas de software. Com o objetivo de dar apoio a essa atividade, uma diversidade de ferramentas de teste têm sido desenvolvida. Entretanto, grande parte dessas ferramentas é construída de forma isolada, possuindo arquiteturas e estruturas próprias, o que tem impactado negativamente a capacidade de integração e o reúso dessas ferramentas. Nesse contexto, esforços têm sido dedicados à disponibilização de ferramentas de teste orientadas a serviço, ou seja, ferramentas que são baseadas na SOA (Service Oriented Architecture). Em uma outra perspectiva, arquiteturas de referência têm desempenhado um importante papel no desenvolvimento de sistemas de software, uma vez que contém informações sobre como desenvolver sistemas para um determinado domínio de aplicação, buscando contribuir para o sucesso de sistemas desse domínio. Assim, o principal objetivo deste trabalho é o estabelecimento de uma arquitetura de referência orientada a serviço, denominada RefTEST-SOA (Reference Architecture for Software Testing Tools based on SOA), que agrega o conhecimento e a experiência de como organizar ferramentas de teste orientadas a serviço, visando também à integração, à escalabilidade e o reúso providos pela SOA. Para o estabelecimento dessa arquitetura, foi utilizado o ProSA-RA, um processo que sistematiza o projeto, representação e avaliação de arquiteturas de referência. Resultados alcançados no estudo de caso conduzido evidenciam que a RefTEST-SOA é uma arquitetura viável e reusável para o desenvolvimento de ferramentas de teste orientadas a serviço / Software testing is considered as an important activity to ensure the quality of software systems. To support such activity, a diversity of testing tools have been developed. However, most of them have been separately built and have usually their particular structures and architectures, which has hindered the integration and reuse of these tools. In this context, efforts have been employed in order to provide service-oriented testing tools, i.e., tools that are based on SOA (Service Oriented Architecture). In another perspective, reference architectures have played an important role in the development of software systems, since they contain information about how to develop systems for a particular application domain, contributing to the success of systems in that domain. Thereby, our main objective is to establish a service-oriented reference architecture, named RefTEST-SOA (Reference Architecture for Software Testing Tools based on SOA), which aggregates the knowledge and experience about how to organize service-oriented testing tools, also aiming at integration, scalability and reuse provided by SOA. To establish this architecture, we have used ProSA-RA, a process that provides guidelines to the design, representation and evaluation of reference architectures. Results achieved by a conducted case study indicate that RefTEST-SOA is a viable and reusable architecture for developing service-oriented testing tools

Sistemas embarcados, em especial aqueles utilizados em robótica, apresentam, em sua estrutura, uma multiplicidade de dispositivos que resultam em uma arquitetura bastante heterogênea e bem distribuída. Para auxiliar na resolução dessa complexidade inerente, este trabalho resgata os conceitos de frameworks, buscando na sua integração e modelo conceitual, desenvolver um conjunto de ferramentas que gerencia a mediação entre sistemas embarcados e demais aplicações de software, fornecendo bibliotecas e componentes reutilizáveis para aplicações na robótica. Propõe-se utilizar framework e middleware de sistemas open-source para integração entre a plataforma de software e hardware. Um dos objetivos do projeto é criar um framework multi-plataforma com diferentes tipos de serviços para o de desenvolvimento de aplicações no campo da robótica. O projeto tem como estudo de caso sistemas embarcados aplicados em robótica móvel e tecnologia assistiva. / Embedded systems, especially those used in robotics, present in its structure, a plurality of devices that result in a very heterogeneous and well distributed architecture. To help resolve this inherent complexity, the work rescues the concepts of frameworks, seeking their integration and conceptual model, develop a set of tools that manage to mediate between embedded systems and other of software applications, providing reusable libraries and components for applications in robotics. It is proposed to use framework and middleware systems open source for integration between the platform software and hardware. One of the project objectives is to create a multi-platform framework with different types of services, considering the programming and compatibility with hardware for the development of applications in the field of robotics. The project’s case study developing embedded applied in mobile and Assistive Technology robotics.

Os requisitos de manufatura industrial apontam uma necessidade de reconfiguração e reprogramação do fluxo de processo, a fim de atender modificações no produto com as mudanças dos requisitos de mercado. Estas mudanças implicam em alterações no processo de fabricação, o que, em muitos casos, significa alterar o leiaute, reprogramar controladores, modificar acoplamentos e interfaceamentos, etc. Os tamanhos dos lotes de produção estão ficando menores e a variedade de produtos em uma mesma linha tem aumentado. Isto torna o tempo de preparação dos dispositivos de manufatura fator crucial na formação do custo final. Dispositivos com mais autonomia, capazes de se autogerenciar e que permitam uma troca rápida de funcionalidades passam a serem desejados em um ambiente de manufatura, onde os sistemas convencionais com programação centralizada, sequência definida no controlador central e arranjo de funcionalidades fixas deixam a desejar. Orientação a serviços é um conceito que propõe a descentralização do controle e a disposição de componentes de forma a se agruparem virtualmente e formar novos dispositivos, com novas funcionalidades, otimizando investimento, recurso e tempo de produção. Nesta abordagem os equipamentos passam a se comportar como agentes de manufatura, em um universo de multi-agentes, que negociam entre si o processo requerido, propiciando o atendimento à variação de produto e dispondo de um número maior de funcionalidades, o que reduz o tempo de troca de processos. Um estudo de caso de um sistema orientado a serviços, sob uma plataforma multi-agentes, é proposto neste trabalho, buscando fornecer subsídios para a análise de desempenho e potencialidades deste conceito. / The industrial manufacturing requirements indicate a need for reconfiguration and reprogramming of process flow in order to meet changes in the product with the changing market requirements. These changes imply changes in the manufacturing process, which in many cases, means changing the layout, reprogram controllers, modify interfaces and couplings etc. The production lot sizes are getting smaller and the variety of products in the same line has increased. This makes the preparation time of manufacturing devices crucial factor in the formation of the final cost. Devices with more autonomy, able to manage themselves and allow a rapid exchange of features are to be desired in a manufacturing environment, where conventional systems with centralized scheduling, sequence defined in the central controller and array of features still fall short. Service orientation is a concept that proposes to decentralize the control and disposition of components in order to regroup virtually and form new devices with new features, optimizing investment, resource and production time. In this approach the devices start to act as agents of manufacturing, in a universe of multi-agents, who negotiate among themselves the process required, providing care for the product variation and having a greater number of features, which reduces the switching time processes. A case study of system-oriented services, under a multi-agent platform is proposed in this work, aiming to provide tools for performance analysis and potential of the concept.

No âmbito industrial, o custo empregado na manutenção de equipamentos ainda representa uma grande parcela dos investimentos. Dessa forma, o desenvolvimento de técnicas de manutenção, e o seu correto planejamento, cada vez mais estão assumindo papeis de grande importância nesse setor, visto que impactam diretamente no fator econômico das empresas. Neste sentido, o trabalho em questão apresenta a proposta de uma arquitetura orientada a serviços para um sistema de manutenção inteligente, a fim de possibilitar a integração de forma facilitada entre equipamentos e as ferramentas de análise de degradação. A arquitetura é composta por diferentes entidades, cada uma responsável por determinada tarefa para o funcionamento do sistema. No trabalho, as entidades são implementadas e experimentos são realizados a fim de validar a solução proposta. / In the industrial field, the costs associated with equipment’s maintenace still represents a large portion of the financial resources available to a company. Therefore, new researches in maintenance systems, and the correct task planning, are growing, since they impact directly on the economic side of the companies. Thus, current work presents a service-oriented architecture for maintenance systems integration. The proposed architecture intends to facilitate the integration of equipments and degradation analysis tools. The architecture is comprised of several entities, where each one is responsible for executing a given task in order to keep the system running properly. In this work, all the entities are implemented and experiments are performed in order to validate the proposed system.