Este trabalho apresenta um novo algoritmo de diagnóstico distribuído em nível de sistema, Distributed Network Reachability (DNR). O algoritmo permite que cada nodo de uma rede particionável de topologia arbitrária determine quais porções da rede estão alcançáveis e inalcançáveis. DNR é o primeiro algoritmo de diagnóstico distribuído que permite a ocorrência de eventos dinâmicos de falha e recuperação de nodos e enlaces, inclusive com partições e healings da rede. O estado diagnosticado de um nodo é ou sem-falha ou inatingível; o estado diagnosticado de um enlace é ou sem-falha ou não-respondendo ou inatingível. O algoritmo consiste de três fases: teste, disseminação e cálculo de alcançabilidade. Durante a fase de testes cada enlace é testado por um de seus nodos adjacentes em intervalos de teste alternados. Após a detecção de um novo evento, o testador inicia a fase de disseminação, na qual a nova informação de diagnóstico é transmitida para os nodos alcançáveis. A cada vez que um novo evento é detectado ou informado, a terceira fase é executada, na qual um algoritmo de conectividade em grafos é empregado para calcular a alcançabilidade da rede. O algoritmo DNR utiliza o número mínimo de testes por enlace por rodada de testes e tem a menor latência possível de diagnóstico, assegurada pela disseminação paralela de eventos. A correção do algoritmo é provada formalmente. Uma prova de correção no arcabouço bounded correctness também foi elaborada, incluindo latência delimitada de diagnóstico, latência delimitada de inicialização e acuidade. Um simulador do algoritmo foi implementado. Experimentos foram executados em diversas topologias incluindo grafos aleatórios (k-vertex connected e Power-Law) bem como grafos regulares (meshes e hipercubos). Extensivos resultados de simulação de eventos dinâmicos de falha e recuperação em nodos e enlaces são apresentados. / This thesis introduces the new Distributed Network Reachability (DNR) algorithm, a distributed system-level diagnosis algorithm that allows every node of a partitionable general topology network to determine which portions of the network are reachable and unreachable. DNR is the first distributed diagnosis algorithm that works in the presence of network partitions and healings caused by dynamic fault and repair events. A node is diagnosed as either working or unreachable and a link is diagnosed either as working or unresponsive or unreachable. The algorithm is formally specified and consists of three phases: test, dissemination, and reachability computation. During the testing phase each link is tested by one of the adjacent nodes at alternating testing intervals. Upon the detection of a new event, the tester starts the dissemination phase, in which the new diagnostic information is received by every reachable node in the network. New events can occur before the dissemination completes. After a new event is detected or informed, a working node runs the third phase, in which a graph connectivity algorithm is employed to compute the network reachability. The algorithm employs the optimal number of tests per link per testing interval and the best possible diagnosis latency, assured by the parallel dissemination of event information. The correctness of the algorithm is proved, including the bounded diagnostic latency, bounded start-up and accuracy. Experimental results obtained from simulation are presented. Simulated topologies include random graphs (k-vertex connected and Power-Law) as well as regular graphs (meshes and hypercubes). Extensive simulation results of dynamic fault and repair events on nodes and links are presented.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000434267-Texto+Completo-0.pdf: 2520284 bytes, checksum: bbfa8664e6bea88230921db35b045ec5 (MD5) Previous issue date: 2011 / The high complexity of real-time systems significantly increased the need of Real Time Operating Systems (RTOS) in order to simplify the design of them. In this context, RTOS based systems explore a number of features and facilities inherit in the RTOS, such as task management, competition, the memory access and interrupts. Thus, the RTOS performs like an interface between software and hardware. However, real-time systems are often affected by transient faults from different sources, such as electromagnetic interference (EMI), which may affect system functional behavior by degrading not only the aplications running on the system, but also the RTOS as well. In this context, the main idea behind this work is to implement an I-IP (Infrastructure Intellectual- Property) called RTOS-G, hardware-based, able to monitor the RTOS execution flow to detect faults affecting the sequence by which the processor executes the application tasks and the RTOS kernel as well. Finally, practical experiments are presented and discussed. When compared to RTOS native functions, such experiments demonstrate that the RTOS-G ensures a higher fault detection and a significantly lower fault latency. / A alta complexidade dos sistemas de tempo real aumentou significativamente a necessidade da utilização de Sistemas Operacionais de Tempo Real (RTOS - Real Time Operating System) com o objetivo de simplificar o projeto dos mesmos. Neste contexto, sistemas embarcados baseados em RTOS exploram uma série de funcionalidades e facilidades inerentes ao mesmo, tais como o gerenciamento de tarefas, a concorrência, o acesso à memória e as interrupções. Assim, o RTOS funciona com uma interface entre o software e o hardware. Porém, sistemas de tempo real são frequentemente afetados por falhas transientes oriundas de diferentes fontes, tal como a interferência eletromagnética (EMI - Eletromagnetic Interference), que pode gerar falhas capazes de degradar seu comportamento, afetando tanto a aplicação em execução quanto o sistema operacional embarcado. Neste contexto, a principal ideia por trás deste trabalho é a implementação de uma Infrastructure Intellectual-Property (I-IP) denominado RTOS-Guardian (RTOS-G), baseada em hardware, capaz de monitorar o fluxo de execução do RTOS com o intuito de detectar falhas que eventualmente alterem a ordem de execução das tarefas que compõem a aplicação. Ao final, experimentos práticos baseados em uma técnica de injeção de falhas por hardware demonstram que, quando comparado com os mecanismos implementados pelo RTOS que visam proteger e monitorar a execução das principais operações de controle funcional e de fluxo do RTOS, o RTOS-G garante uma detecção de falhas mais elevada e uma latência de detecção de falhas bastante inferior.

Descrição do acoplamento entre uma unidade de fita magnética incremental ( KENNEDY 1400R) e um mini computador (HP 2114A) com 8k de memória. O HARDWARE foi desenvolvido em duas etapas: Modificações na fita magnética e interface propriamente dito. Essas modificações na lógica de controle foram necessárias para adequar o Modelo 1400R ao sistema. O SOFTWARE foi escrito tendo em mente a compatibilidade com o Original, afim de poder usá-lo onde conviesse. Construiu-se assim um “DRIVE” (compatível com o SIO DRIVER) e um “LOADER” que carrega programas absolutos. Na geração do sistemas usa-as o “Programa Montador”, construído especialmente para esse fim, que grava na fita os programas componentes. O sistema operacional compila, carrega e executa programas FORTRAN, dispensando as fitas de papel binárias. / In this work we discuss the design and construction of an interface between a Kennedy incremental magnetic tape (Model 1400R) and a Hewlett Packard computer (HP 2114A) with BK core. Hardware construction included both construction of the interface itself and the necessary modification to permit usage of the tape drive in the system. Software was written with the intention of maintaining compatability with the operating system provided by the manufacturer and includes standard SIO driver, and an absolute Loader. A special system generation sent operating system compiles, loads and executes Fortran source programs without intermediate binary tapes.

Este trabalho descreve o projeto e a implementação de instrumentação eletrônica dedicada para neurobiofísica, com foco para pesquisas em codificação neural com invertebrados. Foram desenvolvidos sistemas de tempo real, controlados por computador, para a aquisição de tempos de disparo de spikes neurais oriundos de neurônios do cérebro de moscas, e para a geração de sinais de controle de estímulos visuais gerados a uma taxa de varredura vertical de 500Hz, usado para estimulações visuais em invertebrados. Estes sistemas possuem hardware dedicado, incluindo front end analógico, hardware digital baseado em FPGAs, hospedado em microcomputador IBM/PC compatível, que prove a interface do sistema com o usuário. Dois protótipos foram construídos, sendo o primeiro com ênfase em hardware dedicado, e o segundo com ênfase em sistema operacional de tempo real para controle do hospedeiro. Ambos sistemas estão sendo utilizados no laboratório Dipteralab do IFSC, para o estudo da transmissão da informação no duto óptico da mosca / This work describes the project and implementation of custom build electronic instrumentation to be used in neurobiophysical research, more precisely in neural coding experiments with invertebrates. A hard real time computer controlled integrated system was developed capable to acquire the timestamps of evoked neural spikes of a fly submitted to visual stimuli. The visual stimuli generator is a custom build system connected to the hard real time computer capable to generate images at a frame rate of 500Hz. Dedicated hardware was developed, including an analog front end and FPGA based digital circuits. The IBM/PC compatible computer hosted hardware provides the system interface with the end user. Two prototypes were build, one based on dedicated hardware and the other based on real time routines executed on the host computer. Both systems are in use at the Dipteralab of our institute to study the information transmission of the optic flow signal in fly.

Technological development has significantly reduced the distance between the performance of systems designed using reconfigurable computing and dedicated hardware. The main sources of performance are the high density level of the FPGAs and the resources? improvement offered by manufacturers, who make more its use more attractive in a variety of applications, emphatically in systems that demand a high degree of flexibility. In this context, the objective of this work consists on the exploration of the resources offered by FPGAs for the development of a multiprocessed platform with the purpose of parallel execution of tasks. In this way, the eCos operating system was modified, with the addition of new characteristics to support of the Symmetric Multiprocessing model, using three soft-Core Altera Nios II processors. On this operating system, all parallelism is directly related to execution of the threads. This platform was analyzed and validated through the execution of parallel algorithms, emphasizing aspects of performance and flexibility compared to other architectures. This work contributes for reaching better results in the execution of tasks in robotics area, which belongs to a domain that demand great competition of tasks, mainly in modules that involve interaction with the external environment / Technological development has significantly reduced the distance between the performance of systems designed using reconfigurable computing and dedicated hardware. The main sources of performance are the high density level of the FPGAs and the resources? improvement offered by manufacturers, who make more its use more attractive in a variety of applications, emphatically in systems that demand a high degree of flexibility. In this context, the objective of this work consists on the exploration of the resources offered by FPGAs for the development of a multiprocessed platform with the purpose of parallel execution of tasks. In this way, the eCos operating system was modified, with the addition of new characteristics to support of the Symmetric Multiprocessing model, using three soft-Core Altera Nios II processors. On this operating system, all parallelism is directly related to execution of the threads. This platform was analyzed and validated through the execution of parallel algorithms, emphasizing aspects of performance and flexibility compared to other architectures. This work contributes for reaching better results in the execution of tasks in robotics area, which belongs to a domain that demand great competition of tasks, mainly in modules that involve interaction with the external environment

On décrit l'application de deux méthodes analytiques à un même problème avec l'utilisation simultanée de ressources, l'évaluation des performances des interconnexions de processeurs du type multistage. On applique d'abord la méthode traditionnelle utilisant les réseaux de files d'attente et les chaînes de Markov. Aprés, on utilise une méthode avec modélisation basée sur les réseaux de Petri et l'extraction à travers des pondérations des résultats déterministes. Les modèles développés par chacun des méthodes sont comparés selon trois aspects distincts: facilité de modélisation, vitesse d'évaluation et précision des résultats. La première méthode employée, la méthode analytique traditionnelle, utilise les réseaux de files d'attente (théorie des réseaux) pour faire la modélisation et l'algorithme de convolution (constante de normalisation) pour faire l'extraction des résultats. La resolution est faire à travers l'approche stochastique traditionnelle avec les formules derivées des chaînes de Markov. La méthode d'évaluation apliquée après est basée sur les dévelopment des modèles en réseaux des Petri temporisées. Cette méthode est composée de deux parties: l'application d'une méthode analytique pure (modéle Q) et l'application des méthode approximatives. Ces méthodes approximatives font la décomposition d'un problème avec comportement variable en plusiers problèmes avec comportement déterministes et probabilitées associées. Les modèles des interconnexions multistage ont été développées avec plusiers degrés de rafinement dans tout les deux méthodes dejà citées. Les modèles de base avec des imprecisions ont été rafinés jusqu'à avoir une description la plus proche possible de la realité (les interconnexions multistage). La comparaison de tout les modèles développés est faite en trois parties pour établir les modèles les plus adequés à l'évaluation des performances des interconnexions multistage. L'adequation doit envisager la facilité de dévelopement du modèle, la vitesse et la précision des résultats. Ces informations sont prises selon la taille du problème (dimension de l'interconnexion), l'enfoque de modélisation (les paramètres à considerer) et les objectify qualitatifs de l'evaluation (ce qu'on veux savoir). / Descreve-se a aplicação de dois métodos analíticos para um mesmo problema com alocação simultânea de recursos: a avaliação de desempenho de interconexões de processadores do tipo multi-estágios. Aplica-se o método analítico tradicional com redes de filas de espera e cadeias de Markov. utiliza - se apos um método com modelagem através de redes de Petri temporizadas e extração através de ponderação de resultados determinísticos. Os modelos desenvolvidos por cada um dos métodos são comparados segundo três diferentes aspectos: facilidade de modelagem, velocidade de extração e acuracidade de resultados. O primeiro método de avaliação empregado, método analítico tradicional, consiste no use de redes de filas de espera (teoria de filas) para a modelagem e do algoritmo de convolução (cálculo da constante de normalização) para a extração de resultados. A abordagem de resolução é clássica (abordagem estocástica) resultando nas formulas derivadas do modelo de cadeias de Markov. O método de avaliação aplicado em seguida esta baseado no desenvolvimento de modelos em redes de Petri temporizadas. Este método se divide na aplicação de um método analítico puro (modelo Q) e na aplicação de métodos aproximativos. Estes métodos aproximativos consistem na decomposição de um problema com comportamento variável em diversos problemas com comportamento determinístico e probabilidades associadas. Os modelos para as interconexões multi-estágios em ambos os métodos já citados são desenvolvidos com diferentes graus de refinamento. Modelos básicos com imprecisões de descrição são refinados ate ser estabelecido um modelo tão próximo quanto possível da realidade descrita (interconexão multiestágios). A comparação de todos os modelos desenvolvidos é feita em três etapas visando estabelecer quais modelos são adequados a avaliação de desempenho de interconexões multi-estágios. A adequação deve considerar aspectos como facilidade de desenvolvimento do modelo, rapidez e precisão na obtenção de resultados. Estas informações são consideradas segundo o tamanho do problema (dimensão da interconexão), o enfoque de modelagem (parâmetros relevantes) e os objetivos qualitativos da avaliacão (o que se pretende descobrir). / This work describes the application of two analytic models to the multistage processor interconnections, a simultaneous resource allocation problem. First, the traditional method based on queueing networks and Markov chains is applied. After, a Petri nets based method with deterministic weigthed results is used. The models developed in each method are compared in three levels: modeling facility, evaluation speed and precision. The first evaluation method used is based on the queueing network classic method (queueing theory) to model and the convolution algorithm (normalization constant calculus) to obtain results. The classic stochastic approach is used through formules derived from Markov chains. The second method used is based on temporised Petri nets models. This method has two parts: the application of a pure analitical method (model Q) and the application of approximatives methods. This approximatives methods decompose a problem with non-fixed behaviour in several weighted problems with deterministic behaviour. The multistage interconnections models are developped with different degrees of accuracy for both methods cited. Basic models without description precision are refined until as accurate as possible model is obtained for the choosen reality (multistage interconnections). The comparison of all developped models is made in three steps aiming the qualitative judgment of the models for multistages performance evaluation. This judgment should consider the dificulty to develop the model, the speed and the precision of the results. These informations are considered taking into account the the problem size (number of elements in the interconnection), the modelling approach (relevant parameters) and the the qualitative evaluation goals (the evaluation purpose).

É crescente, nos últimos anos, a utilização da tecnologia de orientação a objetos para a construção de sistemas complexos. A aceitação de que tal tecnologia, alem de facilitar a modularização e proporcionar maior reusabilidade, permitindo uma visão unificada dos sistemas, tem encorajado sua utilização na construção de sistemas operacionais, onde recursos do sistema e aplicações do usuário passam a ser modelados em termos da mesma abstração. Na realidade, esta nova tecnologia de desenvolvimento de software, aliada a evolução do hardware, da tecnologia de comunicações e a necessidade de um incremento qualitativo, principalmente no que diz respeito a ambientes de programação e interfaces, está provocando o surgimento de uma nova geração de sistemas operacionais, mais dinâmicos, mais flexíveis e capazes de suportar de forma transparente a presença de processamento cooperativo, distribuído ou não, heterogêneo ou não. Todavia, ainda que a literatura científica demonstre a aceitação do paradigma de orientação a objetos como um enfoque promissor a ser adotado na nova geração de sistemas operacionais, o estado atual da tecnologia de implementação e gerenciamento de objetos esta aquém da consolidação. Este trabalho surgiu neste contexto com o objetivo de contribuir na busca de um modelo apropriado ao gerenciamento de objetos e capaz de proporcionar a existência de um modelo uniforme, tanto para o nível do sistema operacional como para o nível da aplicação. O resultado da pesquisa desenvolvida foi o surgimento de um modelo estrutural orientado a objetos e baseado nas idéias da reflexão computacional, não somente como disciplina de implementação, mas como modelo conceitual para a implementação de sistemas operacionais multiprocessados. / The use of object-oriented technology for the construction of complex systems has been increasing in recent years. The assumption that such technology, besides facilitating modularization, increases reusability and maintainability, providing a unified view of the systems, has encouraged its use in building operating systems, where the system resources and the user's applications come to be modeled in terms of the same abstraction. Actually this new technology for development of software, associated with the evolution of hardware, as well as communication technology and the need for qualitative enhancement, mainly concerning programming and interface environments, is giving rise to a new generation of operating systems, more dynamic, more flexible and capable of maintaining, in a transparent way, the presence of cooperative processing, distributed or non-distributed, heterogeneous or homogeneous. However, although the scientific literature shows an acceptance of the object-oriented paradigm as a promising focus(insight) to be adopted in the new generation of operating systems, the current state of technology for object management is still far from being one of consolidation. This project has emerged in this context, with the aim of contributing to the search for an appropriate model for office management that is able to provide a uniform model, not only on the operating system level, but also on the application level. The result of the research is a new object-oriented structural model, based on the concepts of computational reflection, both as an implementation discipline and as a conceptual model for the utilization of multiprocessor operating systems. These features are very useful in developing operating systems which contain components, including resources and applications that are modeled in the same way, using object-oriented abstraction.

O principal objetivo deste trabalho é apresentar um método e métricas para a avaliação do serviço Internet mais amplamente utilizado: a World Wide Web. As características básicas e funcionamento do serviço, bem como algumas ferramentas de avaliação de desempenho, serão descritas. Estes capítulos servirão de base para os demais, onde serão apresentados o método para avaliação do serviço web e métricas usadas para análise de desempenho, disponibilidade, confiabilidade, facilidades de administração e recursos. Por fim, o método e métricas serão aplicados na Procempa – Companhia de Processamento de Dados do Município de Porto Alegre, onde será possível verificá-los na prática. Além disto, dados importantes sobre a infra-estrutura web da Procempa serão fornecidos, os quais permitem uma análise do ambiente web atual e futuro da empresa.

Orientador: Eleri Cardozo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T08:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gunji_Tetsu_M.pdf: 6892777 bytes, checksum: 8acc2b55c4ae2decb4dfd108608985dc (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: o rápido crescimento do processamento distribuído tem levado à necessidade de uma padronização do processamento distribuído aberto (ODP: Open Distributed Processing). O modelo de referência do ODP propõe uma arquitetura que dá suporte à distribuição, interconexão e portabilidade. No modelo ODP a unidade básica de processamento é o objeto. Um objeto é composto de seus atributos (estado) e de suas interfaces (métodos). Os objetos podem ser agrupados formando um cluster e os clusters por sua vez também podem ser agrupados novamente formando uma cápsula. A agregação dos objetos formando um cluster, e dos clusters formando uma cápsula tem como propósito facilitar o gerenciamento dos objetos. Os objetos podem interagir entre si através de regras bem definidas no modelo. A plataforma multiware é um modelo para o suporte ao ODP. Este modelo se presta a identificar os vários componentes e serviços de uma plataforma de suporte ao ODP. A proposta deste trabalho é prover um dos serviços da plataforma multiware que é o suporte a objetos em tempo de execução, ou seja, a criação de objetos (com seus atributos e interfaces), clusters, cápsula, além dos mecanismos de comunicação entre objetos / Abstract: The fast growth of distributed processing has brought the necessity of standardizing the Open Distributed Processing (ODP). The reference Model of ODP proposes an architecture that supports distribution, internetworking and portability. In the ODP model the basic processing unit is the object. An object is composed of atributes (state) and interfaces (methods). The objects can be grouped within a cluster and the clusters can be grouped within a capsuIe. The grouping of objects (clusters and capsules) makes the object management easier. Objects can interact between them using rules as defined in the ODP model. The multiware plataform is a model that supports ODP. This model is useful to identify the several components and services of a ODP plataform. The proposal of this work is to provide one of the multiware plataform services, namely the run-time support for the objects: the creation of objects (with theirs atributes and interfaces), clusters and capsuIe as well as the communication mechanism between objects / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rogerio Drummond Burnier Pessoa de Mello Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação / Made available in DSpace on 2018-07-21T15:20:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GoncalvesJunior_Celso_M.pdf: 3778992 bytes, checksum: 5c7701b8ff6ab11f0c13e7714285d9a0 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: A programação orientada a objetos oferece uma sólida base conceitual para o desenvolvimento de sistemas de informação, com ênfase em modularidade, extensibilidade e robustez. Por outro lado, avanços nas tecnologias de hardware, arquitetura e meios de comunicação propiciaram uma mudança nos padrões de ambiente de processamento de dados: o modelo de mainframes vem sendo substituído pelo modelo distribuído, baseado em redes de estações de trabalho. A combinação desses dois conceitos, objetos e sistemas distribuídos, oferece a curto prazo perspectivas bastante promissoras. Várias iniciativas visando esse objetivo vêm sendo desenvolvidas ou estão já em uso. Embora esses trabalhos adotem diferentes abordagens, eles procuram basicamente unificar conceitos das duas áreas, estabelecendo um modelo único de programação ¿Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. / Abstract: The concepts introduced by the object paradigm embody a complete, sound framework for developing information systems with improved modularity, extendibility and robustness. On the other hand, technological advances in hardware components, computer architecture and communications have caused standards about computing environments to change: the old mainframe model has been steadily shifted in favor of the distributed model, based on workstations networks instead. Blending these two concepts, objects and distributed systems, offers very promising possibilities in the near future. Indeed, several attempts towards this goal are either under execution or already accomplished. These works while adopting different approaches and solutions, basically aim at unifying related issues from the two areas within a consistent programming model. Current efforts at the A_Hand Research Laboratory target the construction of a complex software development environment, planned to support the design and implementation of very large applications. The programming languages Cm and LegoShell are the basic programming tools in this environment. The Cm language is object-oriented, used to produce reusable software components, which can be brought together through the graphical language LegoShell. In this document, we define a new version for the language Cm, in order to meet inherent requirements of concurrent and distributed programming, thus establishing our underlying model for distributed applications programming. Adapting an existing object-oriented language to address programmng issues in a distributed backgroqnd while preserving its semantic consistency results a hard task, as a number of important aspects must be kept in mind. The main concern in distributed programming systems is location transparency; we have also investigated solutions regarding concurrency, exceptions and inheritance problems. The extensions to the Cm language here proposed include new syntatic constructions, the definition of the "remote object" concept and a set of standard classes and functions. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação