CAPES; CNPq / O constante aumento na velocidade da rede, o número de ataques e a necessidade de eficiência energética estão fazendo com que a segurança de rede baseada em software chegue ao seu limite. Um tipo comum de ameaça são os ataques do tipo probing, nos quais um atacante procura vulnerabilidades a partir do envio de pacotes de sondagem a uma máquina-alvo. Este trabalho apresenta o estudo, o desenvolvimento e a implementação de um algoritmo de extração de características dos pacotes da rede em hardware e de três classificadores de aprendizagem de máquina (Árvore de Decisão, Naive Bayes e k-vizinhos mais próximos), em software e hardware, para a detecção de ataques do tipo probing. O trabalho apresenta, ainda resultados detalhados de acurácia de classificação, taxa de transferência e consumo de energia para cada implementação. / The increasing network speeds, number of attacks, and need for energy efficiency are pushing software-based network security to its limits. A common kind of threat is probing attacks, in which an attacker tries to find vulnerabilities by sending a series of probe packets to a target machine. This work presents the study, development, and implementation of a network packets feature extraction algorithm in hardware and three machine learning classifiers (Decision Tree, Naive Bayes, and k-nearest neighbors), in software and hardware, for the detection of probing attacks. The work also presents detailed results of classification accuracy, throughput, and energy consumption for each implementation.

A literatura indica que uma forma de reconhecer ações e atividades é por meio do uso de sensores anexados de alguma forma no ambiente do ator. Uma forma de limitar itens a serem considerados em um ambiente é por meio da definição de um contexto que, por sua vez, é uma ferramenta para manipulação do problema de reconhecimento de atividades. Nesta pesquisa, contexto é descrito utilizando ontologias com conceitos associados a ações, eventos e dispositivos. Esta pesquisa apresenta uma arquitetura para identificar as prováveis ações de um ator envolvido em um processo de software em um ambiente monitorado por sensores. A arquitetura está fundamentada na utilização de dados provenientes das ações que atores executam no ambiente e que são coletados por meio dos sensores. O objetivo é identificar as ações que o ator executa com o mínimo de intervenção do mesmo. Os dados coletados dos sensores são descritos por meio de ontologias em graus de abstração variados que permitem descrever dos dados brutos até as atividades e contextos nos quais as ações acontecem. As aplicações desta arquitetura variam do simples monitoramento de atividades até o compartilhamento de informações entre diversos atores em função de índices que representam o conteúdo da atividade e/ou o contexto de realização da mesma. Para a realização deste trabalho, uma das etapas do método consistiu na inspeção dos dados coletados pelos sensores, o que resultou no desenvolvimento de novas ontologias que, após avaliação com arquiteturas propostas anteriormente, demonstram que a arquitetura proposta neste trabalho, por meio do uso de um motor de inferência, consegue inferir em dados coletados por sensores e representados com o uso de ontologias. Uma contribuição desta pesquisa é a implementação de uma arquitetura flexível, que permite que novos sensores sejam adicionados, sem alterar o núcleo da arquitetura proposta. / The present work undertakes the problem of recognizing activities of an actor engaged in a software process. The main goal is to identify the actions that the actor performs with minimal intervention of him/herself. The literature indicates that a way to recognize actions and activities is through the use of sensors attached to the environment. Still, when targeting a specific scope, a very useful approach is to explicitly define and describe a context, e.g. through specific ontologies, as was the choise of this work. An architecture integrating ontologies and sensors is defined. The ontologies describe actions, events and devices with diferent granularities, acting as tools for the activity recognition problem. A specific implementation of the architecture is detailed along with the method used to derive the ontologies. Finally, the results are analyzed and evaluated vis-à-vis existing architectures. The main contribution of this research is a flexible architecture, allowing new sensors to be added in an incremental manner, just extending the ontologies, that are detached from the code.

A alta competitividade entre as organizações empresariais exige constante inovação e evolução em seus processos produtivos, necessitando que seus sistemas de informação sejam produzidos e modificados com a mesma agilidade. A elicitação dos requisitos, no entanto, ainda é feita por meio de métodos empíricos sem efetiva garantia de seu alinhamento com os problemas e necessidades inerentes ao negocio. Deste contexto, a Engenharia de Software necessita de mecanismos mais precisos para uma etapa, do processo de desenvolvimento, que é considerada crítica para o sucesso do desenvolvimento do software. Este trabalho realiza o desenvolvimento de uma abordagem para elicitação de requisitos de software por meio da notação para modelagem de negocio BPMN - Business Process Model and Notation, definida pela OMG - Object Management Group. Do ponto de vista da abordagem do problema é utilizada a pesquisa qualitativa, pois privilegia questões conceituais, padrões, opiniões expressas e suas respectivas análises e, sob o ponto de vista dos procedimentos técnicos, é baseada em estudos de caso. Como resultado desta dissertação foi criada uma abordagem para a elicitação de requisitos para o desenvolvimento de sistemas de informação baseado na notação BPMN para a modelagem de processos de negócios. Com a finalidade de verificar a viabilidade da utilização da abordagem proposta, foram realizados estudos de caso. / High competitivity among business organizations demands constant inovation and evolution of productive processes of companies, also pushing the same agility to development and modification of information systems. Besides that, elicitation of software requirements are still made using empiric methods without a warranty of its alignment with business problems and needs. Software Engineering needs better and precise mechaninsms to be used on a phase which is considered critical to the success of software development. This work realize the development of an approach to software requirements elicitation using BPMN - Business Process Model and Notation, defined by OMG - Object Management Group. As an approach to the problem, qualitative research will be used as it favors conceptual questions, patterns, opinions and its respective analysis, and on behalf technical procedures its based on study cases. As result of this research, an approach to elicitation of information systems development requirements was built based on BPMN notation to model business process. In order to check the feasibility of using the proposed approach, were made case studies.

A crescente demanda por novas aplicações informatizadas, e a evolução da sua complexidade, faz com que seja cada vez mais importante a correta aplicação de esforços no processo de desenvolvimento de software. Apesar da dificuldade em se obter dados, estudos empíricos sobre a evolução do software podem auxiliar na criação de modelos e teorias que aperfeiçoem os esforços de desenvolvimento. Tendo acesso a uma base de informações de mais de cinco anos de solicitações de mudanças (que incluem melhorias e correções) de uma mesma organização de desenvolvimento, o problema da pesquisa era obter indicadores dos projetos de desenvolvimento que estivessem relacionados aos maiores custos de mudanças. A partir dessa formulação, foi definido como objetivo efetuar a análise dos custos de mudanças e, para isso, os casos com os maiores tempos de desenvolvimento foram classificados (utilizando a classificação ODC – Orthogonal Defect Classification), analisados individualmente, comparados entre si e com outros estudos. Como resultado do trabalho de análise dos custos de mudanças de software, são apresentadas faixas de valores (no início de entrada em produção e ao final de vinte meses de utilização em produção) de métricas de software pela quais são efetuadas comparações e que, eventualmente, podem ser utilizadas como comparação para outros projetos da mesma ou de outras empresas. Foram identificadas características em um projeto em específico que propõe associar a métrica de entrelaçamento de pacotes, no momento de entrada em produção, com o principal impacto da dimensão ODC. Essa associação pode ser considerada como a principal indicação relacionada aos custos de manutenção do software e, por meio do estabelecimento dessa associação entre métricas observadas durante o processo de desenvolvimento de sistemas, pode-se diminuir custos futuros na etapa de manutenção de software. / The increasing demand for new computer applications and the evolution of its complexity makes increasingly important the correct application of effort in the process of software development. Despite the difficulty in obtaining data, empirical studies on the evolution of software can assist in the creation of models and theories that enhance development efforts. Having access to a database of information of more than five years of change requests (including improvements and fixes) of the same development organization, the research problem was to obtain indicators of development projects that were related to higher costs of change. From this formulation, was set to perform the objective analysis of the costs of change and, therefore, the cases with the greatest development times were classified (using the ODC - Orthogonal Defect Classification) analyzed individually, compared with each other and with other studies. Resulting of the work for examining costs of software changes, ranges of values are presented (early start of production and at the end of twenty months of production use) software metrics for which comparisons are made and eventually may be used as a comparison to other projects of the same or other companies. There were characteristics, in a specific project, that proposes to associate the Package tangle index at the time of entry into production, with the main impact of the size ODC. This association can be regarded as the main indication related to software maintenance costs, and by establishing an association between this metric observed during the development of systems, can reduce future costs in the software maintenance phase.

CAPES / Esta dissertação apresenta o método RAIA – Realidade Aumentada em Imagens Aéreas – que foi desenvolvido para inserir informações disponíveis sobre uma imagem aérea, com o objetivo de facilitar as atividades que envolvem a análise das imagens capturadas por meio de câmeras fixadas em aeronaves. Além disso, atualmente são comercializados produtos que oferecem a funcionalidade de complementar imagens aéreas com informações, porém existem poucos registros acadêmicos sobre este tipo de aplicação e não foram encontrados registros que detalhem metodologias que complementem com Realidade Aumentada imagens adquiridas de câmeras fixadas em aeronaves. Nas imagens processadas pelo método é empregado o conceito de Realidade Aumentada, pois é exibida uma junção de objetos virtuais, que representam informações sobre o local que está sendo capturado, e a própria imagem. Isto é feito por meio do cálculo do georreferenciamento da imagem, ou seja, são determinadas as coordenadas geográficas de cada pixel. O método foi avaliado com uma ferramenta protótipo em que foram executados testes, que foram subdivididos em três casos de estudo. Estes casos foram empregados para avaliar a precisão com que o método sobrepõe informações às imagens capturadas a distâncias próximas do solo, por satélite e em uma situação real de supervisão aérea. Os resultados da avaliação do método RAIA apontaram erro de posicionamento de informações de aproximadamente 5 metros para imagens capturadas com pouca inclinação em uma operação real de supervisão e aproximadamente 40 metros para imagens capturadas com inclinação superior a 40°. / This dissertation presents the method RAIA - Augmented Reality in Aerial Images - which was developed to insert available information on an aerial image. The goal is to facilitate the activities involving the analysis of the images captured by cameras fixed on aircraft. Also, there are currently selling products that offer the functionality to complement aerial images with information, although there are few academic records on this type of application and no records were found that detail methodologies that complement with Augmented Reality images acquired from cameras fixed on aircraft. In the images processed by the method is employed the concept of Augmented Reality, because it is displayed a junction of virtual objects, that represent information about the site being captured, and the image itself. This is done by calculating the image georeferencing, which means that the geographic coordinates are determined for each pixel. The method was evaluated in tests on a prototype tool. These tests were divided into three case studies that were used to measure the accuracy that the method overrides information for images captured at distances close to the ground, captured from satellite cameras and in a real aerial surveillance situation. The positioning error results presented by RAIA, in a real aerial surveillance situation, were about approximately 5 meters for images captured with little inclination. Images captured with inclination greater than 40° showed positioning errors of approximately 40 meters.

Esta tese propõe um método denominado PM-MDA para o desenvolvimento de Modelos de Plataforma (Platform Model - PM) no contexto da abordagem Model Driven Architecture (MDA). O método PM-MDA tem como foco o desenvolvimento de projetos de Software embarcado baseados em Sistemas Operacionais em Tempo Real (Real-Time Operating System - RTOS). Adicionalmente, este estudo define um perfil UML 2.0 para modelagem da aplicação e plataforma de software embarcado denominado Profile for modeling Application and Platform of Embedded Software (PROAPES) que é usado no método PM-MDA. Tal perfil define um conjunto de estereótipos para descrever genericamente Modelos de Plataforma e Modelos Independentes de Plataforma (Platform Independent Model - PIM). Além disso, são definidas extensões desse perfil, tal como o perfil PROAPESX que permite a modelagem de PMs para versões do RTOS X Real-Time Kernel e hardware associados. Além disso, o perfil PROAPES possibilita vincular um PIM a um PM, permitindo que esses modelos sejam inseridos como atributos de entrada em uma Transformação de Modelos. No contexto da MDA, esse perfil constitui-se em um metamodelo de plataforma (um metamodelo de uma família de plataformas similares) para a construção de modelos de plataforma. Desse modo, um PM é usado como parte fundamental para o desenvolvimento de software embarcado na abordagem MDA, fornecendo meios de obter independência de plataforma. Em abordagens atuais de MDA, as transformações de modelos empregam implicitamente os modelos de plataforma. Como os interesses referentes à plataforma não são separados dos interesses referentes às transformações de modelos, para cada plataforma requerida deve existir uma ou mais transformações de modelos correspondentes que são configuradas especificamente para aquela plataforma. O resultado são processos de transformações de modelos difíceis de serem automatizados. No domínio de sistemas embarcados, o uso de MDA é ainda mais importante devido à heterogeneidade de plataformas e à complexidade destes sistemas. O método PM-MDA, que faz uso do perfil PROAPES, visa sistematizar o processo de criação e disponibilização de modelos de plataforma separados do processo de transformação de modelos, possibilitando a geração de processos de transformações de modelos eficientes e adaptáveis. / This thesis proposes a method called PM-MDA for the development of Platform Models in the context of Model Driven Architecture (MDA). The PM-MDA method focuses on the development of embedded software projects based on Real-Time Operating Systems (RTOS). Additionally, this study defines a UML 2.0 Profile for Modeling Application and Platform of Embedded Software (PROAPES), which is used in the PM-MDA method. Such profile defines a set of stereotypes to generically describe Platform Models (PMs) and Platform Independent Models (PIMs). Further, extensions are defined in this profile, e.g. the PROAPESX profile, allowing the modeling of PMs into versions of the X RTOS Real-Time Kernel and associated hardware. In its turn, the PROAPES profile enables the link of a PIM to a PM, allowing these models to be entered as input attributes in a Model Transformation. In the context of MDA, this profile is a platform metamodel for building PMs, i.e., a metamodel of a family of similar platforms. In this way, a PM is used as a fundamental part in the development of embedded software in the MDA approach by providing means of obtaining platform independence. In current MDA approaches, model transformations implicitly employ PMs. As the concerns regarding the platform are not separated from the concerns related to model transformations, for each required platform there must be one or more corresponding model transformations that are configured specifically for that platform. This results in model transformation processes that are expensive and difficult to be automated. In some application domains such as embedded systems, the use of MDA is more motivating because of the heterogeneity of platforms and the complexity of these systems. The PM-MDA method, which makes use of the PROAPES profile, aims to systematize the process of creating and providing platform models separated from the model transformation process, enabling the generation of efficient and adaptable model transformations.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho propõe e implementa um software que realiza o cálculo de vários modelos de transformadores de instrumentação e orienta o usuário em como efetuar medições e correções importantes nos mesmos. O software engloba transformadores de baixa e média potência, até 500 W, e com frequências de até alguns megahertz. O software cobre 3 modelos: o clássico quadripolo de baixa potência e baixa frequência; o quadripolo T com capacitor de saída para baixa potência e média frequência; e o modelo delta-estrela completo, para transformadores eletrônicos de alta frequência. O trabalho teve como objetivo criar uma ferramenta para o projeto de transformadores, especialmente transformadores de saída de instrumentação biomédica, como por exemplo, o transformador de saída do bisturi eletrônico. O software indica o modelo de acordo com os dados de entrada ou por escolha do usuário. O software foi criado para uso gratuito e foi desenvolvido em código Java, de modo que qualquer pessoa interessada possa usá-lo. Por suas características, o software pode trabalhar em todos os computadores, desktops ou celulares, e em quase todos os sistemas operacionais, basta que o usuário tenha a máquina virtual Java instalada em seu hardware. O usuário deve inserir os coeficientes necessários para realizar os cálculos, obtendo os resultados numéricos e gráficos do módulo da impedância versus frequência e de fase versus frequência na tela ou em um arquivo de dados no formato CSV (comma-separated values). O módulo de saída gráfica apresenta o módulo e a fase da impedância de entrada (Zin) em função da frequência. Isto permite ao usuário ver as ressonâncias e comportamentos característicos do transformador e tomar providências para executar um projeto conforme suas necessidades. / This work describes a software that performs calculation and gives some tips about building and measuring transformers parameters up to 500 W till a few megahertz. The software emulates 3 models: the classical T model for low power and low frequency; the T model with output capacitance; and the complete delta-star model, for high frequency electronic transformers. This work aimed to create a tool for design of transformers, especially biomedical instrumentation output transformers, like the output electrosurgical device transformer. Tips like, for example, how to wrap the secondary coil to minimize intrinsic capacitance are presented to the software user. The software indicates the model according to input data or by user choice. The software is for free use and is programmed in Java language, so that, any person interested can use it. It will be available on the internet for free download. This software can work on all computers, desktops or mobiles, and on almost all operating systems, as long as the user has the virtual machine in his hardware. The user must insert the coefficients required to perform the calculations. After this insertion he must click on the calculation button, so the results and the impedance (modulus and phase) versus frequency graphs are seen on the screen. The user can additionally export an XY CSV (comma-separated values) data file. The software graphical output modulus and phase parts shows behavior of the input impedance (Zin) versus frequency. This makes possible for the user see the resonances and characteristic behavior of the transformer.

A popularização dos dispositivos móveis impulsionou a pesquisa e o desenvolvimento de soluções de baixo consumo. A evolução destas aplicações demanda ferramentas que permitam avaliar diferentes alternativas de implementação, fornecendo, aos desenvolvedores, informações valiosas para a criação de soluções energeticamente eficientes. Este trabalho desenvolveu uma nova plataforma de medição de consumo que permite comparar a eficiência energética de diferentes algoritmos implementados em software e em hardware. A plataforma é capaz de medir o consumo energético de um processo específico em execução em um processador de propósito geral com um sistema operacional padrão, além de comparar o resultado obtido com algoritmos equivalentes implementados em uma FPGA. Isto permite ao desenvolvedor dividir o processamento da aplicação entre software e hardware de forma a obter a solução mais energeticamente eficiente. Comparada com o estado da arte, a plataforma de medição criada possui três característica inovadoras: suporte a medição de consumo de software e hardware; medição de trechos de código específicos executados pelo processador; e suporte a alteração dinâmica do clock. Também é mostrado neste trabalho como a plataforma desenvolvida tem sido utilizada para analisar o consumo energético de algoritmos de detecção de intrusão de rede para ataques do tipo probing. / The large number of mobile devices increased the interest in low-power designs. Tools that allow the evaluation of alternative implementations give the designer actionable information to create energy-efficient designs. This paper presents a new power measurement platform able to compare the energy consumption of different algorithms implemented in software and in hardware. The proposed platform is able to measure the energy consumption of a specific process running in a general-purpose CPU with a standard operating system, and to compare the results with equivalent algorithms running in an FPGA. This allows the designer to choose the most energy-efficient software vs. hardware partitioning for a given application. Compared with the current state-of-the-art, the presented platform has four distinguishing features: (i) support for both software and hardware power measurements, (ii) measurement of individual code sections in the CPU, (iii) support for dynamic clock frequencies, and (iv) improvement of measurement precision. We also demonstrate how the developed platform has been used to analyze the energy consumption of network intrusion detection algorithms aimed at detecting probing attacks.

Sensores óticos baseados em redes de Bragg em fibras óticas estão se tornando uma tecnologia madura e ganhando espaço nas indústrias das mais diversas áreas. Para tal, essa tecnologia deve estar adaptada para ser integrada facilmente ao meio industrial. Com base nisso esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para duas tecnologias de interrogação de sensores baseados em Redes de Bragg em fibras óticas (FBGs). Além de adquirir os dados dos interrogadores a ferramenta computacional tem por objetivo processar os dados, para isso foi necessário o desenvolvimento de um algoritmo de detecção de picos. Este trabalho também apresenta os resultados obtidos de comparações entre as ferramentas comerciais para cada tecnologia de interrogação e a ferramenta desenvolvida durante esta pesquisa. / Optical sensors based on Fiber Bragg Gratings technologies are becoming a mature technology and starting to com now in the industrial area. To make this possible this technology need to be adapted to be easily integrated in the existing industrial systems. Based on this considerations, this research presents the development of a computational tool for two Fiber Bragg Gratings interrogation technologies. In addition to acquiring data from the interrogator the computational tool is intended to process the data, and this makes necessary to develop a peak detection algorithm. This work also presents the results obtained by comparing the commercial software’s of each interrogation system to the computational toll developed during this research.

A qualidade do produto de software tem sido associada à qualidade do seu processo de desenvolvimento. Existem diversos modelos e normas de qualidade, que podem ser utilizados por empresas de software de pequeno porte, a partir dos quais se entende que os processos definidos de acordo com esses modelos permitem prever os seus resultados. Um dos processos essenciais para a qualidade está relacionado aos requisitos do software, abrangendo da definição do requisito, do ponto de vista do usuário, à manutenção do software, com rastreabilidade ao longo de todo o ciclo de vida e do seu processo de produção, sendo esse o campo de estudo da Engenharia de Requisitos (ER). A inovação desempenha um papel relevante no desenvolvimento de software, no produto e no uso de tecnologias e procedimentos técnicos e gerenciais, visando assegurar qualidade e minimizar recursos, custo e prazo. Com base nessas motivações, este trabalho propõe um modelo para inovação no processo de desenvolvimento de software, com ênfase na ER, orientado ao contexto do Arranjo Produtivo Local (APL) de TI do Sudoeste do Paraná. O agrupamento de micro e pequenas empresas em APLs ou outras formas de organização, traz como benefícios o compartilhamento de recursos, experiências, mão-de-obra especializada, estratégias de mercado, ações de capacitação e consultorias. Porém, apenas participar desses agrupamentos não é suficiente para assegurar às empresas desenvolvedoras de software, especialmente as de pequeno porte, a expansão e mesmo a manutenção no mercado. A competitividade também está associada à redução de recursos e de tempo de produção e ao fornecimento de produtos e serviços que atendam a critérios estabelecidos de qualidade. O modelo proposto foi construído a partir de uma pesquisa-ação, de abordagem predominantemente qualitativa, envolvendo embasamento bibliográfico e estudo multicasos realizado com cinco empresas desse APL. O estudo multicasos permitiu identificar necessidades e problemas das empresas acerca do Processo de Desenvolvimento de Software (PDS), a serem supridos com o modelo proposto; e a pesquisa ação possibilitou ajustar, detalhar e validar esse modelo. O processo padrão define um modelo que é especializado, quando da realização de cada projeto de software, pelos ajustes necessários ao contexto do projeto. Os resultados dessa pesquisa buscaram apresentar alternativas de aplicação de técnicas para atender critérios de qualidade, alinhados a ER e modelos de qualidade. O trabalho também apresenta alternativas de adaptação às empresas do APL. / The quality of the software product has been linked to the quality of its development process. There are several models and quality standards, which can be used for small software companies, from which it is understood that the defined processes according to these models can anticipate their results. One of the key processes for quality is related to software requirements, including the definition of requirement, from the user point of view, the software maintenance, with traceability throughout the lifecycle and its production process, and that the study of the Requirements Engineering fields. The Innovation plays an important role in the development of software, the product and the use of technologies and technical and managerial procedures to ensure quality and minimize resources, cost and time. Based on these, this work proposes a model for innovation in the software development process, with emphasis on Requirements Engineering, oriented to the context of the Local Productive Arrangement IT Paraná Southwest. The grouping of micro and small enterprises or other forms of organization, brings the benefits of resource sharing, experiences, skilled labor, marketing strategies, training activities and consulting. However, only be part of these groups is not enough to ensure the software development, especially small companies, expansion and even the market kept. Competitiveness is also associated with reduced resources and production time, goods and services the supply, that meet established quality criteria. The proposed model was constructed from an action research, of qualitative approach, involving bibliographical basis and multicases study of five companies that Cluster. The multicases study identified needs and problems of companies about the Software Development Process (SDP), to be supplied with the model; and action research possible fit, detail and validate this model. The pattern defines a process model that specializes when performing each software project, the necessary adjustments to the project context. The results of this research sought to present application of technical alternatives to meet quality criteria, aligned to RE and quality models. The work also presents alternatives to adapt to Cluster companies.