[pt] O objetivo deste trabalho é avaliar um sistema de componentes de software que oferece em seu modelo uma abstração de componentes compostos. O sistema de componentes estudado é o SCS, que define um conjunto de regras de aninhamento, encapsulamento e compartilhamento para reger o comportamento de seus componentes compostos. O foco deste estudo está na avaliação da eficácia dessas regras de composição para auxiliar o desenvolvedor de aplicações. Para realizar esta avaliação, adaptamos o sistema de Captura e Acesso CAS, construído com o middleware SCS, para utilizar componentes compostos, e criamos um cenário para analisar o modelo e a implementação do middleware. / [en] The aim of this work is to evaluate a software component system that provides in its model an abstraction of composite components. We chose for this study SCS as the components system, which defines a set of rules for nesting, encapsulation and sharing to manage the behavior of its composite components. The main focus of this study is to evaluate the effectiveness of these composition rules to assist application developers. To conduct this evaluation, we adapted the Capture and Access system CAS, developed via the middleware SCS in order to employ the composite components, and created a scenario to analyze the model and implementation of the middleware.

[pt] A natureza de certos sistemas de software determina que estes tenham de executar de maneira ininterrupta. Por outro lado, diversos sistemas de software são constantemente sujeitos a mudanças, por questões que incluem, mas não se limitam a, infraestrutura, correções de falhas, adição de funcionalidades e mudanças na lógica de domínio. Evolução dinâmica de software consiste em alterar aplicações durante a sua execução sem interrompê-las, mantendo-as disponíveis mesmo durante a aplicação destas modificações. Sistemas distribuídos baseados em componentes permitem decompor o software em entidades claramente separadas. Nesses casos, a evolução pode ser resumida a remoção, adição e modificação de tais entidades, e se tais atividades podem ser exercidas enquanto a aplicação está em execução, tem-se evolução dinâmica de software. Através disso, neste trabalho foi criada uma abordagem em que é possível se manipular arquiteturas distribuídas desenvolvidas sobre o middleware SCS de maneira a se minimizar a interrupção de partes do sistema enquanto certas adaptações são implantadas. Aplicamos o mecanismo em um sistema distribuído já consolidado, o CAS, que consiste em uma infraestrutura de gravação extensível com suporte a captura e acesso automáticos de mídias distribuídas. / [en] The nature of some software systems determine that they run without interruption. Furthermore, many software systems are constantly subject to change for reasons that include, but are not limited to, infrastructure changes, bug fixes, addition of functionalities, and changes in the domain logic. Dynamic software evolution consists into changing application during execution without stopping them, keeping them available even when applying these modifications. Component-based distributed systems allows decomposing software into clearly separated entities. In such cases, evolution can be summarized to removal, addition and modification of such entities, and if such activities can be performed while the application is executing, dynamic adaptation is achieved. In this work, we ve investigated an approach that aims to allow manipulation of distributed software architectures developed over the SCS middleware, in order to minimize system disruption while certain adaptations are deployed. The mechanism was tested in an already consolidated distributed system, the CAS, which consists of an extensible recording infrastructure that supports automatic capture and access of distributed medias.

[pt] A implantação de aplicações baseadas em componentes distribuídos é composta por um conjunto de atividades geridas por uma Infraestrutura de Implantação. Aplicações atuais estão se tornando cada vez mais complexas, necessitando de um ambiente alvo dinâmico e multi-plataforma. Assim, a atividade de planejamento de uma implantação é o passo mais crítico, pois define a configuração da infraestrutura de execução de forma a atender os requisitos do ambiente alvo de uma aplicação. Por outro lado, o modelo de serviço na nuvem chamado Infraestrutura como Serviço(IaaS) oferece recursos computacionais sob demanda, com características dinâmicas, escaláveis e elásticas. Nesta dissertação nós estendemos a Infraestrutura de Implantação para componentes SCS de forma a permitir o uso de nuvens privadas ou públicas como o ambiente alvo de uma implantação, através do uso de uma cloud API e políticas flexíveis para especificar um ambiente alvo personalizado. Além disso, hospedamos a infraestrutura de implantação na nuvem. Isto permitiu-nos usar recursos computacionais sob demanda para instanciar os serviços da Infraestrutura de Implantação, produzindo uma Plataforma como Serviço(PaaS) experimental. / [en] Deployment of distributed component-based applications is composed of a set of activities managed by a Deployment Infrastructure. Current applications are becoming increasingly more complex, requiring a multi-platform and a dynamic target environment. Thus, the planning activity is the most critical step because it defines the configuration of the execution infrastructure in order to satisfy the requirements of the application’s target environment. On the other hand, the cloud service model called Infrastructure as a Service (IaaS) offers on-demand computational resources with dynamic, scalable, and elastic features. In this work we have extended the Deployment Infrastructure for SCS componentes to support private or public clouds as its target environment, through the use of a cloud API and flexible policies to specify a customized target environment. Additionally, we host the Deployment Infrastructure on the cloud, which allow us to use on-demand computational resources to instantiate Deployment Infrastructure services, creating an experimental Platform as a Service (PaaS).

O planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos pode ser classificado como um problema de um sistema acoplado no tempo e no espaço, não linear, não convexo, estocástico e de grande porte. A complexidade do problema justifica a necessidade de utilização de diversas ferramentas computacionais com abordagens variadas. Este trabalho tem como objetivo a realização de estudos relacionados ao planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de geração, pela aplicação de componentes de software e de sistemas de inferência fuzzy. Pretende-se apresentar e aplicar um processo de desenvolvimento (UML Components), baseado em componentes de software, para a construção de modelos computacionais de simulação e otimização para servir de apoio ao planejamento da operação energética do sistema hidrotérmico brasileiro. O processo de desenvolvimento UML Components é aplicado de forma a nortear o desenvolvimento do software, para englobar as diferentes atividades realizadas nos fluxos de trabalho, além de incluir os vários artefatos produzidos. Como contribuição adicional, paralelamente ao uso dos componentes de software, este trabalho apresenta uma política de operação energética para reservatórios baseada em sistemas de inferência fuzzy Takagi-Sugeno. A política proposta é baseada na otimização da operação energética das usinas hidrelétricas, empregando o modelo de otimização desenvolvido. Com a operação energética otimizada, obtém-se as relações entre a energia armazenada do sistema e o volume útil operativo de cada usina a reservatório. A partir dessas relações são ajustados os parâmetros do modelo Takagi-Sugeno de ordem um. Ao optar-se por um sistema de inferência fuzzy para determinar a política de operação energética de um conjunto de reservatórios, obtém-se uma estratégia de ação/controle que pode ser monitorada e interpretada, inclusive do ponto de vista lingüístico. Outra vantagem na aplicação de sistemas fuzzy deve-se ao fato dos operadores humanos (especialistas) poderem traduzir, de forma consistente, e em termos de regras lingüísticas, o seu processo de tomada de decisões, fazendo com que a ação do sistema fuzzy seja tão fundamentada e consistente quanto a deles. / The operation planning of hydrothermal power systems can be classified as a nonseparable, nonlinear, nonconvex, stochastic and of large scale optimization problem. The complexity of this problem justifies the need for the use of various computational tools with different approaches. This work aims the accomplishment of studies related to the operation planning of hydrothermal power systems through the implementation of software components and fuzzy inference systems. It is intended to provide and implement a development process (UML Components) based on software components for building computational model of optimization and simulation to support the operation planning of the Brazilian hydrothermal power systems. The UML Components development process is a applied in a way to guide the software development to encompass different activities realized on workflows, as well as to include the various artifacts produced. As additional contribution, in parallel to the use of software components, it is intended to present an operational policy of reservoirs based on Takagi-Sugeno fuzzy inference systems. The proposed policy is based on optimization of hydropower operation, using the optimization model developed. Through the optimized operation, relations between system stored energy and the reservoir volume of each plat are obtained. With these relationships, the parameters of the Takagi-Sugeno model are adjusted. In choosing a fuzzy inference system for determining the operational policy of a set of reservoirs, it is obtained as strategy of action/control that can be monitored and interpreted including linguistic standpoint. Another benefit of the fuzzy system application refers to the fact that human specialists can consistently represent, through linguistic rules, their decision making process, making the fuzzy system action as consistent and sound as theirs.

O planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos pode ser classificado como um problema de um sistema acoplado no tempo e no espaço, não linear, não convexo, estocástico e de grande porte. A complexidade do problema justifica a necessidade de utilização de diversas ferramentas computacionais com abordagens variadas. Este trabalho tem como objetivo a realização de estudos relacionados ao planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de geração, pela aplicação de componentes de software e de sistemas de inferência fuzzy. Pretende-se apresentar e aplicar um processo de desenvolvimento (UML Components), baseado em componentes de software, para a construção de modelos computacionais de simulação e otimização para servir de apoio ao planejamento da operação energética do sistema hidrotérmico brasileiro. O processo de desenvolvimento UML Components é aplicado de forma a nortear o desenvolvimento do software, para englobar as diferentes atividades realizadas nos fluxos de trabalho, além de incluir os vários artefatos produzidos. Como contribuição adicional, paralelamente ao uso dos componentes de software, este trabalho apresenta uma política de operação energética para reservatórios baseada em sistemas de inferência fuzzy Takagi-Sugeno. A política proposta é baseada na otimização da operação energética das usinas hidrelétricas, empregando o modelo de otimização desenvolvido. Com a operação energética otimizada, obtém-se as relações entre a energia armazenada do sistema e o volume útil operativo de cada usina a reservatório. A partir dessas relações são ajustados os parâmetros do modelo Takagi-Sugeno de ordem um. Ao optar-se por um sistema de inferência fuzzy para determinar a política de operação energética de um conjunto de reservatórios, obtém-se uma estratégia de ação/controle que pode ser monitorada e interpretada, inclusive do ponto de vista lingüístico. Outra vantagem na aplicação de sistemas fuzzy deve-se ao fato dos operadores humanos (especialistas) poderem traduzir, de forma consistente, e em termos de regras lingüísticas, o seu processo de tomada de decisões, fazendo com que a ação do sistema fuzzy seja tão fundamentada e consistente quanto a deles. / The operation planning of hydrothermal power systems can be classified as a nonseparable, nonlinear, nonconvex, stochastic and of large scale optimization problem. The complexity of this problem justifies the need for the use of various computational tools with different approaches. This work aims the accomplishment of studies related to the operation planning of hydrothermal power systems through the implementation of software components and fuzzy inference systems. It is intended to provide and implement a development process (UML Components) based on software components for building computational model of optimization and simulation to support the operation planning of the Brazilian hydrothermal power systems. The UML Components development process is a applied in a way to guide the software development to encompass different activities realized on workflows, as well as to include the various artifacts produced. As additional contribution, in parallel to the use of software components, it is intended to present an operational policy of reservoirs based on Takagi-Sugeno fuzzy inference systems. The proposed policy is based on optimization of hydropower operation, using the optimization model developed. Through the optimized operation, relations between system stored energy and the reservoir volume of each plat are obtained. With these relationships, the parameters of the Takagi-Sugeno model are adjusted. In choosing a fuzzy inference system for determining the operational policy of a set of reservoirs, it is obtained as strategy of action/control that can be monitored and interpreted including linguistic standpoint. Another benefit of the fuzzy system application refers to the fact that human specialists can consistently represent, through linguistic rules, their decision making process, making the fuzzy system action as consistent and sound as theirs.

[pt] A engenharia de software baseada em componentes é uma abordagem que prevê a reutilização de artefatos de software na geração de um conjunto de aplicações. Ao desenvolver aplicações com esta abordagem, é preciso reunir ou compor componentes de software já existentes. Após compor estas unidades, é necessário coordenar as interdependências estabelecidas entre elas para adequar a aplicação em desenvolvimento à resolução do problema. Esta dissertação propõe uma arquitetura de software que separa e estrutura os conceitos de coordenação, composição e componentes de software em camadas arquiteturais. A partir desta estrutura, espera-se que modificações específicas em construções de uma camada tenham o mínimo de influência sobre as demais. ACCA (Arquitetura para a Coordenação e a Composição de Artefatos de Software) deve ser entendida como uma estrutura conceitual utilizada para organizar o desenvolvimento de software baseado em componentes. Além disto, são apresentados um framework para ilustrar a realização da camada de composição de ACCA, o processo de reificação de ACCA e um processo de desenvolvimento de software utilizando a abordagem proposta. / [en] Component Based Software Engineering is an approach for reusing software artifacts when developing applications. In order to develop solutions using this approach, it is necessary to compose software using components that have already been developed. After putting those pieces together, we need to coordinate the interdependencies established among those compositions to fulfill the requirements, needed to resolve a problem. This dissertation proposes a software architecture that separates and structures the concepts of coordination, composition and software components in different architectural layers. Using this approach, we expect that specific modifications in layer constructions have the minimum impact on the others layers. ACCA (Architecture for Coordination and Composition of software Artifacts) must be understood as a conceptual structure that is used to organize component based software development. It also presents a composition framework, the reification process for ACCA and a software development process organized using this approach.

A tecnologia de componentes de software é propícia para encapsular questões técnicas de implementação e favorecer o reúso entre aplicações, o que é particularmente relevante no desenvolvimento de aplicações colaborativas na Web. Este trabalho utiliza a plataforma Groupware Workbench nesse contexto. A aplicação social Arquigrafia foi a principal motivadora dessa evolução. O Arquigrafia é um ambiente colaborativo para o estudo de arquitetura e compartilhamento de imagens fortemente baseado em colaboração e inteligência coletiva. Como o conceito de inteligência coletiva é muito amplo e mal definido, foi realizada uma análise de domínio e uma classificação das técnicas e seus usos nos sistemas atuais. Também foi feito o mapeamento e a implementação das funcionalidades do Arquigrafia em componentes do Groupware Workbench e executada uma avaliação da plataforma em quatro vertentes, sendo elas: arquitetura de componentes; suporte à colaboração; arquitetura técnica; e percepção dos desenvolvedores. Limitações tecnológicas e conceituais foram identificadas, como por exemplo, o modelo de mapeamento objeto-relacional e questões ligadas à flexibilidade. Essas limitações e colocações foram tratadas e avaliadas na plataforma, resultando em melhorias na arquitetura dos componentes e na simplificação do código. O Groupware Workbench no geral mostrou-se viável para o desenvolvimento de uma aplicação colaborativa real na Web 2.0. / Software components technology is favorable to encapsulate implementation technical issues and encourage the reuse among applications. These characteristics are particularly relevant in the development of web-based collaborative applications. This work evaluates and evolves the Groupware Workbench platform in this context. The social application Arquigrafia was the main motivation for this evolution. Arquigrafia is a collaborative environment for the study of architecture and image sharing strongly based on collaboration and collective intelligence. Since the concept of collective intelligence is very broad, we performed a domain analysis and a classification of its use in current systems. We also implemented the Arquigrafia features using Groupware Workbench components and evaluated the platform in four areas: components architecture; collaboration support; technical architecture; and developers perspective. We identified technological and conceptual limitations, as for example, the adopted object-relational mapping model and issues related to the flexibility of the platform. These limitations were treated and evaluated. We noted improvements in the architecture of the components and code simplification. As a result, the Groupware Workbench was a feasible solution for developing the Arquigrafia application.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:47:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreGPS_DISSERT.pdf: 1357503 bytes, checksum: e140d06d3ffeafa9c2f772fa5796fc4d (MD5) Previous issue date: 2010-03-15 / The use of middleware technology in various types of systems, in order to abstract low-level details related to the distribution of application logic, is increasingly common. Among several systems that can be benefited from using these components, we highlight the distributed systems, where it is necessary to allow communications between software components located on different physical machines. An important issue related to the communication between distributed components is the provision of mechanisms for managing the quality of service. This work presents a metamodel for modeling middlewares based on components in order to provide to an application the abstraction of a communication between components involved in a data stream, regardless their location. Another feature of the metamodel is the possibility of self-adaptation related to the communication mechanism, either by updating the values of its configuration parameters, or by its replacement by another mechanism, in case of the restrictions of quality of service specified are not being guaranteed. In this respect, it is planned the monitoring of the communication state (application of techniques like feedback control loop), analyzing performance metrics related. The paradigm of Model Driven Development was used to generate the implementation of a middleware that will serve as proof of concept of the metamodel, and the configuration and reconfiguration policies related to the dynamic adaptation processes. In this sense was defined the metamodel associated to the process of a communication configuration. The MDD application also corresponds to the definition of the following transformations: the architectural model of the middleware in Java code, and the configuration model to XML / A utiliza??o da tecnologia de middleware em diversos tipos de sistemas, com a finalidade de abstrair detalhes de baixo n?vel relacionados com a distribui??o da l?gica da aplica??o, ? cada vez mais frequente. Dentre diversos sistemas que podem ser beneficiados com a utiliza??o desses componentes, podemos destacar os sistemas distribu?dos, onde ? necess?rio viabilizar a comunica??o entre componentes de software localizados em diferentes m?quinas f?sicas. Uma importante quest?o relacionada ? comunica??o entre componentes distribu?dos ? o fornecimento de mecanismos para gerenciamento da qualidade de servi?o. Este trabalho apresenta um metamodelo para modelagem de middlewares baseados em componentes que prov?em ? aplica??o a abstra??o da comunica??o entre componentes envolvidos em um fluxo de dados, independente da sua localiza??o. Outra caracter?stica do metamodelo ? a possibilidade de auto-adapta??o relacionada ao mecanismo de comunica??o utilizado, seja atrav?s da atualiza??o dos valores dos seus par?metros de configura??o, ou atrav?s da sua substitui??o por outro mecanismo, caso as restri??es de qualidade de servi?o especificadas n?o estejam sendo garantidas. Nesse prop?sito, ? previsto o monitoramento do estado da comunica??o (aplica??es de t?cnicas do tipo feedback control loop), analisando-se m?tricas de desempenho relacionadas. O paradigma de Desenvolvimento Dirigido por Modelos foi utilizado para gerar a implementa??o de um middleware que servir? como prova de conceito do metamodelo, e as pol?ticas de configura??o e reconfigura??o relacionadas com o processo de adapta??o din?mica; neste sentido, foi definido o metamodelo associado ao processo de configura??o de uma comunica??o. A aplica??o da t?cnica de MDD corresponde ainda ? defini??o das seguintes transforma??es: do modelo arquitetural do middleware para c?digo em linguagem Java, e do modelo de configura??o para c?digo XML

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MichaelSS.pdf: 1470554 bytes, checksum: 016748ab8192abef9067fea20f51d077 (MD5) Previous issue date: 2006-10-16 / A great challenge of the Component Based Development is the creation of mechanisms to facilitate the finding of reusable assets that fulfill the requirements of a particular system under development. In this sense, some component repositories have been proposed in order to answer such a need. However, repositories need to represent the asset characteristics that can be taken into account by the consumers when choosing the more adequate assets for their needs. In such a context, the literature presents some models proposed to describe the asset characteristics, such as identification, classification, non-functional requirements, usage and deployment information and component interfaces. Nevertheless, the set of characteristics represented by those models is insufficient to describe information used before, during and after the asset acquisition. This information refers to negotiation, certification, change history, adopted development process, events, exceptions and so on. In order to overcome this gap, this work proposes an XML-based model to represent several characteristics, of different asset types, that may be employed in the component-based development. Besides representing metadata used by consumers, useful for asset discovering, acquisition and usage, this model, called X-ARM, also focus on helping asset developers activities. Since the proposed model represents an expressive amount of information, this work also presents a tool called X-Packager, developed with the goal of helping asset description with X-ARM / O Desenvolvimento Baseado em Componentes tem como grande desafio a cria??o de mecanismos que facilitem a identifica??o de assets reus?veis que satisfa?am os requisitos de sistemas particulares sob desenvolvimento. Neste sentido, reposit?rios de componentes t?m sido propostos como meios para se atender esta necessidade. Por?m, reposit?rios precisam representar as caracter?sticas de assets que possam ser levadas em considera??o pelos consumidores quando da escolha dos assets mais adequados ?s suas necessidades. Neste contexto, a literatura apresenta alguns modelos que foram propostos com a finalidade de descrever as caracter?sticas de assets, tais como identifica??o, classifica??o, requisitos n?o funcionais, informa??es de implanta??o e uso, arquivos que comp?em os assets, e interfaces de componentes. No entanto, o conjunto de caracter?sticas representadas por estes modelos ? insuficiente para descrever diversas informa??es usadas antes, durante e depois da aquisi??o dos assets, dentre as quais pode-se destacar informa??es de negocia??o e certifica??o, hist?rico de mudan?as, processo de desenvolvimento usado, eventos, exce??es. De forma a solucionar tais defici?ncias, este trabalho apresenta um modelo baseado em XML para a representa??o de diversas caracter?sticas, de diversos tipos de assets, que possam ser empregadas no desenvolvimento baseado em componentes. O modelo proposto, denominado X-ARM, fornece informa??es usadas n?o apenas pelos consumidores na identifica??o, aquisi??o e uso de assets, mas tamb?m para apoiar as atividades dos desenvolvedores de assets. Dado que o modelo proposto representa uma expressiva quantidade de informa??es, este trabalho tamb?m apresenta uma ferramenta chamada X-Packager, desenvolvida com o objetivo de auxiliar a descri??o de assets com X-ARM

[pt] No cenário atual do setor de telecomunicações, percebe-se uma tendência crescente em direção ao uso de sistemas de comunicação que permitam a criação rápida e de baixo custo de serviços. Na busca por arquiteturas de rede que respondam a essa tendência, vários grupos têm centrado seus esforços em pesquisas na área de redes programáveis. O surgimento da tecnologia de processamento de rede no mercado de equipamentos de telecomunicações abriu ainda maior espaço para pesquisas nessa área. Nesse contexto, é imprescindível que os processos de criação de serviços sejam bem estruturados e, o quanto possível, sistemáticos. Esta tese, inserida em um projeto desenvolvido no Laboratório TeleMídia da PUC-Rio, adota uma abordagem de criação de serviços em que técnicas de Arquitetura de Software e de Desenvolvimento Baseado em Componentes são aplicadas consistentemente e de modo ubíquo, desde especificações de alto nível de serviços até a implementação de software básico em unidades programáveis de processamento de rede. Os objetivos principais são expressar a adaptabilidade de múltiplos aspectos nesses serviços e, simultaneamente, reduzir a sobrecarga cognitiva em projetistas e programadores, decorrente dessa multiplicidade de aspectos. Para isso, foi desenvolvida uma linguagem de especificação baseada em XML, chamada Lindax, que permite descrever arquiteturalmente diversos aspectos de sistemas de comunicação - por meio de um arcabouço sintático único para DSLs - e restrições de adaptação em cada aspecto particular - por meio de estruturas de estilos arquiteturais. Complementando o trabalho, um conjunto de ferramentas de manipulação de descrições arquiteturais em LindaX é definido. Essas ferramentas permitem o refinamento para diferentes linguagens formais ou a síntese de configurações e mecanismos de controle de adaptações para diversas plataformas. / [en] It is increasingly noticeable, in the current telecommunications market, a trend towards using communication systems that allow rapid and cheap deployment of new services. In pursuit of network architectures that keep up with such trend, significant research has been carried out on programmable networks. This field is set to gain further impetus from developments in network processor-based equipment. In this context, it is crucial that service creation processes be well structured and, as far as possible, systematic. This thesis, which is part of an ongoing project at the TeleMídia Laboratory, PUC-Rio, adopts a service creation approach in which techniques from Software Architecture and Component-Based Software Development are uniformly and ubiquitously applied at all levels of a communication system, ranging from high- level service specifications to low-level software implementation running in network processors. The main aim is to express adaptibility in cross-cutting service aspects and, meanwhile, cut down on the cognitive overhead usually imposed upon designers and programmers due to such multiplicity of concerns. For the sake of the aforementioned aim, an XML-based specification language, called LindaX, has been developed. Such language allows various system aspects to be architecturally described - by means of a single syntactic framework for DSLs - as well as adaptable in a constrained way - through style structures. Complementing the work, a toolset for handling LindaX architecture descriptions has been defined, which allows their refinement to different formal languages or their synthesis onto system configurations and adaptation controlling mechanisms for diverse platforms.