Escalonamento em Grid tem sido vastamente estudado devido à sua grande importância para o desempenho da Grid. Dada a sua complexidade, este é subdividido em escalonamento de recursos e de aplicações. A qualidade do escalonamento está relacionada ao algoritmo de escalonamento de tarefas. O presente trabalho tem como objetivo apresentar a metodologia AGSA (Analysis of Grid Scheduling Algorithms) para a comparação de algoritmos de escalonamento de tarefas em Grid. O intuito desta metodologia é analisar o comportamento e desempenho dos algoritmos em diversos cenários. O ambiente de simulação CEGSE (Characterization oriEnted Grid Scheduling Environment) foi desenvolvido para a criação e simulação destes cenários. Os estudos de caso comprovam a eficácia da metodologia. / Grid Scheduling has been studied because it is very important for Grid performance. Due Grid Scheduling\'s complexity, it is subdivided in resource and application scheduling. The quality of scheduling is related a tasks scheduling algorithm. The dissertation presents the AGSA (Analysis of Grid Scheduling Algorithms) methodology for comparison of Grid Scheduling Algorithms in Grid Computing. The methodology purpose is the behavior and performance analysis of algorithms in various scenarios. The CEGSE (Characterization oriEnted Grid Scheduling Environment) simulation environment is developed for this scenarios create and simulate. The case studies ratify the methodology efficiency.

JamSession foi proposto como uma plataforma para mediar e coordenar, por meio de protocolos de interação baseados em conhecimento, recursos computacionais existentes com o objetivo de compor novos serviços e desenvolver aplicações inovadoras. Entre as principais características da plataforma estão sua base formal e declarativa para permitir análise e verificação formal dos protocolos, alta performance e foco na usabilidade. A plataforma pode ser utilizada, por exemplo, na construção de ambientes inteligentes e no aprimoramento dos serviços de governo eletrônico, onde o JamSession pode atuar mediando a interação entre sistemas oferecidos por órgãos públicos visando a ampliação dos serviços oferecidos. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento da plataforma JamSession e sua aplicação em problemas concretos de integração e coordenação. Entre as aplicações consideradas para validar a plataforma desenvolvida estão a integração de workflows interorganizacionais e a demonstração do uso da plataforma na construção de ambientes virtuais interativos. / JamSession was proposed as a platform to mediate and coordinate, by means of knowledge-based interaction protocols, existing computational resources in order to compose new services and develop innovative applications. Among the main features of the platform are its formal and declarative foundations to provide the means for formal analysis and verification of protocols, high performance and focus on usability. The platform can be used, for instance, to build intelligent environments and to improve e-government services, where JamSession may mediate the interaction between systems offered by public agencies aiming to expand the services provided. The aim of this work is the development of JamSession platform and its application in practical demanding integration and coordination. Among the applications considered to validate the developed platform are the integration of inter-organizational workflows and its use to build interactive virtual environments.

A temática envolvendo o processamento de grandes quantidades de dados é um tema amplamente discutido nos tempos atuais, envolvendo seus desafios e aplicabilidade. Neste trabalho é proposta uma ferramenta de programação para desenvolvimento e um ambiente de execução para aplicações com grandes quantidades de dados. O uso da ferramenta visa obter melhor desempenho de aplicações neste cenário, explorando o uso de recursos físicos como múltiplas linhas de execução em processadores com diversos núcleos e a programação distribuída, que utiliza múltiplos computadores interligados por uma rede de comunicação, de forma que estes operam conjuntamente em uma mesma aplicação, dividindo entre tais máquinas sua carga de processamento. A ferramenta proposta consiste na utilização de blocos de programação, de forma que tais blocos sejam compostos por tarefas, e sejam executados utilizando o modelo produtor consumidor, seguindo um fluxo de execução definido. A utilização da ferramenta permite que a divisão das tarefas entre as máquinas seja transparente ao usuário. Com a ferramenta, diversas funcionalidades podem ser utilizadas, como o uso de ciclos no fluxo de execução ou no adiantamento de tarefas, utilizando a estratégia de processamento especulativo. Os resultados do trabalho foram comparados a duas outras ferramentas de processamento de grandes quantidades de dados, Hadoop e que o uso da ferramenta proporciona aumento no desempenho das aplicações, principalmente quando executado em clusters homogêneos. / The topic involving the processing of large amounts of data is widely discussed subject currently, about its challenges and applicability. This work proposes a programming tool for development and an execution environment for applications with large amounts of data. The use of the tool aims to achieve better performance of applications in this scenario, exploring the use of physical resources such as multiple lines of execution in multi-core processors and distributed programming, which uses multiple computers interconnected by a communication network, so that they operate jointly in the same application, dividing such processing among such machines. The proposed tool consists of the use of programming blocks, so that these blocks are composed of tasks, and the blocks are executed using the producer consumer model, following an execution flow. The use of the tool allows the division of tasks between the machines to be transparent to the user. With the tool, several functionalities can be used, such as cycles in the execution flow or task advancing using the strategy of speculative processing. The results were compared with two other frameworks, Hadoop and Spark. These results indicate that the use of the tool provides an increase in the performance of the applications, mostly when executed in homogeneous clusters.

Monitoramento participativo representa um novo paradigma de coleta de dados de sensores, focado na extração e utilização de dados gerados pelas pessoas. Iniciativas baseadas neste conceito estão se tornando essenciais para projetistas de infraestruturas urbanas inteligentes, uma vez que possibilitam a captura de diversos tipos de informação relevante que não poderia ser capturada por sensores físicos tradicionais. Uma grande quantidade de publicações e projetos associados a este tópico surgiu nos últimos anos, e com eles a necessidade de se organizar e classificar tais trabalhos apropriadamente. Neste trabalho é proposta uma taxonomia para iniciativas de monitoramento colaborativo, ilustrando cada uma de suas dimensões a partir de um extenso levantamento bibliográfico da área. O esquema proposto adicionalmente suporta a identificação e estimula o desenvolvimento de projetos, utilizando mecanismos de coleta de dados ainda não explorados. Focando no monitoramento colaborativo ativo realizado a partir de aplicativos móveis, este trabalho apresenta uma linguagem formal para especificação de novas iniciativas de monitoramento colaborativo, e uma plataforma implementada para interpretar as especificações descritas por meio de tal linguagem e instanciar tanto os aplicativos de coleta de dados quanto os servidores de aplicação para receber, validar e visualizar tais dados, facilitando a criação de novos aplicativos até mesmo por indivíduos sem qualquer conhecimento em desenvolvimento de software. Um experimento foi realizado utilizando tal plataforma para mapear condições de acessibilidade das ruas e calçadas de uma região de quatro quilômetros quadrados na cidade de São Paulo, no qual a cobertura completa da região foi obtida por oito voluntários em menos de três horas. Tal experimento ilustra a efetividade deste tipo de tecnologia, uma vez que a cidade de São Paulo, com aproximadamente mil e quinhentos quilômetros quadrados, poderia ser mapeada por apenas três mil pessoas no mesmo período de três horas. Concluindo este trabalho, uma generalização da solução é discutida, demonstrando a possibilidade de uso da mesma plataforma em outros cenários, diferentes das cidades inteligentes, como por exemplo o monitoramento colaborativo de riscos de acidentes no trabalho em fábricas, entre outros. Finalmente, apresenta-se um direcionamento de trabalhos futuros para o desenvolvimento de sistemas de suporte à decisão, com base nos dados de monitoramento colaborativo, e para o uso de tecnologias de Big Data na captura, agregação, análise e extração de conhecimento dos dados de diferentes tipos de monitoramento colaborativo apresentados na taxonomia, incluindo dados de redes sociais, sensores físicos e derivados do processamento de imagens. / Citizen sensing is a new sensor-based data collection paradigm and is focused on the extraction of data generated by people. Initiatives based on this concept are becoming crucial for designers of intelligent urban infrastructures, since they enable the collection of several types of relevant data that cannot be properly captured by traditional physical sensors. A large number of articles and projects associated to the topic appeared over the last few years, and with them the need for properly classify and organize these works. In the current work, we propose a taxonomy of citizen sensing initiatives and illustrate each of its dimensions through a survey of recent articles in the area. The proposed scheme also supports the identification and stimulates the development of projects addressing data collection methodologies that have not been properly explored so far. Focusing on active citizen sensing through mobile applications, we present a specification language designed to allow the description of such applications, and a platform implemented to interpret specifications described using this language and instantiate both the mobile app for data collection as well as the backend server to receive, validate and visualize the data, facilitating the conception and \'implementation\' of new apps even by people without any knowledge about software development. We also report a real-world experiment in which we used our platform to map accessibility conditions of streets and sidewalks located in a four square kilometers area in São Paulo, Brazil, showing that a full coverage was obtained with the support of eight volunteers after only three hours. Such experiment illustrates the effectiveness of the technology, since the city of São Paulo, with an area of approximately fifteen hundred square kilometers, could be mapped by only three thousand people over the same three hours interval. Concluding this work, a generalization of the solution is discussed, demonstrating the applicability of the same platform in scenarios other than smart cities, such as participatory sensing for risk of work accidents in manufacturing compa nies, and others. Finally, we present some directions for future work at the development of Decision Support Systems based on information from citizen sensing, and the usage of Big Data technologies for capturing, aggregating, analyzing, and extracting knowledge from data generated by the different types of citizen sensing techniques presented in the taxonomy, including data from social networks, physical sensors, and image processing.

Esta dissertação de mestrado tem como objetivo avaliar a integração de políticas de tolerância a falhas em uma arquitetura de Web Services com múltiplos módulos. A arquitetura utilizada é denominada WSARCH, e foi desenvolvida para o estudo das relações e interoperabilidade entre serviçcos. Os mecanismos de tolerência a falhas foram integrados aos módulos da arquitetura, testados, comparados e avaliados. A avaliação de desempenho mostrou que os mecanismos de tolerância a falhas introduzidos foram eficientes e apresentaram resultados adequados. As técnicas de reputação utilizadas na seleção de serviço atuaram satisfatoriamente e foram consideradas um importante avanço nos mecanismos da arquitetura / This master\'s thesis aims to evaluate the integration of fault tolerance mechanisms in a Web Services architecture with multiple modules. The architecture used is named WSARCH and was developed for the study of interactions and interoperability of services. WSARCH is an architecture conceived to receive tests and experiments involving concepts of Web Services. The fault tolerance tools were integrated in the architecture, tested, evaluated and comparated. The performance evaluation showed that the fault tolerance mechanisms introduced were ecient and presented appropriate results. The reputation techniques utilized in service selection operated successfully and were considered an important advance in the mechanisms of the architecture

A intuicao muitas vezes falha na avaliacao de desempenho de sistemas de computadores. O presente trabalho apresenta contribuições ao estudo do desempenho de sistemas centralizados e de sistemas distribuidos. Modelos de simulação foram formulados para o caso especifico de cada um dos sistemas em estudo. Esses modelos foram transformados em programas de simulação, com a utilização de uma linguagem propria para a simulacao. O tempo medio de resposta, obtido atraves da execução dos programas, foi o principal indice de desempenho selecionado para o estudo. Esse tempo medio pode ser obtido para cada conjunto de parametros do sistema, levando-se em consideração tanto os componentes de computação propriamente dita quanto os de comunicação.

Um número significativo de sistemas, tanto de hardware como de software, encontram-se organizados naturalmente de forma hierárquica e, dentre eles, existem o sistemas solucionáveis preferencialmente através das tecnologias de Inteligência Artificial, mais especificamente por meio de Sistemas Especialistas. Por outro lado, as ferramentas e os ambientes existentes para o desenvolvimento de Sistemas Especialistas não oferecem procedimentos adequados para a implementação de sistemas hierárquicos, pois são projetados, na maioria das vezes, para a geração de sistemas inteligentes monolíticos e Standalone. No entanto, cada vez mais tecnologias de Inteligência Artificial estão sendo usadas para o desenvolvimento de sistemas inteligentes estruturados de forma hierárquica, gerando assim a necessidade de ambientes favoráveis a estes tipos de projetos. Portanto, com o objetivo de proporcionar um ambiente ideal para construção de Sistemas Especialistas Hierárquicos, o presente estudo apresenta um modelo hierárquico para Sistemas Especialistas. Para isto, faz-se a junção das tecnologias de Sistemas Especialistas e da Inteligência Artificial Distribuída, mais precisamente a abordagem por agentes. Tal união resultou no desenvolvimento da ferramenta MOSES - Modelo para Sistemas Especialistas Hierárquicos, usada para geração de Organizações de Agentes Especialistas Hierárquicos e Cooperantes, os quais encapsulam um SE. Com a união de Sistemas Especialistas e Agentes tornou-se possível acrescentar às habilidades dos Sistemas Especialidades características como cooperação e comunicação, o que permite a estes sistemas trabalharem de forma distribuída e hierárquica em uma Organização de Agentes Especialistas Hierárquicos Cooperantes.O protótipo desenvolvido libera o projetista de Organizações de Sistema Especialistas Hierárquicos das tarefas relacionadas à implementação necessária para o controle e geração de organizações hierárquicas. Resta sob sua responsabilidade apenas a preocupação com a construção das bases de conhecimento e a inclusão das informações relevantes para caracterizar de forma única os Agentes Especialistas Hierárquicos da Organização de Sistemas Especialistas Hierárquicos Cooperantes.

Esta dissertação apresenta um conjunto de métodos e técnicas de modelagem visando ao desenvolvimento orientado a objetos de sistemas cliente-servidor, em especial de aplicações de sistemas de informações gerenciais. Este trabalho propõe novos recursos de modelagem e incorpora outros da literatura, para uso nas fases iniciais de análise e projeto de software, tais como Planejamento Estratégico de Informações, Mapeamento do Fluxo de Informação, Mapeamento Dinâmico Distribuído, Cartões CRC com Visão Focal, Grafos e Subsistemas de Colaboração Focal e Análise de Complexidade. A aplicação desses recursos facilita o levantamento sistemático dos requisitos funcionais de um sistema de informação e ambiente cliente-servidor. Ela possibilita também reduzir a complexidade da comunicação entre as diversas partes do sistema cliente-servidor, através de técnicas que mapeiam todo o sistema e define o seu protocolo de comunicação. Esta dissertação busca auxiliar o cumprimento da norma de transparência da ISO para sistemas distribuídos, analisando os seguintes aspectos: o deslocamento, migração e replicação de objetos; o comportamento dinâmico de objetos, sua forma de comunicação na rede e suas prioridades; e a invocação de serviços pelos objetos. Além disto, todo o desenvolvimento desta dissertação procura diminuir a distância existente entre o mundo abstrato e o mundo real, enfraquecendo assim a necessidade de conhecimento empírico na análise e projeto de software, para que haja uma adaptação rápida e satisfatória dos desenvolvedores na aplicação dos métodos e técnicas propostos nos ambientes corporativos. Os métodos e técnicas foram desenvolvidos de forma independente e com notações específicas, o que os tornam aplicáveis a qualquer outro método orientado a objetos referenciado na literatura.

A constante evolução tecnológica na área de circuitos integrados, tem feito crescer o uso de sistemas computacionais em aplicações consideradas críticas, ou seja, aplicações nas quais o mau funcionamento pode provocar grandes perdas econômicas, ou causar danos a vidas humanas e ao meio ambiente. Estes sistemas exigem o uso de técnicas de tolerância a falhas, como mais uma ferramenta para se conseguir cumprir os requisitos de confiabilidade definidos para o sistema. Algumas dessas aplicações críticas, tais como computadores de bordo de microssatélites, requerem grande capacidade de processamento e armazenamento. Estes requisitos muitas vezes não podem ser cumpridos por um sistema computacional centralizado, então é necessário o uso de um sistema distribuído. Os principais problemas na implementação de sistemas distribuídos tolerantes a falhas, estão relacionados à complexidade das tarefas de roteamento de mensagens e tolerância a falhas. Estas tarefas demandam um grande esforço de desenvolvimento, implementação e execução. Este trabalho apresenta uma análise do uso do dispositivo de roteamento dinâmico de mensagens ICR C416, em sistemas computacionais distribuídos tolerantes a falhas que utilizam o processador transputer. A aplicação escolhida para este trabalho é baseada no computador de bordo do primeiro Satélite de Aplicações Científicas Brasileiro SACI-1. É apresentada a arquitetura geral do hardware e do software do sistema proposto e são descritos seus algoritmos de roteamento de mensagens e de tolerância a falhas. Finalmente, é feita uma análise do comportamento deste sistema na presença de falhas. Esta análise é feita utilizando-se um software de simulação desenvolvido especialmente para esta finalidade.

O presente trabalho propõe uma arquitetura de utilização de Data Warehouses em computadores móveis, descreve os componentes desta arquitetura (dados e processos) que permite o sincronismo dos dados baseado em metadados e limitado ao escopo de acesso de cada usuário. As estruturas de dados e os processos que compõem a arquitetura proposta são reduzidos a problemas conhecidos e já solucionados, justificando sua viabilidade. Além disso, o presente trabalho também fornece diretrizes para avaliar a complexidade e o impacto causados por alterações de esquema no Data Warehouse central que devem ser refletidas nos data marts localizados nas plataformas móveis. A avaliação da complexidade e impacto das alterações nos esquemas do Data Warehouse pode auxiliar os administradores do ambiente a planejar a implementação destas alterações, propondo melhores alternativas no caso de alterações de esquema mais complexas e que causem um impacto maior no ambiente. A importância do trabalho está relacionada a casos reais de necessidade de evolução nas bases de dados analíticas (Data Warehouse) em computadores móveis, nos quais os usuários mantêm seu próprio subconjunto de dados do Data Warehouse para apoiar os processos de negócios. / This work presents an architecture for using Data Warehouses in mobile computers and describes the architecture components (data and processes) that allow the data synchronism based on metadata and restricted to the scope of access for each user. The data structures and the processes composing the architecture are reduced to already known and solved problems, justifying its feasibility. Besides, this work also provides the guidelines to evaluate the complexity and impact caused by changes of schema in the central Data Warehouse that must be reflected in the data marts located in the mobile platforms. The analysis of the complexity and impact of the changes made to the schemas may help environment administrators to plan these changes and propose better alternatives when dealing with more complex schema changes causing a greater impact on the environment. The relevance of this work is related to real cases that require evolution of analytical databases (Data Warehouse) in mobile computers in which the users keep their own subset of Data Warehouse information to support their business processes.