Frente a abrangente presença da internet no ambiente acadêmico e residencial, a literatura relata, na última década, um número crescente de experiências de ensino a distância na área de automação e controle industrial, nas quais desde procedimentos teóricos até aulas práticas podem ser realizados através de acesso remoto. Neste contexto, este trabalho apresenta o estado da arte sobre as experiências acadêmicas no emprego de laboratórios on-line relacionados à teoria de controle e introduz uma nova proposta de arquitetura de acesso remoto, que será aplicada ao ensino de sistemas de controle distribuídos via rede de campo no protocolo FOUNDATION Fieldbus em ambiente simulado. / Due to the increasing presence of the internet in the academic and residential environment, the literature shows an increasing number of experiences of distance learning in the automation and industrial control area in the last decade, in which theoretical procedures as well as practical lessons can be carried out through remote access. In this context, this dissertation presents a brief survey on the academic experiences in the application of on-line laboratories and introduces a new proposal of remote access architecture that will be applied on a distance learning experience in the networked control systems area based on the FOUNDATION Fieldbus protocol using a simulated environment.

O desenvolvimento da Internet motivou o surgimento de inúmeras aplicações que utilizam sua infra-estrutura. Dentre elas destacam-se as aplicações P2P para a transmissão de streamings de voz/vídeo. Essas aplicações exigem que determinados requisitos como largura de banda, latência, variação de atraso, escalabilidade, disponibilidade, entre outros, sejam satisfeitos para que possa haver qualidade no serviço provido (QoS Quality of Service). Satisfazer a todos esses requisitos torna-se um grande desafio quando é utilizada a infra-estrutura da Internet para transmissão. Deste modo, impulsionado pelo grande atrativo que existe no paradigma P2P, assim como todos os desafios por trás dessa abordagem, o objetivo principal deste trabalho é a proposta de um protocolo para a construção de overlays para a distribuição de streamings de vídeo em redes P2P. O protocolo proposto visa garantir que o overlay a ser empregado na distribuição de streamings seja construído, levando-se em consideração as características da rede física (nesse trabalho, a Internet) sob o mesmo. A idéia fundamental deste protocolo é organizar os pares de forma dinâmica, agrupando aqueles que estão mais próximos em termos de latência. O segundo objetivo a ser alcançado neste trabalho é a validação do protocolo por meio de experimentos (prova de conceito) realizados com o PlanetLab, de modo a validar os mecanismos propostos. / The Internet development has leveraged several kinds of application that depends on its infrastructure, such as P2P applications to voice/video streaming transmission. These applications have a plenty of requirements, such as bandwidth, latency, jitter, scalability, availability, and so on, that should be fulfilled in order to achieve the required level of Quality of Service (QoS). When it is used the Internet infrastructure to transmission, it is a great challenge fulfill all these requirements. In this manner, the main goal of this work is to propose a protocol to build an overlay to distribute video streaming in P2P networks, taking into account the network characteristics. The fundamental idea of this protocol is dynamically organize the peers, gathering these peers considering the latency between them. Another goal of this work is the protocol assessment by means of experiments (proof of concept) performed in PlanetLab, in order to verify the proposed mechanisms.

Atualmente muitas instituições mantêm coleções de espécimes biológicas, e através de ferramentas computacionais digitalizam e disponibilizam seus dados para acesso através de portais de dados de biodiversidade. Um exemplo deste tipo de ferramenta é o portal de espécimes utilizado pelo GBIF (Global Biodiversity Information Facility), que centraliza em suas bases de dados milhões de registros, provenientes de instituições de diferentes localizações. A replicação das bases de dados locais nos portais é realizada através da utilização de protocolos (DiGIR / TAPIR) e esquemas de dados (DarwinCore). Entretanto a execução desta solução demanda uma grande quantidade de tempo, englobando tanto a transferência dos fragmentos de dados como o processamento dos mesmos dentro do portal. Com o crescimento da digitalização de dados dentro das instituições, este cenário tende a ser agravado cada vez mais, dificultando assim a manutenção de dados sempre atualizados dentro dos portais. Esta pesquisa propõe uma análise do processo de replicação de dados com objetivo de avaliar seu desempenho. Para isto é utilizado o portal de biodiversidade de polinizadores da IABIN como estudo de caso, o qual possui, além da replicação de dados convencionais o suporte a dados de interação. Com os resultados desta pesquisa é possível simular situações antes da efetivação das mesmas, prevendo assim qual será o seu desempenho. Adicionalmente estes resultados podem contribuir para melhorias futuras deste processo, visando a diminuição do tempo necessário da disponibilização dos dados dentro de portais de biodiversidade. / Currently many institutions keep collections of biological specimens, and through computational tools they digitalize and provide access to their data through biodiversity data portals. An example of this tool is the specimens portal used by GBIF (Global Biodiversity Information Facility), which focuses on its databases millions of records from different institutions around the world. The replication of databases in those portals is accomplished through the use of protocols (DiGIR / TAPIR) and data schemas (DarwinCore). However the implementation of this solution demands a large amount of time, encompassing both, the transfer of fragments of data as processing data within the portal. With the growth of data digitalization within the institutions, this scenario tends to be increasingly exacerbated, making it hard to maintenance the records up to date within the portals. This research proposes analyze the replication process data to evaluate its performance. To reach this objective is used the IABIN biodiversity portal of pollinators as study case, which support both situations: the conventional data and the interaction data replication. With the results of this research is possible to simulate situations before its execution, thus predicting what will be its performance. Additionally these results may contribute to future improvements of this process; in order to decrease the time required to make the data available in the biodiversity portals.

Técnicas e ferramentas (middlewares para desenvolvimento de aplicações distribuídas são utilizadas no caso dos recursos de um único computador não serem suficientes, ou para atender requisitos de qualidade de serviço, ou mesmo para abranger uma maior quantidade de usuários. A Realidade Virtual é uma das áreas da computação a sua complexidade, se beneficia de tais técnicas e middlewares, seja para proporcionar ambientes mais imersivos e/ou possibilitar a interação de múltiplos usuários. A Realidade Virtual engloba uma ampla diversidade de aplicações, incluindo infraestruturas de alta imersão, jogos multi-jogadores, e simuladores de voo, e cada classe de aplicação têm demandas específicas de distribuição, como escalabilidade, ou requisitos de tempo-real, entre outros. Devido à complexidade e a essa diversidade de aplicações de realidade virtual, as alternativas de middlewares disponíveis atendem requisitos específicos de uma única classe, ou, as genéricas, não fornecem modelos de objetos, comunicação ou execução favoráveis às aplicações de realidade virtual. Esse trabalho tem o objetivo de propor um novo modelo de objetos e arquitetura de um middleware para desenvolvimento de aplicações distribuídas de realidade virtual suficientemente flexível para atender diversas classes de aplicações. O modelo de objetos proposto une os modelos publicador/assinante e requisição/ resposta em uma única entidade similar aos objetos do paradigma de programação orientada a objetos, que, além de empregar conceitos intuitivos para desenvolvedores, possibilita o desacoplamento lógico entre os processos, simplificando o projeto e a implementação das aplicações distribuídas. O principal diferencial desta abordagem é a possibilidade de distribuir a implementação de cada membro dos objetos em diferentes processos. / Techniques and middlewares for distributed application development are used in cases the resources available in a single computer are not enough for the demanded complexity, to meet the required quality of services, or even to cover a greater number of users. The Virtual Reality is one of the computer fields that, because of its complexity, benefits from such techniques and tools, either to provide more immersive virtual environments, or to enable multi-user interaction. The Virtual Reality covers a wide range of applications, including high immersion infrastructures, multiplayer games, and full mission flight simulators. Each application class has specifics distribution demands, such as high scalability, or real-time requirements. Because of complexity and the diversity of virtual reality applications, the distribution solutions available meet the specific requirements of a single class, or the generic ones do not provide object, communication, or execution favorable for virtual reality applications. This work proposes a new model of objects and architecture of a middleware for distributed virtual reality applications that is flexible enough to suit several classes of applications. The proposed object model joins the publisher/subscriber and request/response models to a single logic entity similar to the objects of the object-oriented programming paradigm. Besides being an intuitive concept for developers, this entity enable logical decoupling between processes, simplifying the design and implementation of distributed applications. The main feature of this approach is the possibility to distribute the implementation of each member of the objects in different processes.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-07-06T19:27:00Z No. of bitstreams: 1 JanainaConceicaoSutilLemos.pdf: 790058 bytes, checksum: 85e90c997855bb472d17380ce64d7c95 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T19:27:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JanainaConceicaoSutilLemos.pdf: 790058 bytes, checksum: 85e90c997855bb472d17380ce64d7c95 (MD5) Previous issue date: 2011-09-30 / Nenhuma / Com a crescente popularização dos dispositivos móveis nos últimos anos, há uma necessidade cada vez maior de conectividade e de serviços nas redes de computadores. Nesse contexto, as tecnologias para descoberta de serviços simplificam a interação entre usuários e dispositivos, facilitando as tarefas administrativas, principalmente quando existe a necessidade de adicionar novos equipamentos. Devido a grande diversidade de ambientes onde essas tecnologias podem ser utilizadas, surge também a necessidade de tratar as questões relacionadas a segurança e ao mesmo tempo, preservar a facilidade de uso do sistema. Neste trabalho é apresentado um sistema para descoberta segura de serviços em redes locais com arquitetura descentralizada, o Sec-SD (Secure Service Discovery Protocol). Através do uso de mecanismos para criptografia e autenticação, o Sec-SD visa estabelecer uma relação de confiança entre as partes envolvidas na descoberta de serviços antes da divulgação de informações relacionadas a estas, prevenindo assim os ataques causados pelo anúncio de falsos serviços, bem como o acesso a serviços restritos por usuários ilegítimos, objetivando ser ao mesmo tempo seguro e de fácil uso para humanos. O presente sistema permite que uma entidade atue simultaneamente como cliente e provedor de serviços, sem a necessidade de utilizar diretórios para anunciar serviços e/ou realizar buscas pelos mesmos, fazendo ainda com que a existência de provedores redundantes para um mesmo serviço seja tratada de forma a ser transparente para os usuários. Para validação, é avaliado o tráfego gerado pelas mensagens do Sec-SD e além disso, foi desenvolvido um protótipo, que é utilizado para integrar funcionalidades para descoberta segura de serviços no LP2P (Local Peer-to-Peer Protocol), que é uma plataforma para compartilhamento de arquivos P2P para redes locais desenvolvida no Grupo de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos do PIPCA – UNISINOS. / Given the growing popularity of mobile devices in recent years, there is an increasing need for connectivity and services in computer networks. In this context, service discovery technologies aim to simplify the interaction between users and devices, facilitating administrative tasks, especially when there is a need to add new equipments. Due to the diversity of environments where these technologies can be used, there also the need to address security issues and, at the same time, to preserv the usability of the system. This work presents a system for secure service discovery on local networks with decentralized architecture, called Sec-SD – Secure Service Discovery Protocol. Sec-SD makes use of cryptography and authentication mechanisms in order to allow only valid users to obtain information about the available services. In this way, is possible to prevent several attacks caused by the advertisement of false services and by service access performed by illegitimate users, aiming to be at the same time secure and easy-of-use for humans. This model allows the same entity to act simultaneously as a client and a service provider, without the use of any directory to register services and/or search for available services. The existence of redundant service providers is also addressed by the model in order to be transparent for human users. For validation, the traffic generated by the Sec-SD messages is evaluated and a prototype is used to provide secure service discovery facilities into a P2P file sharing focused in Local Area Networks called LP2P (Local Peer-to-Peer Protocol), that was developed at PIPCA - UNISINOS.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-08T17:52:56Z No. of bitstreams: 1 Josimar Viana Silva.pdf: 3468744 bytes, checksum: ef783c7080497f21342c0d482ae53427 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-08T17:52:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Josimar Viana Silva.pdf: 3468744 bytes, checksum: ef783c7080497f21342c0d482ae53427 (MD5) Previous issue date: 2013-08-07 / Nenhuma / Computação em nuvem tem se tornado mais popular. Porém, apesar das facilidades e vantagens oferecidas pela computação em nuvem, ainda há obstáculos à sua adoção por parte dos usuários e limitações na prestação dos serviços por parte dos provedores. Para que as nuvens computacionais possam ser utilizadas e ser cruciais para as operações de negócios dos usuários é essencial que estes recebam garantias dos fornecedores na entrega dos serviços. Normalmente, estas garantias são fornecidos através de SLAs (Service Level Agreements ou Acordos de Níveis de Serviço) entre os provedores e consumidores. Os atuais acordos de nível de serviço (SLAs) oferecidos por provedores de computação em nuvem são simples, estáticos e prédefinidos pelos provedores. Estes SLAs não apresentam dinamicidade na negociação e portanto não acompanham o comportamento elástico da nuvem. Serviços em nuvem estão sujeitos à flutuações de carga e violações de SLA são mais propensos a acontecer durante estas flutuações. A natureza destas flutuações são imprevisíveis e, portanto, um SLA estático para suportar essas condições não será eficiente. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo apresentar um sistema de SLA para computação em nuvem, denominado SLAd@Cloud. Este sistema trata as complexidades inerentes as características da nuvem permitindo a negociação e renegociação dinâmica do SLA baseada nos requisitos de qualidade da aplicação e o monitoramento de métricas específicas e de forma ativa e integrada ao SLA para garantir a qualidade dos serviços prestados nas nuvens computacionais. O sistema trabalha com múltiplas métricas e utilizando um sistema de qualificação baseado na metodologia de comparação par a par de Saaty realiza a priorização de ações quando ocorrem violações de métricas específicas em função dos pesos destas métricas. A avaliação se deu através de implementação de um protótipo em Java que interagiu com o framework Cloudsim, provendo interface de definição e contratação do SLA e o gerenciamento do seu ciclo de vida, mesmo após sua contratação em diferentes modelos de nuvem. Os resultados demonstraram ganhos no tempo de execução, nos custos financeiros e na taxa de sucesso de cumprimento das tarefas, superando o modelo tradicional ou que não trabalha com múltiplas métricas. / Cloud computing has become more popular. However, though the facilities and advantages offered by cloud computing, there are still obstacles to its adoption by users and limitations in the provision of services by providers. For the cloud computing can be used and be crucial to business operations of the users it is essential that they receive guarantees from suppliers in the delivery of services. Usually, these guarantees are provided through SLAs (Service Level Agreements) between providers and consumers. The current service level agreements (SLAs) offered by cloud computing providers are simple, static and predefined by providers. These SLAs have no dynamic negotiation and does not follow the elastic behavior of the cloud. Cloud services are subject to fluctuations in load and SLA violations are more likely to happen during these fluctuations. The nature of these variations are unpredictable and therefore a static SLA to withstand these conditions will not be efficient. In this sense, this work aims to present a model SLA for cloud computing called SLAd@Cloud. This model treats the complexities inherent characteristics of the cloud allowing the dynamic negotiation and renegotiation of the SLA based on the quality requirements of the application and monitoring of specific metrics and an active and integrated into the SLA to ensure the quality of services provided in the cloud computing. The model works with multiple metrics and using a system of qualification based on the methodology of pairwise comparison of Saaty, it can perform the prioritization of actions to prevent violations of specific metrics depending on the weights of these metrics. The evaluation was made through implementation of a Java prototype that interacted with the framework Cloudsim, providing interface definition and SLA hiring and managing its life cycle, even after their employment in different cloud models. The results showed gains in runtime, the financial cost and success rate of completion of the tasks, overcoming the traditional model or the model does not work with multiple metrics.

Este trabalho apresenta uma ferramenta de apoio ao desenvolvimento de aplicações distribuídas, baseadas em RPCs, para o ambiente Windows 95. Discute, ainda, algumas aplicações construídas para validar o sistema, as quais seguem o paradigma cliente-servidor. É feita uma revisão bibliográfica dos assuntos mais relevantes relacionados ao tema e apresentados os detalhes de implementação da ferramenta. Esta foi implementada com técnicas de orientação a objetos, sendo composta por um Gerador Automático de Stubs e uma Biblioteca RPC, além de possibilitar a utilização de um Serviço de Binding. As aplicações construídas procuram explorar as potencialidades da ferramenta, sendo fornecidas também orientações gerais para o desenvolvimento de aplicações distribuídas no ambiente Windows 95. / This work presents a tool to support the development of RPC-based distributed applications in the Windows 95 environment. It also discusses some applications built to validate the system, which follow the client-server model. A theoretical review of the most relevant topics related to the field is done and the tool’s implementation details are presented. This tool was implemented with object-oriented techniques and comprises an automatic Stub Generator and an RPC Library, together with a Binding Service. The distributed applications that were built try to explore the tool’s full potential. General guidelines regarding the development of distributed applications for the Windows 95 environment are also provided.

Este trabalho apresenta um modelo para gestão de projetos distribuídos de software. Inicialmente, são apresentados os principais problemas identificados na literatura em relação ao Desenvolvimento Distribuído de Software. Em seguida, são analisados alguns modelos de gestão especializados neste tipo de desenvolvimento e também modelos tradicionais de gestão. Uma comparação entre os modelos é realizada para identificação do nível de atendimento de cada um em relação aos principais problemas identificados para este contexto de desenvolvimento. As melhores práticas de gestão em ambientes de Desenvolvimento Distribuído de Software são identificadas e utilizadas para compor um modelo de Gestão de Projetos Distribuídos de Software (GesProDS). O detalhamento do modelo envolve a descrição dos papéis, responsabilidades das organizações e recursos envolvidos. Além disso, a estrutura da organização envolvida e os processos de gestão identificados são descritos. / This work shows a model for management of Global Software Development projects. Initially the main problems identified in literature for this kind of projects are presented. After that, some specialized models of project management are discussed. A comparison between the identified models and the most known models of project management in relation to the main described problems for this context is also carried through. From the described information, the best practices of project management are identified and used to compose a project management model (GesProDS) for Global Software Development Projects. This model is described including its roles, responsibilities of organizations and required resources. Further more, the structure of the virtual organization and management processes are described.

O rápido avanço tecnológico nestes últimos anos, principalmente dos recursos computacionais e de comunicação, permite que os sistemas produtivos (SP) evoluam tanto no seu aspecto estrutural quanto no comportamental para que atendam às necessidades crescentes do mercado. Os elementos integrantes dos SP vêm incorporando estes avanços, atingindo maior autonomia e flexibilidade p ara cumprir suas funcionalidades. Além disso, a tendência dos dispositivos de controle de incorporar a capacidade de atuação em ambientes distribuídos onde a interação ocorre através de redes de comunicação, verificada na evolução das normas aplicadas a sistemas de controle, reflete a necessidade de aderência dos sistemas de controle a essa realidade. A necessidade de se manter competitivo no mercado impõe aos atuais SP situações em que emergem novos desafios para realização do controle dos seus processos globais, uma vez que estes assumem múltiplos objetivos, envolvendo diferentes naturezas de indeterminismo, assincronismo e variância no tempo, provocando um nível de complexidade inédito no que se refere ao controle destes sistemas. Este trabalho propõe inicialmente uma nova abstração para modelar-se os SP baseada no conceito de decomposição multidimensional e em múltiplas faces, distribuindo o controle através dos componentes colaborativos. Feito isto, são propostos procedimentos e técnicas para modelagem de sistemas de controle distribuídos e colaborativos (SCDC) de SP. Considera-se para isso, primeiro, uma arquitetura lógica de controle que contemple os múltiplos domínios semânticos presentes em SP, que são provenientes das especificidades dos elementos integrantes. Segundo, a multiplicidade de habilidades necessárias para garantir a execução das estratégias de controle pertinentes a cada domínio. Terceiro, o fluxo de informações heterogêneas provenientes das interações colaborativas entre os domínios. / Recent technological advances, mainly of computer and communication systems, allow the production systems (SP) to evolve in structural aspect as well as in behavioral aspect. The SP resources have achieved enhanced autonomy and flexibility with embedded computer and communication capability. Latest trends of control devices, as seen in the evolution of standards related to control systems, focus on the use of these devices in a distributed environment, where interaction occur through a communication network Thus, the SP control system and its design methods have to fit to this reality. In a competitive scenario, the SP are challenged to keep control of the global processes, considering the multiple goals of these processes and the involvement of different aspect of indeterminism, lack of synchronisms and time variance, generating a inedited complexity level for control of this systems. This work proposes a new abstraction for modeling the control systems of SP, based on the concept of multidimensional decompositions. Based on this, it introduces the procedures and techniques for modeling the distributed and collaborative control systems (SCDC) of the production systems. First, it considers the logic architecture of the control that support many semantic domains presented in this type of SP. Then, the diversity of skills related to each domain necessary to accomplish the control strategies. And then, the heterogeneous information flow through the domains boundaries, derived from the collaborative interaction between the control components.

Uma metodologia para desenvolvimento de programas paralelos eficientes deve especificar mecanismos capazes de caracterizar o comportamento das aplicações e permitir estudos sobre o desempenho de diferentes modelos de soluções. Nos ambientes distribuídos, em particular, a eficiência da solução também está relacionada a estratégia utilizada na divisão e distribuição do trabalho entre os processos que cooperam na solução do problema. Para abordar estes aspectos, uma metodologia, denominada PEMPIs-Het (Performance Estimation of MPI Programs in Heterogeneous Systems), é especificada e apresentada nesta tese. A metodologia permite a modelagem, avaliação e predição de desempenho de programas paralelos em ambientes homogêneos e heterogêneos. Técnicas de modelagem analítica são utilizadas para representar o comportamento das aplicações no ambiente distribuído. Um modelo gráfico, denominado DP*Graph++, é proposto para ilustrar as principais estruturas do código da aplicação e facilitar análises sobre a complexidade algorítmica do programa. Algumas aplicações são modeladas e a precisão das predições é verificada através de testes experimentais. Os modelos de desempenho permitem uma estimativa pontual para o tempo de execução da aplicação. Entretanto, uma estratégia alternativa, baseada em intervalos de predição, também é discutida e avaliada. Algumas estratégias para balanceamento de carga de aplicações paralelas distribuídas são implementadas e avaliadas. Estasestratégias utilizam informações de um vetor com índices de desempenho (Vector of Relative Performances - VRP), gerados pelos modelos analíticos, para especificar a divisão e distribuição do trabalho. Estes índices caracterizam a capacidade computacional das máquinas. Uma formalização matemática é apresentada para explicar como os índices são determinados. ) Testes experimentais são realizados para verificar a aplicabilidade das estratégias e a eficiência no balanceamento das cargas. / A methodology for developing efficient parallel programs must specify mechanisms capable of characterizing the behavior of applications and allow studies on the performance of different solution models. In distributed environments, in particular, the solution efficiency is also related to strategy adopted in the division and distribution of work among the processes which cooperate in the solution of the problem. To address these issues, a methodology, called PEMPIs-Het (Performance Estimation of MPI Programs in Heterogeneous Systems), is specified and presented in this thesis. The methodology allows performance modeling, evaluation and prediction of parallel programs in homogeneous and heterogeneous environments. Analytical modeling techniques are used to represent the applications behavior in the distributed environment. A graph model, called DP*Graph++, is proposed to illustrate the main structures of the application code and facilitate some analyses about the program algorithmic complexity. Some applications are modeled and the accuracy of predictions is verified by experimental tests. The models allow estimate a punctual performance to the application execution time. Meanwhile, an alternative strategy, based on prediction intervals, is also discussed and evaluated. Some strategies for load balancing of distributed parallel applications are implemented and evaluated. These strategies use information from a vector with performance indexes (Vector of RelativePerformances - VRP), generated by analytical models to specify the division and distribution of work. These indexes characterize the machines computational capacity. A mathematical formalization is presented to explain how the rates are determined. Experimental tests are conducted to verify the applicability and effectiveness of the strategies in load balancing