Tese de mestrado integrado. Engenharia Informátca e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor José Manuel de Araújo Baptista Mendonça

Dissertação apresentada para obtenção parcial do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor José António Ruela Simões Fernandes

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000423449-Texto+Completo-0.pdf: 2106064 bytes, checksum: 102730c0bb44732b8114cf718cdebb93 (MD5) Previous issue date: 2009 / The globalization has been causing structural changes in the government organizations, private companies and in the third sector, and these organizations aim at being adapted to such reality. Those alterations are reflected in the software development organizations which, in the last years, have experimented, through the model of software distributed development, their adaptation to the global market. This brings new challenges, problems - risks - that need to be identified and properly managed. In this sense, this work introduces a model for organizations which work with software distributed development, having as main objective, helping to identify and to analyze the risks involved in the software distributed project. It also proposes the risk management properly aligned between the global unit (head office) and the distributed unit (branch), the project executor, highlighting that the success of this depends on the success of the actions executed in both units. The model is an extension of the proposal of risk management of the Software Engineering Institute - SEI, that recommends a continuous and interactive process for the risk management, supported by a process of coordination and communication during the life cycle of the project. In this work the result of the application of the proposed model is also presented, through the analysis of the results of a case study of the application of the model by a software distributed development company. / A globalização tem causado mudanças estruturais nas organizações governamentais, empresas privadas e no terceiro setor, e estas organizações buscam adaptar-se a tal realidade. Essas alterações refletem nas organizações de desenvolvimento de software, que nos últimos anos têm experimentado, através do modelo de desenvolvimento distribuído de software, sua adaptação ao mercado global. Isto traz novos desafios, problemas – riscos – que precisam ser identificados e devidamente gerenciados. Neste sentido este trabalho apresenta um modelo para organizações que trabalham com desenvolvimento distribuído de software, tendo como objetivo principal o auxílio na identificação e análise dos riscos envolvidos no projeto distribuído de software. O mesmo propõe o gerenciamento de riscos devidamente alinhado entre a unidade global (matriz) e a unidade distribuída (filial) executora do projeto, destacando que o sucesso deste depende do sucesso das ações executadas em ambas as unidades. O modelo é uma extensão da proposta de gerência de riscos do Instituto de Engenharia de Software – SEI, que preconiza um processo contínuo e interativo para o gerenciamento de riscos, suportado por um processo de coordenação e comunicação durante o ciclo de vida do projeto. Neste trabalho ainda é apresentado o resultado da aplicação do modelo proposto, através da análise dos resultados de um estudo de caso da aplicação do modelo por uma empresa de desenvolvimento distribuído de software.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000407650-Texto+Completo-0.pdf: 1702520 bytes, checksum: c900c9b4c3134193aa3ab89db164218f (MD5) Previous issue date: 2008 / Hardware virtualization researches are developed in different computer science areas. Virtual environments using virtualization technology can be created on few phisycal resources. However, the lack of configuration tools makes hard creation of large scale environments. Network resources, for instances, have to be managed and configured in order to follow the desired virtual environment especification. Aiming at making management easy as well as reducing configurations faults, we present in this work an architecture for virtual machine network management. Tasks of the architecture include issues such as configuration of network isolation and control of bandwidth and latency. In order to evaluate the architecture, a distributed system emulator was created over a set of virtual machines and an application was ran to analise the network communication. / Pesquisas utilizando virtualização de hardware vêm sendo feitas em diversas áreas dentro da Ciência da Computação. A criação de ambientes virtuais com essa tecnologia pode ser implementada utilizando-se poucos recursos computacionais. Porém, a falta de ferramentas de configuração dificulta a criação de ambientes de larga escala. Recursos de rede, por exemplo, precisam ser gerenciados e configurados para atender às especificações do ambiente virtual que se deseja criar. Na intenção de facilitar esta gerência e reduzir os erros na configuração do ambiente virtual, apresentamos neste trabalho uma arquitetura de gerência de rede de máquinas virtuais. Dentre suas funções encontram-se questões como configuração de isolamento de rede e controle de vazão e latência. Na validação, aspectos de rede de um ambiente de emulação de sistemas distribuídos são configurados e uma aplicação é executada nesse ambiente na intenção de avaliar esses aspectos de comunicação.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000397342-Texto+Completo-0.pdf: 6244320 bytes, checksum: 1ad9082d42e6883bb7678a8782a81d49 (MD5) Previous issue date: 2007 / During parallel applications development, besides analysis regarding performance aspects, it is also important to analyze the system's functional properties to assure, for example, that the parallel strategy chosen is adequate for the problem being approached, or that it may converge to an expected result, or even to identify the possibility of a deadlock scenario. The correction guarantee over a parallel application model, besides improving the results reliability, also can be an economic factor, since it allows to reduce the time consumed for the application development and debugging. However, once identi ed the problems and corrections into the model analyzed, there is still the need to map the changes needed to the original application. In this sense, modelchecking and automatic code generation can be used as complementary tools during development, allowing the system behavior analysis and a fast generation of the model's corresponding code. This work presents the use of Object-Based Graph Grammars (OBGG) for parallel applications development, through the de nition of a method to translate OBGG models to C code, using MPI as communication platform. / No desenvolvimento de aplicações paralelas, além da análise de aspectos ligados ao desempenho, torna-se também importante a análise das propriedades funcionais do sistema para garantir, por exemplo, que a estratégia de paralelização escolhida é adequada ao problema sendo abordado, ou que ela pode convergir para um resultado esperado, ou mesmo para identificar a possibilidade de um cenário de bloqueio na computação. A garantia de correção sobre o modelo de uma aplicação paralela, além de aumentar o grau de confiança nos resultados, pode também ser um fator de economia, já que possibilita a redução no tempo despendido no desenvolvimento e depuração da aplicação. Porém, uma vez identificados os problemas e correções no modelo analisado, ainda existe a necessidade de se mapear as mudanças necessárias à aplicação original. Nesse sentido, verificação formal e geração automática de código podem ser utilizadas como ferramentas complementares durante o desenvolvimento, possibilitando tanto a análise do comportamento do sistema quanto a rápida geração do código correspondente ao modelo proposto. Este trabalho apresenta o uso de Gramática de Grafos Baseada em Objetos (GGBO) para a construção de aplicações paralelas, a partir da definição de um método de tradução de modelos GGBO para código C, utilizando MPI como plataforma de comunicação.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000417713-Texto+Completo-0.pdf: 695101 bytes, checksum: 7ca13b477e8454618ddf97078355fc21 (MD5) Previous issue date: 2009 / Distributed systems performance evaluation is an important tool during the development phase. This task objective is to show to the user (researcher, developer, analyst, etc. ) the predicted behavior of his system, even before that such system is implemented, avoiding additional costs with implementation efforts and possible code reconstructions. In this context, there are methods widely utilized on the scientific community to support the performance evaluation, such as Simulation and Analytical Modeling. However, the creation and execution of these models is not always performed in a trivial way, because an important step on the modeling is the obtaining of the target systems parameters, due to the fact that the more accurate is the model, the more closely to the real case the results will be. Thus, this work intends to do a comparison analysis between two performance evaluation tools (SimGrid and SAN) through two distinct approaches (Simulation and Analytical Modeling, respectively). For such purpose, the parameters of the executed applications on the SimGrid were mapped to a SAN model, seeking for an equivalence on the modeling in order to compare their results. Following to the presentation of the obtained results, some interesting aspects about the two performance evaluation tools are discussed. / Avaliação de desempenho de sistemas distribuídos trata-se de uma importante ferramenta durante a fase de desenvolvimento. Esta tarefa tem por objetivo mostrar ao usuário (pesquisador, programador, analista, etc. ) o comportamento previsto para o seu sistema, antes mesmo que este esteja implementado, evitando custos com tempo de implementação e de eventuais reconstruções de código. Neste contexto, existem maneiras muito utilizadas na comunidade científica para dar suporte a avaliação de desempenho, como Simulação e Modelagem Analítica. Entretanto, a criação e a execução destes modelos nem sempre é realizada de maneira trivial, pois uma importante fase na modelagem é a obtenção dos parâmetros do sistema alvo, devido ao fato de que quanto mais fiel for o modelo, mais próximo do real serão os resultados. Assim, este trabalho visa realizar uma análise comparativa entre duas ferramentas de avaliação de desempenho (SimGrid e SAN) através de duas abordagens diferentes (Simulação e Modelagem Analítica, respectivamente). Para isto, os parâmetros das aplicações executadas no SimGrid foram mapeados para o modelo SAN, procurando desta forma obter uma equivalência nas modelagens para que seus resultados possam ser comparados. Após a apresentação dos resultados obtidos, alguns aspectos interessantes sobre as duas maneiras de avaliação de desempenho são discutidos.

Submitted by Kleber Silva (kleberbs@ufba.br) on 2017-05-30T21:07:39Z No. of bitstreams: 1 Tese - Allan Edgar.pdf: 1175001 bytes, checksum: 05b3225aca4c54ed2100838c6ad4fbf1 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-01T12:00:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Allan Edgar.pdf: 1175001 bytes, checksum: 05b3225aca4c54ed2100838c6ad4fbf1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T12:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Allan Edgar.pdf: 1175001 bytes, checksum: 05b3225aca4c54ed2100838c6ad4fbf1 (MD5) / Sistemas distribuídos são usualmente caracterizados por um conjunto de processos residentes em sítios variados de uma rede de computadores e que se comunicam através de canais de comunicação. Processos e canais são caracterizados por comportamentos temporais síncronos ou assíncronos a depender dos recursos subjacentes (sistemas operacionais e subsistema de comunicação). Diferentemente dos sistemas convencionais, as características temporais dos sistemas híbridos e dinâmicos variam com o tempo, de acordo com a disponibilidade de recursos e ocorrência de falhas. Tais sistemas estão se tornando cada vez mais comuns nos dias de hoje devido à crescente diversidade, heterogeneidade e onipresença das redes e dispositivos computacionais. Devido à sua grande complexidade, tais sistemas são difíceis de serem testados ou verificados. Nesta tese, introduzimos um novo ambiente de simulação para tais ambientes, onde diversos modelos de falhas e comportamentos temporais podem ser associados dinamicamente a processos e canais de comunicação. Tal ambiente fora utilizado no desenvolvimento e na avaliação de desempenho de diversos protocolos distribuídos, como, por exemplo, de um protocolo de comunicação em grupo adequado à ambientes híbridos e dinâmicos, onde é possível adaptar o comportamento dos algoritmos conforme o estado percebido do sistema (self-aware), de um protocolo de comunicação em grupo auto-configurável e de uma versão adaptativa do clássico protocolo PBFT, utilizado para replicação ativa de estado em ambientes sujeitos a falhas bizantinas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-03T03:08:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335776.pdf: 2160365 bytes, checksum: 68ea7ab8421bb65ea38a23e2b8c19ef8 (MD5) Previous issue date: 2015 / Em um sistema distribuído heterogêneo, como grades computacionais, a escolha do sistema computacional para processar uma tarefa é realizada por meio de heurísticas adotadas igualmente para todos os sistemas. Os métodos atuais para avaliação da carga computacional, em grades heterogêneas, não levam em consideração características qualitativas que afetam o desempenho. Sistemas computacionais aparentemente idênticos, com as mesmas características quantitativas (tal como a quantidade de núcleos de processamento e de memória), podem apresentar desempenhos desiguais. O método proposto consiste em uma política de informação ao balanceamento de carga e tem como objetivo mensurar a carga dos sistemas computacionais por meio da avaliação de seus recursos quantitativos, tanto os imutáveis (como a quantidade de núcleos de processamento) quanto os mutáveis (como o percentual de memória livre), e qualitativos, inerentes à arquitetura do sistema computacional. A comparação da carga computacional entre os sistemas permite que o balanceamento de carga seja realizado mesmo em sistemas distribuídos heterogêneos para que seja possível a escolha do sistema computacional no qual executar uma tarefa da forma mais eficiente. Esta pesquisa utiliza a ferramenta CVFlow, uma Interface Natural de Usuário destinada ao balanceamento de carga, para avaliar o método proposto. O experimento consiste no escalonamento de um conjunto de tarefas e na comparação do método proposto com o estado da arte presente na literatura. O método proposto fornece um conjunto de melhorias que distribuem a carga de forma mais homogênea entre os sistemas computacionais, evitando, assim, sobrecarregar um sistema específico, além de oferecer um desempenho superior na execução do conjunto de tarefas.<br> / Abstract : In a distributed heterogeneous system, such as grids, the choice of a computer system to process a task is performed by means of heuristics adopted equally for all systems. Current methods for assessing the computing load, on heterogeneous grids, do not take into account qualitative characteristics that affect performance. Computer systems apparently identical, with the same quantitative traits (such as the number of processing cores and memory), may provide different performance. The proposed method consists of an information policy to load balancing. It aims to measure the load of a computer systems through the assessment of their quantitative and qualitative features. Quantitative, both immutable (as the number of cores) and mutable (as the percentage of free memory). And the qualitative, inherent to the computer system architecture. Comparison of computational load between systems allows load balancing to be performed even in heterogeneous distributed systems, to be able to choose the computer system on which to perform a task more efficiently. This research uses the CVFlow tool, a Natural User Interface intended for load balancing, to evaluate the proposed method. The experiment consists of the scheduling of a set of tasks and the comparison of the proposed method with the state of the art. The proposed method provides a set of improvements that distribute the load more evenly among computer systems, avoid overloading a particular system, and provides a better performance on the execution of the set of tasks.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-10T03:08:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335943.pdf: 2286813 bytes, checksum: f696d21066655f662d160f31a95f850f (MD5) Previous issue date: 2015 / Memória Transacional em Software (STM) é um modelo utilizado para tratar acesso concorrente a dados compartilhados, onde programadores não precisam lidar explicitamente com mecanismos de controle de concorrência, como locks. O programador, apenas delineia qual parte do código necessita ser tratado como concorrente e sua execução seguirá o modelo transacional, respeitando as propriedades: atomicidade, consistência e isolação. É proposto nessa dissertação um modelo denominado Mesobi: Memória Transacional em Software Tolerante a Faltas Bizantinas onde transações somente leitura não abortam. Existem algumas abordagens na literatura que utilizam Memória Transacional em Software, das quais grande parte tolera faltas de parada mas pouco se fala sobre faltas maliciosas. Somente o trabalho de Zhang 2012 faz tolerância a faltas Bizantinas no contexto de STM; sua proposta utiliza dois clusters para alcançar tolerância a faltas Bizantinas.No modelo de Zhang, transações somente leitura podem ser abortadas, não é suportada a execução de transações interativas e não é possível executar transações de forma otimista. O Mesobi permite alcançar tolerância a faltas Bizantinas utilizando (3f+1) réplicas, sendo que, f é o número de faltas toleradas. O modelo consiste em inicialmente tentar executar as transações de forma otimista sem a necessidade de executar o protocolo Bizantino. Transações conflitantes localmente não são iniciadas de imediato com isso evita-se trabalho improdutivo. É possível e viável a execução de transações pré-declaradas e interativas no mesmo ambiente, sendo que, transações interativas têm pior desempenho devido a sua maior troca de mensagens.<br> / Abstract : Software Transactional Memory (STM) is a model to deal concurrent accesses on shared data. With STM developers do not need to cope with explicit concurrency control mechanisms like locks. Instead developers can write parallel portions of code as transactions, which are garanteed to execute atomically and in isolation regardless of eventual data races. In this dissertation we propose a model named Mesobi: Memória Transacional em Software Tolerante a Faltas Bizantinas in which read-only transactions do not abort. There are some approaches in literature that use STM, but most of them treat crash faults, but few deal with arbitrary faults. The work presented by Zhang 2012 mentions Byzantine Fault Tolerance (BFT) in STM context, but two clusters are necessary, one for consensus and another to execute transactions. Zhang's model abort read-only transactions, does not use optimistic execution neither interactive transactions processing. It achieves BFT using (3f+1) replicas where f represents the number of tolerated faults. The model executes in an optimistic fashion the transactions without the BFT protocol. Conflicting local transactions are not executed immediately thereby saving wasted work. Execution and consistency tests showed that execution of interactive and pre-declared transactions on same environment are possible and practical. Interactive transactions have worse performance than pre-declared due to need of more message exchanges.