Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-08-25T16:13:03Z No. of bitstreams: 1 DIS_RODRIGO_CADORE_CATALDO_COMPLETO.pdf: 7126312 bytes, checksum: ce5099664b8e90c2cb1206af9f3c6cc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T16:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_RODRIGO_CADORE_CATALDO_COMPLETO.pdf: 7126312 bytes, checksum: ce5099664b8e90c2cb1206af9f3c6cc4 (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Avan?os na tecnologia de fabrica??o de semicondutores permitiram implementar um sistema computacional completo em um ?nico chip, em ingl?s de System-on-Chip (SoC). SoCs integram m?ltiplos elementos de processamento (PEs), componentes de mem?ria e dispositivos de entrada/sa?da. Este trabalho emprega o termo ingl?s Multiprocessor System-on-Chip (MPSoCs) para um SoC que integra m?ltiplos PEs cooperantes. ? medida que o n?mero de PEs aumenta em um MPSoC, torna-se necess?rio o uso de arquiteturas que proveem escalabilidade e concorr?ncia da comunica??o. A rede intrachip, em ingl?s Network-on-Chip (NoC), que interconecta o sistema atrav?s de roteadores distribu?dos no chip foi proposta para atender estes requisitos. O sistema de interconex?o tamb?m deve prover recursos para atender a comunica??o entre PEs e m?dulos de mem?ria. Infelizmente, trabalhos pr?vios demonstraram que basear toda a comunica??o de mem?ria com uma NoC n?o ? adequado para atender os requisitos de lat?ncia. Al?m disso, muitas propostas baseadas em NoC descartam o suporte ? programa??o do tipo mem?ria compartilhada que permanece um requisito b?sico de aplica??es paralelas. A principal contribui??o deste trabalho ? o projeto e explora??o experimental de MPSoCs 3D com suporte a caches intrachip que empregam uma matriz de chaveamento com suporte ? coer?ncia de cache para comunica??o entre PEs e a hierarquia de mem?ria, e uma NoC para a intercomunica??o de PEs, devido ? sua efici?ncia em transmitir pequenos pacotes e sua escalabilidade. Resultados experimentais foram realizados com o simulador Gem5 utilizando o conjunto de instru??es da ARM e dois benchmarks: PARSEC e NASA NAS. Os resultados foram organizados em tr?s conjuntos de avalia??o: 1. Avalia??o da mem?ria principal utilizando mem?rias emergentes baseadas em tecnologias 3D e duas mem?rias tradicionais para desktops: Double Data Rate (DDR) e Low Power (LP) DDR. Para a pluralidade das aplica??es, mem?rias emergentes resultaram em um impacto igual ou menor que 10% de acr?scimo no tempo de execu??o provendo significativa redu??o no consumo de energia, quando comparadas ?s mem?rias tipo DDR; 2. Avalia??o de caches utilizando cinco arquiteturas de cache e explorando seus efeitos no tempo de execu??o de aplica??es e consumo de energia. Foram exploradas tr?s arquiteturas compartilhadas e duas arquiteturas privadas em caches L2. Para a maioria das aplica??es, a tradicional arquitetura compartilhada da L2 mostrou o melhor tempo de execu??o. Entretanto, para o consumo de energia, as arquiteturas L2 privadas obtiveram os melhores resultados; 3. Avalia??o da escalabilidade do sistema proposto. Os experimentos utilizaram v?rios tamanhos de clusters e aplica??es baseadas em troca de mensagens. / Advances in semiconductor manufacturing technology have allowed implement the whole computing system into a single chip, which is namely System-on-Chip (SoC). SoCs integrate several processing elements (PE), memory components and I/O devices. This work employs the term Multiprocessor Systems-on-Chip (MPSoCs) to SoCs that integrate several cooperating PEs. The increasing quantity of PEs in an MPSoC demands the use of architectures that provide scalability and concurrent communication. The Network-on-Chip (NoC) that interconnects the system through distributed routers has come to tackle these requirements. The interconnection system must also provide resources to fulfil the communication between PEs and memory modules. Unfortunately, previous works have shown that a single packet-based NoC is not well-suited to provide scalability and low latency for cache supported systems. Additionally, many NoC-based designs lack support for a shared-memory programming model that is an essential requirement for most of the parallel applications. The main contribution of this work is the design and experimental exploration of 3D MPSoCs with on-chip cache support that employ a crossbar-based infrastructure for the cache-coherent memory hierarchy, and a packet-based NoC for inter-processor communication, due to its efficiency in travelling small packets and its benefits to ever-increasing scalability requirements. Experimental results performed on the Gem5 simulator using the ARM?s ISA and PARSEC and NASA NAS benchmarks were conducted under three evaluations scenarios: 1. Main memory evaluation using emerging 3D memory technologies and two traditional desktop memories: Double Data Rate (DDR) and mobile Low Power (LP) DDR. For the plurality of the applications, the emerging 3D memory technologies had less or equal than 10% of runtime execution increase providing significant energy saving when compared with DDR memories; 2. Cache evaluation using five cache architectures and exploring its effects on execution runtime and energy consumption. Three shared L2 cache designs and two private L2 cache design were explored. For the majority of the applications evaluated, the traditional shared L2 design had the lowest execution runtime. However, the private L2 designs showed the lowest energy consumption; 3. Scalability evaluation of the proposed system. Experiments using various sizes of clusters and applications based on message exchange.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-08-29T13:47:15Z No. of bitstreams: 1 DIS_WILLIAN_TESSARO_LUNARDI_COMPLETO.pdf: 1857452 bytes, checksum: 335f6fe3c020d0f7f19050cdd006cca5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T13:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_WILLIAN_TESSARO_LUNARDI_COMPLETO.pdf: 1857452 bytes, checksum: 335f6fe3c020d0f7f19050cdd006cca5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-23 / Durante os ?ltimos anos, como r?pido desenvolvimento e prolifera??o da Internet das Coisas (IoT), muitas ?reas de aplica??o come?aram a explorar este novo paradigma de computa??o. O n?mero de dispositivos computacionais ativos tem crescido em um ritmo acelerado ao redor do mundo. Consequentemente, um mecanismo para lidar com estes diferentes dispositivos tornou-se necess?rio. Middlewares para a IoT t?m sido desenvolvidos tanto em ambientes industriais como de pesquisa para suprir esta necessidade, no entanto, a descoberta e a sele??o de dispositivos, bem como o suporte a tomada de decis?o baseada no fluxo de dados destes dispositivos continuam sendo um desafio cr?tico. Neste trabalho apresentamos o Decision Support IoT Framework, composto pelo sistema COBASEN, um motor de busca de dispositivos da IoT, e o sistema DMS, o qual atua sobre dados de dispositivo em movimento, extra indo informa??es valiosas para dar suporte a tomada de decis?es. O sistema COBASEN opera com base nas caracter?sticas textuais dos perfis dos dispositivos. O sistema DMS utiliza processamento de eventos complexos para analisar e reagir sobre os dados de fluxo cont?nuo, permitindo, por exemplo, disparar um alerta quando um erro ou condi??o espec?fica aparece no fluxo de dados do dispositivo. O objetivo principal deste trabalho ? destacar a import?ncia de um motor de busca de dispositivos para a Internet das Coisas e um sistema de apoio ? tomada de decis?o baseado na an?lise de fluxo cont?nuo dos dispositivos IoT. Foi desenvolvido dois sistemas que implementam conceitos COBASEN e DMS. No entanto, em testes preliminares, realizado uma avalia??o funcional de ambos os sistemas em termos de desempenho. Resultados iniciais sugerem que o Decision Support IoT Framework fornece abordagens importantes que facilitam o desenvolvimento de aplica??es da Internet das Coisas, podendo executar fun??es essenciais para melhorar os processos de ambientes que fazem uso deste paradigma. / During the past few years, with the fast development and proliferation of the Internet of Things (IoT), many application areas have started to exploit this new computing paradigm. The number of active computing devices has been growing at a rapid pace in IoT environments around the world. Consequently, a mechanism to deal with this different devices has become necessary. Middleware systems solutions for IoT have been developed in both research and industrial environments to supply this need. However, device discovery and selection, as well decision analytics remain a critical challenge. In this work we present the Decision Support IoT Framework composed of COBASEN, an IoT search engine to address the research challenge regarding the discovery and selection of IoT devices when large number of devices with over lapping and sometimes redundant functionality are available in IoT middleware systems, and DMS, which allows to setup analytic computations on device data when it is still in motion, extracting valuable information from it for decision management. COBASEN operates based on textual characteristics of devices. The DMS uses Complex Event Processing to analyze and react over streaming data, allowing for example, to triggers an alert when a specific error or condition appears in the stream. The main goal of this work is to high light the importance of an IoT search engine for devices and a decision support system for stream analytics in the IoT paradigm. We developed two systems that implements COBASEN and DMS concepts. However, for preliminarily tests, we made a functional evaluation of both systems in terms of performance. Our initial findings suggest that the Decision Support IoT Framework provides important approaches that facilitate the development of IoT applications, which may perform essential roles to improve IoT processes.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-09-01T14:25:59Z No. of bitstreams: 1 DIS_RODRIGO_BUENAVIDES_WESZ_COMPLETO.pdf: 3502910 bytes, checksum: a897a41f4e7e0bc84816f91694e717ca (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-01T14:25:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_RODRIGO_BUENAVIDES_WESZ_COMPLETO.pdf: 3502910 bytes, checksum: a897a41f4e7e0bc84816f91694e717ca (MD5) Previous issue date: 2015-03-11 / O desenvolvimento de programas para controle de rob?s m?veis n?o ? uma tarefa trivial. Isso motivou a cria??o de v?rios frameworks para facilitar essa tarefa. Para cada novo comportamento racional adicionado ao rob?, cresce o n?mero de eventos que o rob? tem de lidar, e desenvolver esses comportamentos racionais atrav?s do uso dos frameworks pode resultar em um c?digo com mais identificadores e grandes blocos de condicionais, dificultando a modulariza??o e reuso de c?digo. Este trabalho apresenta uma forma de programar comportamentos racionais para rob?s m?veis atrav?s do uso de uma linguagem de programa??o de agentes. Isto permite ao programador de rob?s o desenvolvimento de comportamentos racionais usando um n?vel de abstra??o mais alto e de forma modular, resultando em um desenvolvimento mais simples, e c?digos mais leg?veis, menores e reutiliz?veis. / Developing programs responsible for controlling mobile robots is not a trivial task. This led to the creation of several robot development frameworks to simplify this task. For each new rational behavior added to the robot, the number of events that the robot has to handle grows. Therefore, the development of the rational behaviors by using the frameworks may result in a source code which has more identifiers and large blocks of conditional statements, making difficult modularization and code reuse. This work presents a mechanism to program rational behaviors for mobile robots through the use of an agent programming language. This allows the robots programmer to develop rational behaviors using a higher level of abstraction in a modular fashion, resulting in simpler development and smaller, more readable and reusable code.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-10-04T10:44:29Z No. of bitstreams: 1 TES_MARCELO_VIANNA_COMPLETO.pdf: 5855445 bytes, checksum: 784c86f33059302f8507ef1cacee946b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T10:44:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_MARCELO_VIANNA_COMPLETO.pdf: 5855445 bytes, checksum: 784c86f33059302f8507ef1cacee946b (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / The present study analyzes the activities of three State institutions of the Brazilian Computer Science field from 1958 to 1979 ? the Work Group on the Application of Computers (GTAC ? Grupo de Trabalho sobre Aplica??o de Computadores) / the Executive Group for the Application of Electronic Computers (GEACE ? Grupo Executivo para Aplica??o de Computadores Eletr?nicos) and the Coordinating Comission of the Activities of Electronic Processing (CAPRE ? Comiss?o de Coordena??o das Atividades de Processamento Eletr?nico). The three institutions represented different periods of the formation of the national Computer Science field and conducted a series of actions to control and promote activities, which encompassed from the rationalization of computer resources and the formation of workforce to the coordination of the emerging national industry of computers and peripheral devices. The main objective of this study is to evaluate the activities carried out by these organizations in order to identify their procedures and discuss their ?efficiency? at promoting Computer Science in the country. In this regard, we will identify the technicians involved in this process and the techno political actions based on their expertise, as well as their capacity of social integration and ability to establish a support network. Over the chapters, we will present some of these actions, such as the attempt to constitute a Government Data Center in 1959 and the incentive/control over the first computer technology industries in the country. / O presente estudo aborda as atividades de tr?s institui??es de Estado no campo da Inform?tica brasileira entre os anos de 1958 e 1979 ? O Grupo de Trabalho sobre Aplica??o de Computadores (GTAC)/Grupo Executivo para Aplica??o de Computadores Eletr?nicos (GEACE) e a Comiss?o de Coordena??o das Atividades de Processamento Eletr?nico (CAPRE). As institui??es representaram per?odos distintos da forma??o do campo da Inform?tica nacional e empreenderam uma s?rie de a??es para controlar e para promover atividades que envolviam desde a racionaliza??o de recursos computacionais e forma??o de m?o-de-obra at? coordena??o da nascente ind?stria nacional de computadores e perif?ricos no pa?s. O objetivo principal busca avaliar as atividades desempenhadas por esses ?rg?os a fim de identificar os procedimentos e discutir seu grau de ?efici?ncia? em disseminar a Inform?tica no pa?s. Para isso, ser?o identificados os t?cnicos envolvidos e suas a??es tecnopol?ticas baseadas em suas expertises, assim como sua capacidade de inser??o social, de maneira a formar uma rede de apoio. Ao longo dos cap?tulos ser?o apresentados algumas dessas a??es, como a tentativa de constituir um CPD de Governo em 1959 e o incentivo/controle sobre os primeiros fabricantes de tecnologias computacionais no pa?s.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-10-13T13:35:03Z No. of bitstreams: 1 DIS_GUILHERME_SPOLAVORI_DOS_SANTOS_COMPLETO.pdf: 1568900 bytes, checksum: 7b9bd74b5c4753cb8e210573b49d6adf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T13:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_GUILHERME_SPOLAVORI_DOS_SANTOS_COMPLETO.pdf: 1568900 bytes, checksum: 7b9bd74b5c4753cb8e210573b49d6adf (MD5) Previous issue date: 2009-03-05 / This work embraces the Human-Computer Interaction and the Natural Language Processing areas of knowledge, touching accessibility concepts, based on one textual simplification architecture and on one corpus structure. The result of this research is the generation of parallel texts ? in the Portuguese Language version and in Brazilian Sign Language (LIBRAS) version ? with the objective of supplying a data repository created for future works in the Natural Language Processing area that have relation with the language of the Brazilian deaf people. This work presents a theoretical revision where are discussed questions like studies about LIBRAS linguistic aspects, acquisition of a second language in the deaf community as well as concepts of textual simplification. Complementing this discussion, related works are presented as contributions concerning to the application of the referred concepts. Based on this revision, this work studies the architecture and the functionalities of the Editor de Anota??es de Simplifica??o, in the context of PorSimples project, as a platform for the development of a module of textual generation in a LIBRAS interlingua which is based in a simplification process. At last, the functionalities of the module are explored by a LIBRAS expert and the generated texts are analyzed searching for future improvements in the process of text production. / Esse trabalho situa-se nas ?reas de Intera??o Humano-Computador e Processamento de Linguagem Natural, atuando em conceitos sobre acessibilidade, a partir de uma arquitetura de simplifica??o textual e uma estrutura de corpus. O resultado da pesquisa trata da produ??o de textos paralelos ? na vers?o da L?ngua Portuguesa e na vers?o da L?ngua Brasileira de Sinais (LIBRAS) ? como forma de abastecer um reposit?rio de dados para trabalhos futuros na ?rea de processamento de l?ngua natural envolvendo a l?ngua dos surdos brasileiros. Sendo assim, foi elaborado um referencial te?rico em que, al?m de estudos sobre aspectos lingu?sticos da LIBRAS e aquisi??o da segunda l?ngua pelo surdo, faz-se refer?ncia a conceitos da simplifica??o textual. De forma complementar, trabalhos relacionados s?o apresentados como contribui??es no que diz respeito ? aplica??o desses conceitos. A partir disso, o trabalho estuda a arquitetura e funcionalidades do Editor de Anota??es de Simplifica??o, dentro do contexto do projeto PorSimples, como plataforma para o desenvolvimento de um m?dulo de produ??o textual em uma interl?ngua da LIBRAS baseado em um processo de simplifica??o. Por fim, as funcionalidades do m?dulo s?o exploradas por um especialista da l?ngua de sinais em quest?o e os textos produzidos s?o analisados buscando melhorias no processo de produ??o dos textos.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-10-27T13:30:38Z No. of bitstreams: 1 DIS_KASSIANO_JOSE_MATTEUSSI_COMPLETO.pdf: 2078809 bytes, checksum: aca87c1407ee47a427ded2bd7f57523f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-27T13:30:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_KASSIANO_JOSE_MATTEUSSI_COMPLETO.pdf: 2078809 bytes, checksum: aca87c1407ee47a427ded2bd7f57523f (MD5) Previous issue date: 2016-03-17 / Big Data applications need to process and analyze large data set in parallel, such as MR applications that perform intensive disk operations. In such context, we observed a trend on use container based virtualization to process high-performance applications as MapReduce. However, the use of containers to data-intensive processing brought back many already solved interference problems in the traditional virtualized environments, such as example the interference problem caused by concurrently disk resources usage, also known as disk contention. This work shows an experimental study to investigate the intensive and concurrent usage of write resources in disk: where are concentrated the main disk interference problems, being responsible for leading the virtualized environment that uses containers to process MapReduce application until disk contention. Our result presents a static and dynamic policy for disk resource management in order to minimize the contention between MapReduce applications. Finally, the Makespan metric was evaluated and the gains over the strategies are static 31% and dynamic 26%. / Aplica??es Big Data precisam analisar e processar grandes quantidades de dados em paralelo, como ? o caso das aplica??es MapReduce que s?o conhecidas pela utiliza??o intensiva de disco. Nesse contexto, observou-se a tend?ncia em utilizar a virtualiza??o baseada em cont?ineres para o processamento de aplica??es de alto desempenho, como o MapReduce. Entretanto, o uso de cont?ineres para o processamento intensivo de dados trouxe ? tona diversos problemas de interfer?ncia j? resolvidos para as tecnologias tradicionais de virtualiza??o, como por exemplo a interfer?ncia causada pela uso concorrente dos recursos de disco, problema esse tamb?m conhecido como conten??o de disco. Esse trabalho apresenta um estudo experimental que investiga o uso intensivo e concorrente dos recursos de escrita em disco: em que se concentram os principais problemas de interfer?ncia de disco, respons?veis por conduzir os ambientes virtualizados que utilizem cont?ineres para o processamento de aplica??es MapReduce ? conten??o de disco. Os resultados demonstram que ao utilizar pol?ticas tanto est?ticas quanto din?micas para o gerenciamento de recursos ? poss?vel minimizar os problemas de conten??o de disco e acelerar as aplica??es MapReduce processadas sobre cont?ineres. A m?trica Makespan foi avaliada e os ganhos sobre as estrat?gias s?o de: est?tica 31% e a din?mica 26%.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-11-10T16:19:57Z No. of bitstreams: 1 TES_ALAN_RICARDO_DOS_SANTOS_COMPLETO.pdf: 3577511 bytes, checksum: f66815a995f25af2f2315eef8c178dd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-10T16:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_ALAN_RICARDO_DOS_SANTOS_COMPLETO.pdf: 3577511 bytes, checksum: f66815a995f25af2f2315eef8c178dd3 (MD5) Previous issue date: 2016-08-08 / The development of mobile applications is a growing market since when the first distribution platforms from large IT companies emerged. The development platforms constantly change with additions of new hardware and software features organized in different frameworks, which motivates the fact of being scalable application development to keep up with the constant plataform updates. Determining the best way to prepare developers for this emerging software industry is a challenge. There is a need for identifying and building a consensus around success practices in mobile application learning and development environments. This thesis has as main objective to propose a method to support application development training through challenge based learning and agile practices. This research methodology was organized into three research phases. In phase one, the best practices for mobile application development in the literature have been identified. From these results, in phase two a preliminary method integrating challenge based learning and agile practices was proposed. Also, this step carried out a field study in order to understand the mobile application development environment, as well as to map advantages and drawbacks, identifying the method feasibility, providing a set of lessons learned. In phase three a case study was conducted in four universities in different regions of Brazil, this study allowed to apply the method and to understand its use in different regions and generated a set of improvement opportunities, best practices and recommendations. The adoption of this method presented results in terms of knowledge gain perception and also resulted on mobile application projects delivered to the market. / O desenvolvimento de aplicativos para dispositivos m?veis ? um mercado crescente desde quando surgiram as primeiras plataformas de distribui??o de grandes empresas. As plataformas de desenvolvimento mudam constantemente com adi??es de novos recursos de hardware e software organizados em diferentes frameworks, o que motiva o fato do desenvolvimento de aplicativos ser escal?vel para acompanhar as constantes atualiza??es de plataforma. Determinar a melhor maneira de preparar desenvolvedores para esta ind?stria de software emergente ? um desafio. H? uma necessidade de se identificar e construir um consenso em torno de pr?ticas de sucesso em ambientes de aprendizagem e desenvolvimento de aplicativos para dispositivos m?veis. Esta tese tem como objetivo geral propor um m?todo de apoio ao treinamento de desenvolvimento, atrav?s de uma abordagem baseada em desafios e pr?ticas ?geis, em um ambiente de ensino e desenvolvimento de aplicativos. A metodologia de pesquisa foi organizada em tr?s fases de investiga??o. Na fase um, foram identificadas as melhores pr?ticas para desenvolvimento de aplicativos para dispositivos m?veis na literatura. A partir destes resultados, na fase dois foi constru?do um m?todo preliminar integrando a aprendizagem baseada em desafios e pr?ticas ?geis. Nessa etapa tamb?m foi realizado um estudo de campo a fim de compreender o ambiente de desenvolvimento de aplicativos para dispositivos m?veis, bem como para mapear vantagens e desvantagens, identificando a viabilidade do uso do m?todo, gerando um conjunto de li??es aprendidas. Na fase tr?s um estudo de caso foi realizado em quatro universidades de regi?es distintas do Brasil, este estudo permitiu aplicar o m?todo e compreender o seu uso em diferentes regi?es, gerando um conjunto de oportunidades de melhoria, melhores pr?ticas e recomenda??es. A ado??o deste m?todo apresentou resultados em termos de percep??o de ganho de conhecimento e tamb?m resultou em projetos de aplicativos entregues ao mercado.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-11-10T16:30:37Z No. of bitstreams: 1 TES_CARLOS_ROBERTO_MORATELLI_COMPLETO.pdf: 3582142 bytes, checksum: 0a19ec1c6739e7bab8f09b9e60f2bde3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-10T16:30:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_CARLOS_ROBERTO_MORATELLI_COMPLETO.pdf: 3582142 bytes, checksum: 0a19ec1c6739e7bab8f09b9e60f2bde3 (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / O poder de processamento presente nos sistemas embarcados modernos permite a ado??o de t?cnicas de virtualiza??o. Juntamente com os ganhos em redu??o de custo e melhor utiliza??o dos recursos, como por exemplo uma melhor utiliza??o do processador, a virtualiza??o possibilita a co-execu??o de diferentes sistemas operacionais em um processador, sejam eles sistemas operacionais de tempo real (RTOS) e/ou de prop?sito geral (GPOS). A implementa??o da t?cnica de virtualiza??o esta baseada em um m?dulo de software denominado hypervisor. Devido a complexidade de se desenvolver uma nova camada de virtualiza??o especialmente projetada para sistemas embarcados, muitos autores propuseram modifica??es em sistemas de virtualiza??o que s?o largamente empregados em servidores na nuvem para melhor adapta-los ?s necessidades dos sistemas embarcados. Contudo, a utiliza??o de mem?ria e os requisitos temporais de alguns dispositivos embarcados requerem abordagens diferentes daquelas utilizadas em servidores. Al?m disso, a atual tend?ncia de utiliza??o de virtualiza??o nos dispositivos projetados para a internet das coisas (do ingl?s Internet of Things - IoT) aumentou o desafio por hypervisors mais eficientes, em termos de mem?ria e processamento. Estes fatores motivaram o surgimento de diversos hypervisors especialmente projetados para atender os requisitos dos atuais sistemas embarcados. Nesta tese, investigou-se como a virtualiza??o embarcada pode ser melhorada a partir de seu estado atual de desenvolvimento para atender as necessidades dos sistemas embarcados atuais. Como resultado, prop?e-se um modelo de virtualiza??o capaz de agregar os diferentes aspectos exigidos pelos sistemas embarcados. O modelo combina virtualiza??o completa e para-virtualiza??o em uma camada de virtualiza??o h?brida, al?m da utiliza??o de virtualiza??o assistida por hardware. Uma implementa??o baseada neste modelo ? apresentada e avaliada. Os resultados mostram que o hypervisor resultante possui requisitos de mem?ria compat?veis com os dipositivos projetados para IoT. Ainda, GPOSs and RTOS podem ser executados mantendo-se o isolamento temporal entre eles e com o baixo impacto no desempenho. / The current processing power of modern embedded systems enable the adoption of virtualization techniques. In addition to the direct relationship with cost reduction and better resource utilization, virtualization permits the integration of real-time operating systems (RTOS) and general-purpose operating systems (GPOS) on the same hardware system. The resulting system may inherit deterministic time response from the RTOS and a large software base from the GPOS. However, the hypervisor must be carefully designed. Due to the complexity of developing a virtualization layer designed specially for embedded systems from scratch, many authors have proposed modifications of the widely used server virtualization software to better adapt it to the particular needs of embedded system. However, footprint and temporal requisites of some embedded devices require different approaches than those used in server farms. Also, currently virtualization is being adapted for the field of the Internet of Things (IoT), which has increased the challenge for more efficient hypervisors. Thus, a generation of hypervisors focused on the needs of embedded systems have emerged. This dissertation investigated how embedded virtualization can be improved, starting from the current stage of its development. As a result, it is proposed a virtualization model to aggregate different aspects required by embedded systems. The model combines full and para-virtualization in a hybrid virtualization layer. In addition, it explores the newer features of embedded processors that have recently adopted hardware-assisted virtualization. A hypervisor implementation based on this model is presented and evaluated. The results show that the implemented hypervisor has memory requirements compatible with devices designed for IoT. Moreover, general-purpose operating systems and real-time tasks can be combined while keeping them temporally isolated. Finally, the overall virtualization overhead is for most part lower than in other embedded hypervisors.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-11-17T16:17:53Z No. of bitstreams: 1 TES_FABIO_DINIZ_ROSSI_COMPLETO.pdf: 5144543 bytes, checksum: d441e49bfba344a421349f6ca63b860f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-17T16:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_FABIO_DINIZ_ROSSI_COMPLETO.pdf: 5144543 bytes, checksum: d441e49bfba344a421349f6ca63b860f (MD5) Previous issue date: 2016-05-13 / O alto consumo de energia dos centros de dados tem sido foco na maioria das pesquisas recentes. Em ambientes de nuvem, v?rias solu??es est?o sendo propostas com o objetivo de alcan?ar efici?ncia energ?tica, que v?o desde o dimensionamento da frequ?ncia de processadores, da utiliza??o de estados suspens?o, at? a consolida??o de servidores virtuais. Embora estas solu??es permitam redu??o no consumo de energia, apresentam impacto sobre o desempenho das aplica??es. Visando resolver esta limita??o, n?s apresentamos uma orquestra??o de diferentes t?cnicas e mecanismos de economia de energia, com a finalidade de melhorar o balanceamento entre economia de energia e desempenho das aplica??es. Para este fim, implementamos o e-eco, um sistema de gest?o que atua juntamente com a plataforma de nuvem, decidindo qual estado de suspens?o pode ser melhor aplicado sobre os servidores, al?m de escolher a melhor op??o entre consolida??o de servidores ou dimensionamento de frequ?ncia dos processadores. Para avaliar o e-eco, testes foram realizados em ambientes de nuvem real e simulado, utilizando aplica??es scale-out em uma infraestrutura de nuvem din?mica, levando em considera??o transa??es-por-segundo como m?trica de desempenho. Os resultados mostraram que nossa proposta apresenta a melhor rela??o entre economia de energia e desempenho de aplica??es em ambientes de nuvem, quando comparada com outros trabalhos apresentados na literatura. / The high energy consumption of data centers has been a recurring issue in recent research. In cloud environments, several solutions are being used that aim for energy efficiency, ranging from scaling the processors frequency, through the use of sleep states, to virtual machine placement mechanism. Although these solutions enable the reduction in power consumption, they usually impact on the application performance. To address this limitation, we present an orchestration of different energy-savings techniques and mechanisms to improve the trade-off between energy savings and application performance. To this end, we implemented the Energy-Efficient Cloud Orchestrator ? e-eco ? a management system that acts along with the cloud platform, deciding which sleep state can be better applied on hosts, in addition to choosing the best option between virtual machines consolidation and dynamic processor frequency scaling. To evaluate e-eco, tests were carried out in a real and a simulated environment using scale-out applications on a dynamic cloud infrastructure, taking into account transactions per second as a performance metric. Results showed that our proposal presents the best improvement on the trade-off between energy savings and performance applications for cloud environments when compared with other works presented in the literature.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-11-21T16:41:36Z No. of bitstreams: 1 DIS_LAURIANE_CORREA_PEREIRA_MORAES_COMPLETO.pdf: 8018631 bytes, checksum: e7aa367d53ce6230454881fcf7a481e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-21T16:41:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_LAURIANE_CORREA_PEREIRA_MORAES_COMPLETO.pdf: 8018631 bytes, checksum: e7aa367d53ce6230454881fcf7a481e5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-29 / The Requirements Engineering discipline focuses on identifying the customer needs and specifying the software requirements to attend these needs. In agile development, the related activities take place throughout the development Iifecycle with the support of a set of agile practices. Behavior-Driven Development (BDD) is among one of these practices. BDD integrates an ubiquitous language with Test-Driven Development and automated tests. It was designed to help teams to build and deliver software more efficiently. It aims to promote collaboration and the discovery of the system behavior through examples following the Specification by Example agile practice. The business scenarios defined with BDD aim to facilitate information sharing and reduction of communication misalignment, recurring issues in Requirements Engineering. The automation of the scenarios allow the team to create living documentation, which in time avoid obsolete documentation, another critical issue in this discipline. This Dissertation presents an empirical exploratory study that aimed to identify how BDD is adopted in practice and how it supports Requirements Engineering. We conducted 24 semi-structured interviews with industry professionals in order to explore aspects related to BDD such as processes, tool support, associated roles, BDD benefits, among others. Future work is pointed out and a summary of benefits for industry is discussed. / A disciplina Engenharia de Requisitos centra-se na identifica??o das necessidades do cliente e especifica??o de requisitos de software para atender estas necessidades. No desenvolvimento ?gil, esta etapa acontece no decorrer do ciclo de vida de desenvolvimento apoiada por um conjunto de pr?ticas propostas pelos m?todos ?geis. Dentre estas, tem-se Behavior-Driven Development (BDD) que integra uma linguagem ub?qua com Test-Driven Development e testes automatizados, projetada para auxiliar equipes a constru?rem e entregarem software mais eficientemente. O BDD centra-se na colabora??o e descoberta do comportamento do sistema atrav?s de exemplos advindos da pr?tica Specification by Example. Os cen?rios de neg?cio levantados para o BDD objetivam facilitar o compartilhamento da informa??o e redu??o do desalinhamento da comunica??o, recorrentes da Engenharia de Requisitos. A automa??o dos cen?rios permitem a cria??o de documenta??o viva, o qual evita sua obsolesc?ncia, outro problema cr?tico da ?rea. Esta disserta??o apresenta um estudo emp?rico que visou identificar como o BDD ? adotado na pr?tica e como o mesmo apoia a Engenharia de Requisitos. Para isto, conduziu-se 24 entrevistas semi-estruturadas com profissionais da ind?stria explorando aspectos relacionados ao BDD, tais como processos, ferramentas de apoio, pap?is envolvidos, benef?cios, entre outros. Um conjunto de investiga??es futuras s?o apontadas para que pesquisadores possam explorar detalhadamente os aspectos identificados e uma reflex?o ? oferecida aos profissionais da ind?stria