Die Dissertationsschrift diskutiert die Machbarkeit einer modularen, portierbaren Middleware für die automatisierte Ausführung und Dokumentation von Software-Tests mit einer durchgehenden Nachverfolgbarkeit von der Anforderungsspezifikation bis hin zur Dokumentation der Testergebnisse. Es werden die Eigenschaften und Probleme bestehender Testautomatisierungslösungen analysiert und dargelegt. Unter Berücksichtigung dieser Probleme werden neuartige Lösungsansätze entwickelt. Die Neuheiten dieser Arbeit sind der modulare Aufbau der Middleware mit einer unproblematischen Portierbarkeit auf neue Testsysteme in Verbindung mit dem neu erarbeiteten Speicherformat für die Testergebnisse. Es wird die Möglichkeit aufgezeigt, Testfälle sowohl mit graphischer als auch textueller Eingabe zu bearbeiten. Neben den typischen Einsatzbereichen, wie zum Beispiel Hardware In The Loop-Tests (HIL), werden auch weitere Felder, vom Modul-Test bis zum Bandende-Test, abgedeckt. Das Speicherformat der Testergebnisse ermöglicht die Ablage aller wichtigen Informationen zu den Tests, ist flexibel erweiterbar und erlaubt die Generierung von Testreports in unterschiedlichen Zielformaten. Ein weiterer zentraler Punkt ist der automatisierte Austausch von Informationen und Testergebnissen mit verschiedenen Requirementsmanagement-Systemen sowie eine nahtlose Integration in vorhandene Versionsmanagement-Systeme. Basierend auf den theoretischen Ausarbeitungen wurde eine modulare, portierbare Middleware in Form des modularen aufgebauten Testautomatisierungs-Frameworks (modTF) umgesetzt. Anhand der dabei gesammelten Erfahrungen und der Ergebnisse der praktischen Erprobung werden die Vorteile des Frameworks gezeigt. / These PhD discusses the feasibility of a modular, portable middleware for automated execution and documentation of software tests with a continuous traceability from the requirements to the test results. The properties and the problems of existing test automation solutions are analyzed and presented. Based on the problems novel solutions are developed. The novelties of this PhD are the modular structure of the middleware with the easy portability to new test systems in cooperation with the novel storage format for the test results. The possibility for a graphical and textual description of the test cases is shown. Beside the typical applications like Hardware In The Loop tests (HIL) also applications from the module test to the line end test are include. The storage format for the results allows the storage of all needed information according to the test cases in one file. The format is flexible and extendable. The generation of test reports in different target formats is possible. Another imported point is the automated exchange of information and test results with different requirements management systems and the seamless integration in existing version management systems. By means of the collected experiences and the results of the practical proving the advantages of the framework are shown.

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio pereira.pdf: 5468645 bytes, checksum: c32705115b5d19bad90c4f72b43826ce (MD5) Previous issue date: 2010-04-26 / In spite of the great evolution and dissemination of mobile devices and embedded sensors, development of ubiquitous applications is still a complex task mainly due to the great diversity of context information and the abundance of sensor technologies. In this scenario, middleware systems are responsible mediating communication between contextaware applications and sensors. This responsibility envolves many services such as sensor communication protocols, asynchronous communication, context information reasoning. In spite of their importance for mobile context-aware applications, the development of middleware platforms for context provisioning is also a very complex task, specially in terms of sensor module integration to these platforms. This happens due to many factors, such as: i) huge complexity to develop sensor modules; ii) dificulties of reuse of sensor modules; and iii) sensor module life cycle management. This work proposes a context provisioning middleware architecture for mobile devices named ConBus (Context Bus) that implements development, reuse, deployment and dynamic activation strategies for sensor modules. / Apesar da grande evolução e disseminação dos dispositivos móveis e sensores acoplados, desenvolver aplicações ubíquas ainda é uma tarefa complexa, principalmente, devido à grande diversidade de informações contextuais e à abundância de tecnologias de sensoriamento. Nesse cenário, sistemas de middleware assumem a responsabilidade de intermediar a comunicação entre as aplicações sensíveis ao contexto e os sensores que são as fontes de informações contextuais. Essa responsabilidade envolve diversos serviços, como implementar protocolos de comunicação com sensores heterogêneos, disponibilizar a comunicação assíncrona, possibilitar a inferência de informações contextuais, além da manutenção de modelos de contexto de alto nível. Entretanto, o desenvolvimento de plataformas de middleware para a provisão de contexto também é uma tarefa muito complexa, especialmente com relação à integração de módulos de sensoriamento a tais infraestruturas. Esses módulos de sensoriamento são os componentes de software das aplicações responsáveis pelo acesso aos dados de contexto coletados pelos sensores. Dentre os principais problemas relativos à essa integração estão: i) a complexidade inerente ao desenvolvimento de módulos de sensoriamento, que usualmente envolvem chamadas de baixo nível ao sistema operacional ou exigem a implementação de protocolos de comunicação para acesso a sensores remotos; ii) dificuldade de reutilização dos módulos de sensoriamento devido à falta de mecanismos que facilitem a disponibilização e a manutenção de tais módulos; e iii) o gerenciamento do ciclo de vida de módulos de sensoriamento acoplados à plataforma. Com o propósito de lidar com tais desafios, este trabalho propõe uma arquitetura de middleware para provisão de contexto em dispositivos móveis, denominada ConBus (Context Bus), que implementa estratégias de desenvolvimento, reutilização, implantação e ativação dinâmica de módulos de sensoriamento, fazendo uso racional dos recursos computacionais do dispositivo.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-02-01T11:58:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Weider Alves Barbosa - 2017.pdf: 3232518 bytes, checksum: 2a1f899f2cf8bf0f76707049183a9888 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-02-02T09:42:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Weider Alves Barbosa - 2017.pdf: 3232518 bytes, checksum: 2a1f899f2cf8bf0f76707049183a9888 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-02T09:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Weider Alves Barbosa - 2017.pdf: 3232518 bytes, checksum: 2a1f899f2cf8bf0f76707049183a9888 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This thesis presents an approach to construct model execution machines based on the concept of Domain Specific Virtual Machines (DSVMs), focusing on the control middleware layer that is responsible for the control of model execution. In order to build this layer, we used techniques derived from model-driven engineering (MDE), in order to take advantage of the fact that DSVMs can both interpret models directly and be constructed using models. Another concept used in the proposed approach is the Separation of Concerns, separating the execution model from the knowledge of the application domain. In this sense, the main objective of this work is to propose an approach that unifies the MDE techniques and separation of concerns for the construction of DSVMs, thus allowing to express both the structure and operational semantics of the middleware. As a result, an instance of the control layer of a DSVM for the user-centric communication domain is displayed. We also present the results of a performance evaluation that was carried out to analyze the impact of proposed approach on the execution time. / Esta dissertação apresenta uma abordagem para construção de máquinas de execução de modelos baseadas no conceito de Domain Specific Virtual Machines (DSVMs), com foco na camada de middleware de controle, que é responsável pelo controle de execução de modelos. Para construir essa camada, foram utilizadas técnicas provenientes da engenharia dirigida por modelos (MDE), visando aproveitar o fato de que DSVMs podem tanto interpretar modelos diretamente, quanto ser construída por meio de modelos. Outro conceito utilizado na abordagem proposta é a separação de interesses (Separation of Concerns), separando o modelo de execução do conhecimento de domínio de aplicação. Neste sentido, o objetivo principal deste trabalho é propor uma abordagem que faça a união das técnicas MDE e separação de interesses para construção de DSVMs, permitindo assim expressar tanto a estrutura quanto a semântica operacional do middleware. Como resultado, é apresentada uma instância da camada de controle de uma DSVM para o domínio de comunicação centrada no usuário. Também são apresentados os resultados de uma avaliação de desempenho realizada para analisar a abordagem proposta sobre o tempo de execução.

La croissance de l’Internet en tant que plateforme d’approvisionnement à grande échelled’approvisionnement de contenus multimédia a été une grande success story du 21e siécle.Toutefois, les applications multimédia, avec les charactéristiques spécifiques de leur trafic ainsique les les exigences des nouveaux services, posent un défi intéressant en termes de découverte,de mobilité et de gestion. En outre, le récent élan de l’Internet des objets a rendu très nécessairela revitalisation de la recherche pour intégrer des sources hétérogènes d’information à travers desréseaux divers. Dans cet objectif, les contributions de cette thèse essayent de trouver un équilibreentre l’hétérogénéité et l’interopérabilité, pour découvrir et intégrer les sources hétérogènesd’information dans le contexte de l’Internet du Futur.La découverte de sources d’information sur différents réseaux requiert une compréhensionapprofondie de la façon dont l’information est structurée et quelles méthodes spécifiques sontutilisés pour communiquer. Ce processus a été régulé à l’aide de protocoles de découverte.Cependant, les protocoles s’appuient sur différentes techniques et sont conçues en prenant encompte l’infrastructure réseau sous-jacente, limitant ainsi leur capacité à franchir la limite d’unréseau donné. Pour résoudre ce problème, le première contribution dans cette thèse tente detrouver une solution équilibrée permettant aux protocoles de découverte d’interagir les uns avecles autres, tout en fournissant les moyens nécessaires pour franchir les frontières entre réseaux.Dans cet objectif, nous proposons ZigZag, un middleware pour réutiliser et étendre les protocolesde découverte courants, conçus pour des réseaux locaux, afin de découvrir des servicesdisponibles dans le large. Notre approche est basée sur la conversion de protocole permettant ladécouverte de service indépendamment de leur protocole de découverte sous-jacent. Toutefois,dans les réaux de grande échelle orientée consommateur, la quantité des messages de découvertepourrait rendre le réseau inutilisable. Pour parer à cette éventualité, ZigZag utilise le conceptd’agrégation au cours du processus de découverte. Grâce à l’agrégation, ZigZag est capabled’intégrer plusieurs réponses de différentes sources supportant différents protocoles de découverte.En outre, la personnalisation du processus d’agrégation afin de s’aligner sur ses besoins,requiert une compréhension approfondie des fondamentaux de ZigZag. À cette fin, nous proposonsune seconde contribution: un langage flexible pour aider à définir les politiques d’unemanière propre et efficace. / The growth of the Internet as a large scale media provisioning platform has been a great successstory of the 21st century. However, multimedia applications, with their specific traffic characteristicsand novel service requirements, pose an interesting challenge in terms of discovery,mobility and management. Furthermore, the recent impetus to Internet of things has made it verynecessary, to revitalize research in order to integrate heterogeneous information sources acrossnetworks. Towards this objective, the contributions in this thesis, try to find a balance betweenheterogeneity and interoperability, to discovery and integrate heterogeneous information sourcesin the context of Future Internet.Discovering information sources across networks need a through understanding of how theinformation is structured and what specific methods they follow to communicate. This processhas been regulated with the help of discovery protocols. However, protocols rely on differenttechniques and are designed taking the underlying network infrastructure into account. Thus,limiting the capability of some protocols to cross network boundary. To address this issue, thefirst contribution in this thesis tries to find a balanced solution to enable discovery protocols tointeroperate with each other as well as provide the necessary means to cross network boundaries.Towards this objective, we propose ZigZag, a middleware to reuse and extend current discoveryprotocols, designed for local networks, to discover available services in the large. Our approachis based on protocol translation to enable service discovery irrespectively of their underlyingdiscovery protocol. Although, our approach provides a step forward towards interoperability inthe large. We needed to make sure that discovery messages do not create a bottleneck for thenetwork.In large scale consumer oriented network, service discovery messages could render the networkunusable. To counter this, ZigZag uses the concept of aggregation during the discoveryprocess. Using aggregation ZigZag is able to integrate several replies from different servicesources supporting different discovery protocols. However, to customize the aggregation processto suit once needs, requires a through understanding of ZigZag fundamentals. To this end, wepropose our second contribution, a flexible policy language that can help define policies in aclean and effective way. In addition, the policy language has some added advantages in terms ofdynamic management. It provides features like delegation, runtime time policy management andlogging. We tested our approach with the help of simulations, the results showed that ZigZag canboth reduce the number of messages that flow through the network, and provide value sensitiveinformation to the requesting entity.Although, ZigZag is designed to discover media services in the large. It can very well be usedin other domains like home automation and smart spaces. While, the flexible pluggable modulardesign of the policy language enables it to be used in other applications like for instance, e-mail.

[pt] Tratamento de erros em aplicações móveis sensíveis ao contexto não é uma tarefa trivial devido às características peculiares destes sistemas, como mobilidade, comunicação assíncrona e aumento de imprevisibilidade. Mecanismos convencionais de tratamento de exceções não podem ser utilizados por vários motivos. Primeiro, a propagação de erros deve considerar as mudanças contextuais que ocorrem constantemente nestes sistemas. Segundo, as atividades de recuperação de erros e a estratégia de tratamento de exceções também precisam freqüentemente ser selecionadas de acordo com as informações de contexto. Terceiro, a própria caracterização de uma exceção pode depender do contexto dos dispositivos envolvidos. Embora vários middlewares orientados a contexto ofereçam suporte ao desenvolvimento de aplicações móveis, estes sistemas raramente fornecem suporte adequado ao tratamento de exceções. Este trabalho realiza uma análise das soluções existentes para tratamento de exceções, considerando os requisitos de sensibilidade ao contexto. Além disso, são propostos um modelo para tratamento de exceções sensível ao contexto e um mecanismo implementado a partir de MoCA (Mobile Collaboration Architecture). MoCA é um middleware publish-subscribe que oferece suporte ao desenvolvimento de aplicações móveis colaborativas através da incorporação de serviços de contexto. Finalmente, este trabalho avalia o mecanismo de exceções proposto através de sua utilização em alguns protótipos de aplicações colaborativas desenvolvidas a partir de MoCA. Através do mecanismo, foram implementadas diferentes estratégias de tratamento de exceções que consideram as informações de contexto das aplicações. / [en] Context-sensitive exception handling on mobile systems is not a trivial task due to their intrinsic characteristics: mobility, asynchrony and increased unpredictability. Conventional mechanisms of exception handling can not be used for many reasons. First, error propagation needs considering the contextual changes that often occur in these systems. Second, error recovery and exception handling strategies also frequently need to be selected according to contextual information. Third, the characterization of an exception may depend on the contextual situation of involved devices. Even though there are now several context-oriented middleware systems that provide support for the development of mobile applications, they rarely provide explicit and adequate features for contextsensitive exception handling. This work presents an analysis of existing exception handling mechanisms, which to some extent consider the context-awareness requirements. Besides, it proposes a general model for context-sensitive exception handling and a supporting mechanism implemented using the MoCA (Mobile Collaboration Architecture) infrastructure. MoCA is a publish-subscribe middleware supporting the development of collaborative mobile applications by incorporating explicit services to empower software agents with contextsensitiveness. Finally, this paper reports our experience in implementing contextaware exception handling strategies in some prototype collaborative applications built with the MoCA system.

A avaliação de trabalhos práticos de programação é uma tarefa dispendiosa. Diversas ferramentas têm sido propostas e desenvolvidas a fim de automatizar as tarefas repetitivas realizadas pelos professores na avaliação de trabalhos práticos de programação e fornecer um feedback mais rápido e adequado aos alunos. No entanto, a adição de uma nova ferramenta aumenta a sobrecarga de novas informações e ambientes que os alunos têm que lidar. De forma análoga, a ferramenta de avaliação é mais um recurso que o professor tem de configurar, manter e ensinar os alunos a utilizar. Por este motivo, vários trabalhos vêm sendo conduzidos a fim de integrar ferramentas de avaliação para trabalhos de programação em sistemas de gestão da aprendizagem (Learning Management Systems LMSs). A integração de ferramentas em LMSs promove sua adoção em disciplinas de computação, uma vez que estarão em concordância com o LMS já familiar aos alunos e professores, dispensando a necessidade de adotar, aprender e gerenciar a submissão e correção de trabalhos em um outro ambiente. No entanto, tais trabalhos consistem apenas em modelos conceituais abstratos, não propõem uma integração com vários LMSs ou não tratam certas dificuldades específicas encontradas quando integrando ferramentas de avaliação. Nessa perspectiva, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento da arquitetura IMPACTLE, uma solução que permite a integração de diferentes ferramentas de avaliação para trabalhos de programação em vários LMSs. A ideia é que os alunos e professores possam acessar as funcionalidades das ferramentas por meio dos LMSs em que já estão habituados, sem a necessidade de aprender a utilizar e adotar uma nova ferramenta. Protótipos da arquitetura IMPACTLE foram instanciados e experimentos foram realizados envolvendo a utilização de diferentes ferramentas de avaliação por meio de LMSs. De modo geral, observou-se que a utilização da IMPACTLE possibilita que professores e alunos realizem as tarefas relacionadas às atividades de programação de forma mais eficiente, eficaz e efetiva por meio dos LMSs. / The assessment of programming assignments is a costly task. Several tools have been proposed and developed in order to automate the repetitive tasks performed by instructors in the assessment of programming assignments and provide a faster and more adequate feedback to students. However, adding a new tool increases the overload of new information and environments that students have to deal with. Similarly, the assessment tool is one more resource that the instructor has to configure, maintain and teach students to use, spending time and effort that could be used in other pedagogical activities. For this reason, several works have been conducted to integrate assessment tools for programming assignments in learning management systems (LMSs). The integration of assessment tools into LMSs promotes their adoption in computing courses, since they will be in agreement with the LMS already familiar to students and instructors, without the need to adopt, learn and manage the submission and correction of assignments in another environment. However, these works consist only of abstract conceptual models, do not propose integration with several LMSs, or do not address certain specific difficulties faced when integrating assessment tools. In this perspective, this work aims at the proposition of the IMPACTLE architecture, a solution that allows the integration of different assessment tools for programming assignments in LMSs. The idea is that students and teachers can access the features of the tools through the LMSs they are already used to, without the need to learn how to use and adopt a new tool. Architecture prototypes were instantiated and experiments were carried out involving the use of different assessment tools through LMSs. In general, we noticed that the use of IMPACTLE enables instructors and students perform tasks related to programming activities in a more efficient, efficacious and effective way through the LMSs.

Depurar sistemas distribuídos continua uma tarefa difícil, mesmo após 30 anos de pesquisa intensa. Embora essa situação possa ser parcialmente atribuída à complexidade das execuções concorrentes, o rápido passo de desenvolvimento das plataformas e tecnologias para computação distribuída também carrega a sua parcela de culpa, por encurtar a vida de muitas ferramentas potencialmente úteis. Neste trabalho, apresentamos uma análise dos principais problemas, técnicas e ferramentas ligados à depuração de sistemas concorrentes e discutidos na literatura. Baseados nessa análise, desenvolvemos e apresentamos uma nova técnica, simples e portátil, que pode ser aplicada a sistemas distribuídos que utilizam chamadas síncronas e bloqueantes. Essa técnica, concebida para sobreviver à heterogeneidade, é validada por meio da implementação de um arcabouço escrito para plataforma Eclipse e instanciado para sistemas de objetos distribuídos baseados em Java/CORBA. / After over thirty years of intense research, debugging distributed systems is still regarded as a difficult task. While this situation could be partially blamed on the fact that concurrent executions are complex, the fast pace of evolution witnessed with distributed computing technologies have also played its by shortening the lifespan of many potentially useful debugging tools. This work presents an analysis of the main issues, techniques and tools in the field of parallel, distributed, and concurrent debugging in general. Based on this analysis, we develop and present a simple and portable technique targeted at synchronous-call-based distributed systems. This technique, designed for portability, is validated through the implementation of an Eclipse-based framework that is instantiated for Java/CORBA distributed object systems.

Redes sobrepostas são consideradas uma forma fácil e eficaz de implantar serviços de Internet de valor agregado através da extensão do serviço de entrega de melhor esforço oferecido pela camada de rede IP. No entanto, para aproveitar-se de seus benefícios, um projeto cuidadoso torna-se necessário. Como ainda não existem padrões para redes sobrepostas, com frequência estas são projetadas de forma independente, o que significa que cada uma aplica sua própria descoberta de topologia e toma suas próprias decisões de roteamento. Como resultado, elas podem afetar negativamente umas às outras, através da geração de uma sobrecarga de informações de controle ou através da criação de gargalos na rede física. Portanto, para evitar tais situações, este trabalho propõe uma arquitetura e organização de middleware para serviços em redes sobrepostas. Dentre os possíveis serviços, um esquema de multidifusão sobreposta foi projetado e implantado, no qual um protocolo de middleware baseado em padrões internacionais implementa tanto um cenário intradomínio quanto interdomínio. Validamos o sistema proposto através de dois tipos de análise: uma análise de desempenho e uma análise funcional. A primeira análise mostra que o desempenho do protocolo aqui proposto pode ser comparado ao desempenho dos protocolos tradicionais de multidifusão IP, a menos de uma métrica: a latência. Entretanto, o modelo analítico desenvolvido mostra a possibilidade de se traçar heurísticas para um projeto de serviço sobreposto com latência controlada. Além disso, a análise funcional utiliza-se de medidas experimentais no sistema real para confirmar a funcionalidade de multidifusão interdomínio, facilidade antes inviável em ambientes de rede pública utilizando-se as técnicas tradicionais. / Overlay networks are considered an easy and effective way to deploy value-added Internet services by extending the best-effort delivery service supported by IP layer. However, a careful design is needed in order to take advantage of these benefits. Since there are no standards for overlay networks yet, they are often independently designed, which means that each one applies its own topology discovery and takes its own routing decisions. As a result, they may negatively affect each other by generating control overhead and by creating bottlenecks in the physical network. In order to avoid such a situation, this work proposes an overlay network organization and architecture for overlay network services. Among possible services, an overlay multicast scheme was projected and deployed, on which a middleware protocol based on international standards implements both intradomain and interdomain scenarios. We validate the proposed system by two kind of analysis: performance analysis and functional analysis. The first one shows the performance of the proposed protocol can be compared with performance of traditional IP multicast protocols, except for one metric: latency. Nevertheless, the developed analytical modeling shows the possibility to outline heuristics for a controlled-latency overlay service project. Moreover, functional analysis uses experimental measurements on real system to confirm interdomain multicast functionality, facility before unfeasible in public network environments when using traditional techniques.

Made available in DSpace on 2016-03-22T17:26:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_II_Rodrigo Souza.pdf: 2679627 bytes, checksum: fb1826c3492ebc18a13d94730a1f75ac (MD5) Previous issue date: 2009-08-31 / Pervasive Computing is a new paradigm that states that the computational environment must be available to the user at any time and location. In this scenario, the applications are widely distributed, mobile and hosted on inherently open and dynamic environments. Moreover, the systems must have mechanisms that enhance the cooperation among users as well as among applications. These features strengthen the challenges related to the execution infrastructure for distributed systems and add new aspects that need to be considered. Existing coordination models employed in distributed systems are limited considering the demands of modern computing environments, specially regarding scalability, mobility and disconnection. This work presents the EXEHDA-TS, which is a distributed mechanism for coordinating applications in the Pervasive Computing with dynamic control of scalability and communication costs. The proposed software architecture allows a proactive coordination and information exchange among components of distributed applications, promoting scalability in a mobile environment. The EXEHDA-TS was modeled as a service and implemented as a prototype running on the pervasive environment managed by the middleware EXEHDA. The prototype was evaluated through case studies of the medical field, considering the challenges inherent to the project PERTMED, and it accomplished the requirements of the focused scenarios / A Computação Pervasiva ´e um novo paradigma que afirma que o ambiente computacional deve estar dispon´ıvel para o usu´ario, a qualquer momento e local. Nesse cen´ario, as aplicac¸ oes s ao amplamente distribu´ıdas, m´oveis e hospedadas em ambientes inerentemente abertos e din amicos. Al´em disso, os sistemas devem ter mecanismos que promovam a cooperac¸ ao entre os usu´arios, bem como entre as aplicac¸ oes. Essas caracter´ısticas reforc¸am os desafios relacionados `as infraestruturas de execuc¸ ao para sistemas distribu´ıdos e acrescentam novos aspectos que precisam ser considerados. Modelos de coordenac¸ ao existentes empregados em sistemas distribu´ıdos possuem limitac¸ oes considerando as demandas dos ambientes computacionais modernos, especialmente em relac¸ ao `a escalabilidade, `a mobilidade e `a desconex ao. Este trabalho apresenta o EXEHDA-TS, que ´e um mecanismo distribu´ıdo para a coordenac¸ ao de aplicac¸ oes na Computac¸ ao Pervasiva com controle din amico da escalabilidade e dos custos de comunicac¸ ao. A arquitetura de software proposta permite uma coordenac¸ ao e troca de informac¸ oes proativa entre os componentes das aplicac¸ oes distribu´ıdas, promovendo a escalabilidade em um ambiente m´ovel. O EXEHDA-TS foi modelado como um servic¸o e um prot´otipo foi implementado para ser executado no ambiente gerenciado pelo middleware EXEHDA. O prot´otipo foi avaliado atrav´es de estudos de caso da ´area m´edica, considerando os desafios inerentes ao projeto PERTMED, e atendeu `as exig encias dos cen´arios focados

O recente surgimento de um novo conceito que propõe a integração do mundo físico com sistemas computacionais leva as redes de sensores a serem unicamente parte de um processo colaborativo para fins de integração, com um objetivo maior do que só observar o ambiente. Este novo conceito é conhecido como Sistema Ciber-Físico (tradução do inglês Cyber Physical System - CPS), e consiste numa rede de elementos que atuam entre o meio físico e as aplicações computacionais (Sensoriamento - Atuação - Controle - Aplicação), concluindo num sistema de gestão capaz de agrupar diversas aplicações com capacidade de funcionamento autônomo, assim como distribuído. Entretanto, para que esta tecnologia se torne viável para os diversos contextos do mundo físico, é necessário considerar as limitações dos elementos computacionais que a integram e, para o caso, essas limitações passam a ser maiores quando se trata de uma rede de sensores. Este trabalho de tese tem foco na camada de sensoriamento, discute inicialmente alguns dos pressupostos supracitados e define algumas características e requisitos dos CPS necessárias para a padronização de alguns processos. Propõe também o desenvolvimento de uma Plataforma para redes de sensores em Sistemas Ciber-Físicos, um middleware, capaz de se adaptar às limitações e necessidades, que serão apresentadas posteriormente numa aplicação exemplo. Como primeiro ponto: i) O trabalho apresenta as necessidades para estes tipos de sistemas e aborda definições relevantes; ii) Discute-se a definição em camadas do middleware CiberSens iii) Aplicação da proposta numa aplicação-exemplo. Do primeiro ponto: Os CPS constituem uma pesquisa relativamente nova, como resultado, muitos aspectos precisam ser definidos com o intuito de facilitar o entendimento da arquitetura e implementçã. Do segundo ponto: Os dispositivos transdutores representam um papel de relevante importância nas diversas aplicações, na área de automação residencial e nas aplicações biomédicas, esta última com exponencial crescimento de aplicações que procuram melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Nesse contexto, se faz necessário um minucioso estudo dos conceitos e características que dever~ao ser consideradas no desenho em camadas da plataforma de gerenciamento para redes de sensores em CPS. No desenho a flexibilidade do sistema dever´a estar sujeita ao fácil domínio e controle por parte de usuário final, que será o verdadeiro responsável pelo funcionamento do Sistema Ciber-Físico e da aplicação em curso. Do terceiro ponto: Com o intuito de eliminar possíveis erros e identificar limitações no uso do sistema por parte dos atores do sistema (usuário e administrador), além de demonstrar a viabilidade da proposta, é levado o modelamento e definição de conceitos para sua aplicação num caso real. Nesta etapa é realizada simultaneamente a implementação de um módulo integrador encarregado da captura e abstração de protocolos na camada de comunicação e conexão com o módulo de armazenamento, e a camada de serviços. Uma avaliação é necessária não só para validar a técnica e o modelo utilizado na implementação da arquitetura do CiberSens e sim também para determinar a confiabilidade da comunicação e eficácia ante um evento critico, a validação acontece através da formalização de processos de controle, sensoriamento e atuação com a ferramenta SysML. / Recently, the emergence of a new concept that proposes the integration of the physical world with computing systems, is taking sensor networks to be only part of a collaborative process with a larger goal than just observing the environment. This new paradigm is known as Cyber-Physical Systems, and consists of a network of elements that act between the physical environment and computational applications (Sensing - Actuation - Control - Application), ending in a management system able to group several applications with standalone and distributed operation capabilities. However, to this technology become viable for the diverse contexts of the physical world, it is necessary to consider the limitations of computational elements that compose it, and in this case, these limitations increase when it comes to sensor networks. This thesis focuses on the sensing layer, discusses some of the assumptions aforementioned and defines some characteristics and requirements of the CPS necessary to standardize some processes. It also proposes the development of a platform for sensor networks on Cyber-Physical Systems, a service-oriented middleware capable of adapting the limitations and needs presented later in a use case. As first item: i) The document presents the requirements for these types of systems and approaches relevant definitions. Secondly: ii) It is discussed the layered definition of the CiberSens service-oriented middleware. And third: iii) It is presented the proposal implementation in application-example. From the first item: The CPS are a relatively new field of research, as a result, many aspects need to be defined in order to simplify the understanding of the architecture and implementation. From the second item: The transducer devices have a relevant role on diverse applications used on the fields of home automation and in biomedical applications, the latter with an exponential growth of applications that try to improve the quality of life of patients. In this context, it is necessary a detailed study of the concepts and characteristics that should be considered during the layered design of the management platform for sensor networks in CPS. In the design, the system flexibility should be subject to an easy control and domain by the end user, who will be responsible for the actual functioning of the Cyber-Physical System and the ongoing application. From the third item: In order to eliminate possible errors, identify limitations in the system use by the system actors (user and administrator), and demonstrate the feasibility of the proposal, the modeling and concepts definition are applied in a real case. On this step is performed simultaneously an efficiency evaluation of the protocols capture and abstraction methods in the communication layer, the storage modulus, and the services layer. The evaluation is needed not only to validate the technique and the model used in the CiberSens architecture implementation, but also to determine the reliability the of communication and the effectiveness facing a critical event, validation occurs through the control process formalization, sensing and actuation, with SysML tool.