Muitos aplicativos atuais, envolvendo diversos domínios de conhecimento, são estruturados como arquiteturas de software que incorporam, além dos requisitos funcionais, requisitos não funcionais, como segurança, por exemplo. Tais requisitos podem constituir um domínio próprio, e, portanto, serem comuns a várias outras arquiteturas de software. Tecnologias como Programação Orientada a Aspectos, Reflexão Computacional e Padrões de Projeto colaboram no desenvolvimento de arquiteturas que provêem a separação de requisitos não funcionais. Porém, sua experimentação e adoção no domínio da segurança computacional ainda é incipiente. O foco deste trabalho é a elaboração de um padrão de projeto voltado à segurança, utilizando como arquitetura conceitual programação orientada a aspectos, e como arquitetura de implementação, reflexão computacional. A composição destas tecnologias resulta em um middleware orientado à segurança, voltado a aplicações desenvolvidas em Java. Estuda-se as tecnologias, seus relacionamentos com a área de segurança, seguido da proposta de uma arquitetura de referência, a partir da qual é extraído um protótipo do middleware de segurança. Este, por sua vez, provê mecanismos de segurança tão transparentes quanto possível para as aplicações que suporta. Com o objetivo de realizar a implementação do middleware de segurança, também são estudadas os mecanismos de segurança da plataforma Java, porém limitado ao escopo deste trabalho. Segue-se o estudo da base conceitual das tecnologias de Reflexão Computacional, o modelo de implementação, seguido de Programação Orientada a Aspectos, o modelo conceitual, e, por fim, têm-se os Padrões de Projeto, a arquitetura de referência. Integrando as três tecnologias apresentadas, propõe-se um modelo, que estabelece a composição de um Padrão Proxy, estruturado de acordo com a arquitetura reflexiva. Este modelo de arquitetura objetiva implementar o aspecto de segurança de acesso a componentes Java, de forma não intrusiva,. Baseado no modelo, descreve-se a implementação dos diversos elementos do middleware, estruturados de forma a ilustrar os conceitos propostos. Ao final, apresenta-se resultados obtidos durante a elaboração deste trabalho, bem como críticas e sugestões de trabalhos futuros.

Submitted by Lucelia Lucena (lucelia.lucena@ufpe.br) on 2015-03-09T18:09:10Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Jonysberg Peixoto Quintino.pdf: 3337001 bytes, checksum: c45e561013991686cb26b9708216a364 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T18:09:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Jonysberg Peixoto Quintino.pdf: 3337001 bytes, checksum: c45e561013991686cb26b9708216a364 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Há décadas, os concessionários em todo o mundo contam com sistemas informatizados de gestão e supervisão para planejar e controlar a geração, transmissão e distribuição de energia. Tais sistemas fazem, entre outras coisas, o controle em tempo real de todos os equipamentos, ajudando os operadores destes sistemas a assimilar o que está acontecendo na rede de energia. Em geral, estes sistemas não são integrados automaticamente, tornando mais difícil o trabalho dos operadores dos centros de controle na obtenção de informações que são exibidas por diferentes sistemas. Foram encontrados trabalhos na literatura que tratam de várias formas, com aspectos relacionados à integração de dados entre sistemas do setor elétrico porém, até o momento da escrita desta dissertação, não foram encontrados trabalhos que utilizassem um middleware sensível ao contexto para integrar sistemas deste setor. Este trabalho apresenta um modelo de arquitetura de middleware para integração sensível ao contexto de sistemas de gerenciamento de energia elétrica, provendo para os usuários informações relevantes, considerando que relevância depende das tarefas que o usuário está executando. Um protótipo foi desenvolvido para integrar um sistema de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA), que monitora a rede de energia em tempo real, e outras aplicações de software, responsáveis pelo planejamento e gerenciamento de manutenções. Foi possível simular a rotina operacional de um centro de controle para testar o protótipo. Comparando-se os resultados dos testes do middleware, com o que foi feito manualmente pelos operadores, foi alcançado um percentual de acerto significativo (100%) na inferência dos contextos para as ocorrências forçadas (sem planejamento) e não forçadas (com planejamento). Com base nestes resultados, pode-se afirmar que o modelo proposto neste trabalho, permite utilizar um middleware sensível ao contexto que possibilite integrar alguns dos sistemas utilizados nos modernos centros de controle das empresas de energia elétrica, aumentando a eficácia e incrementando a segurança dos procedimentos de planejamento e execução das manutenções operativas.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / O Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) possibilita através do seu middleware Ginga, a interação entre dispositivos móveis e o receptor de TV Digital. Esta inovação foi provida pela inclusão de novas interfaces de rede no set-top-box que interagem com dispositivos domésticos, formando a Home Area Network. As interfaces de rede que provêem esta nova funcionalidade podem ser exploradas pelas aplicações (Xlets) através da API de Integração de dispositivos móveis. Porém, a especificação atual impossibilita que dispositivos móveis de protocolos de comunicação distintos conectados ao middleware, possam se comunicar entre si. Desta forma, este trabalho se propõe a solucionar não só esta limitação, como também, permitir que dispositivos móveis fisicamente distantes, conectados a set-top-boxes distintos, também possam se comunicar entre si, fazendo uso de uma rede peer-to-peer (P2P), criada a partir da interconexão destes receptores de TV Digital. Mediante a limitação da especificação do SBTVD, este trabalho adotou uma abordagem que faz uso de uma arquitetura orientada a serviços. Baseados neste paradigma foram criados um serviço para permitir a interconexão entre os dispositivos móveis e também, um serviço para permitir a criação de redes P2P, entre receptores

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1993_1.pdf: 2432405 bytes, checksum: 0ec709e23b4bd4d0b4e6ac5c50b33353 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Os Sistemas de Informações Geográficas (SIG) são ferramentas para manipulação e análise de dados geográficos e são adotados extensamente para auxiliar no planejamento urbano, agricultura, transporte, energia e muitos outros campos. Os SIG evoluíram acompanhando os avanços tecnológicos e as necessidades dos seus usuários, e assim tornaram-se móveis. Para o desenvolvimento de SIG móveis, duas arquiteturas se sobressaem, e estas apresentam limitações que podem dificultar o seu uso em determinadas situações. Na primeira, o SIG é formado por um conjunto restrito de operações e a aplicação é completamente instalada no dispositivo móvel. Por se tratar de um dispositivo com limitações, este SIG terá um conjunto de operações reduzido, podendo não atender, efetivamente, às necessidades do usuário. Na segunda abordagem, o SIG é acessado, geralmente, através de um Internet browser. Apesar de ter acesso a um conjunto maior de operações, é necessária uma boa qualidade de comunicação, o que nem sempre ocorre em ambientes remotos. Caso contrário, o SIG ficará inacessível. Este trabalho avança, portanto, propondo uma arquitetura para SIG móveis - Arquitetura SIGnUs - baseada em computação sensível ao contexto e componentes. A arquitetura SIGnUs tem o intuito de minimizar as restrições encontradas nas arquiteturas SIG móveis atuais (pequeno e prédefinido conjunto de operações geográficas ou dependência de rede), buscando um uso mais efetivo destas aplicações. A arquitetura SIGnUs é composta por uma Ferramenta de Configuração que possibilita a geração de um SIG Móvel Adaptado, através da interpretação de informações contextuais, e um conjunto de serviços de middleware que dará suporte à geração do SIG. Utilizando a ferramenta SIGnUs, o usuário recebe sugestões baseadas em contexto durante a configuração do seu SIG móvel, com as operações geográficas necessárias para a apropriada execução de suas tarefas, e que possa ser instalado no seu dispositivo móvel (notebook ou PDA, por exemplo). Assim, tem-se um SIG móvel que reúne as vantagens de se ter um conjunto de operações que varia de acordo com a necessidade do usuário e independência de rede

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1974_1.pdf: 3421722 bytes, checksum: ff17963a1715758e891860cec3ce1615 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O crescente avanço em pesquisas nas áreas de tecnologias de microeletrônica, nanotecnologia, comunicações sem fio, computação e robótica tem tornado possível o desenvolvimento de equipamentos como sensores multifuncionais sem fio e de baixo custo, com capacidade de comunicação e processamento, e que podem ser utilizados em redes de comunicação sem fio. Todas estas características permitem o uso de redes de sensores sem fio (RSSFs) em um amplo espectro de aplicações, por exemplo, monitoramento médico, aplicações militares, segurança de escritórios e residências, agricultura de precisão, etc. Contudo, os desenvolvedores de aplicações têm que tratar com os desafios característicos das RSSFs, tais como: restrição no consumo de energia, baixa capacidade de processamento, dinamicidade na topologia da rede, escalabilidade e limitada largura de banda. Como conseqüência, a construção desse tipo de aplicações é uma tarefa não trivial. A natureza inerentemente distribuída das aplicações para RSSFs e as características presentes nesse tipo de rede evidenciam a necessidade do uso de middleware para dar suporte ao desenvolvimento dessas aplicações. No entanto, os sistemas de middleware tradicionais, tais como Java RMI, EJB e CORBA, se tornam inadequados para uso em aplicações para RSSFs, principalmente em função das suas necessidades de recursos (memória, bateria, largura de banda). Diante desse cenário, este trabalho propõe um middleware que provê comunicação baseado em um espaço de tuplas em conformidade com a tecnologia JavaSpaces, enquanto que ele habilita a criação de regiões lógicas dentro das RSSFs. A comunicação através do espaço de tuplas é interessante em redes sem fio e a noção de regiões lógicas serve como um mecanismo básico para economia no consumo de energia durante a comunicação entre os componentes remotos

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2934_1.pdf: 5686045 bytes, checksum: 0b76116d92790b2ba2c38648603b9dfb (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / O middleware do Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD), chamado Ginga, possibilita a interação entre dispositivos móveis e o receptor de TV Digital. Esta é uma de suas maiores inovações, e é viabilizada pela inclusão de novas interfaces de rede no set-top box que interagem com dispositivos domésticos. Esta rede doméstica é chamada de Home Area Network, e é capaz de integrar tecnologias de rede como Wi-Fi, Bluetooth, Ethernet, USB, entre outros. Pela especificação do SBTVD, as novas interfaces de rede podem ser usadas pelas aplicações interativas (Xlet) através da API de Integração de Dispositivos. Esta API possibilita a comunicação do receptor com um módulo do Ginga executado nos dispositivos móveis. Porém, um usuário não pode iniciar a comunicação com o receptor quando desejado. Também não é possível utilizar o receptor como um gateway entre dispositivo móvel e qualquer servidor acessível pelo canal de retorno. Isto permitiria a utilização da Internet ou de qualquer aplicação pelos dispositivos móveis sem onerar o custo que existe na utilização das redes de telefonia. Estas impossibilidades demonstram apenas algumas das suas limitações. Além disso, as diversas novas possibilidades de interação são pouco exploradas. Para expandir as funcionalidades providas, este trabalho propõe resolver algumas dessas lacunas existentes na abordagem do SBTVD através da utilização de uma arquitetura orientada a serviços (Service-Oriented Architecture - SOA). Essa abordagem proposta viabiliza a interação com o receptor para o consumo de serviços sempre que desejado pelo usuário. Não é necessária a existência de qualquer aplicação interativa, nem mesmo do sinal das operadoras de TV. Toda a infra-estrutura é montada em software, sem a necessidade, portanto, da existência de novo hardware além dos já propostos pelo SBTVD

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5357_1.pdf: 4023431 bytes, checksum: 529e64a94dcf7762880f12bafed89834 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A próxima revolução tecnológica, desde o surgimento da Internet, já está acontecendo e é um fenômeno denominado convergência digital. Impulsionado pelo desenvolvimento da computação pervasiva, em que dispositivos (celulares, PDAs, PCs), mídias (rádio, TV, jornal, Internet) e redes (celulares, Wi-Fi, TV digital) convergem, este processo está mudando a forma como cada um de nós interage com o ambiente através da tecnologia. Atualmente já existem dispositivos móveis com múltiplas interfaces de rede e, conseqüentemente, acesso a diversas fontes de dados, como Wi-Fi, Bluetooth, a rede celular e, mais recentemente, a rede de TV digital móvel. Estas diversas interfaces de rede geram um acesso desordenado a serviços remotos nos aparelhos móveis, complicando a experiência do usuário final, em vez de facilitá-la. O sistema de TV digital móvel, por si só, é um exemplo de uma tecnologia que agrega serviços de diversas redes, pois o conteúdo de áudio e vídeo é transmitido via rede broadcast, enquanto a interatividade é provida através de um canal unicast, como a rede celular, por exemplo. Como conseqüência dessa convergência de redes, tornou-se crucial para o desenvolvedor de aplicações, assim como para os usuários, que o acesso aos serviços remotos seja transparente da rede utilizada. Buscando prover esta transparência, portanto, é proposto neste trabalho um middleware para a convergência de serviços em TV digital móvel e redes sem fio, denominado middleconv, que possui mecanismos de descoberta, de execução e de monitoramento de serviços de aplicação disponíveis nas diversas interfaces de rede de um dispositivo móvel. Como estudo de caso, foi desenvolvida, e implantada em um ambiente real, uma aplicação de Electronic Service Guide convergente, na qual o usuário tem acesso aos serviços disponibilizados nas redes de TV digital móvel e nas intranets Wi-Fi, utilizando o middleware proposto

Abstract In the contemporary world of information technology you find a multitude of applications and systems covering a broad spectrum of areas of need in different companies. One effect of this multitude of programs is the difficulty to make them exchange information with each other or to collaborate, since they are developed by different programming languages for different platforms, with different standards and different data formats. Our aim with this work is to describe how it is possible to tie these programs together to make them actually communicate with each other in order to exchange information, share their native methods and also to become a part of the overall business processes. In this integration task you will, among other things, find different levels of application integration such as data level, method level, application interface level and user interface level integration. Application integration also involves hardware components, called middleware, that facilitate the physical connection between applications. There is a range of different middleware products offered today on the market. The functionalities of those products varies greatly depending on which technology or technologies they are built around and which vendor they come from. In order to make a connection to a real life situation we have made up a company with a need of integration. By trying to choose a solution for this company we discuss what to integrate, data, methods etc, and the technical solution, middleware product, which might be useful to integrate the different kind of applications in our imaginary company. Finally we have come up with some conclusions in our work. These are both of a more general art and also a conclusion specific to our case study.

Just as the Internet of Things is set to change how devices are being used and connected in society in general, the Industrial Internet of Things will change the industries. In an industrial production line there are often many heterogeneous devices, and the requirements on the real-time properties of the communication between them are often strict. Creating a communication solution for the different devices, that also meet such requirements, is difficult. The traditional way for industrial devices to communicate is directly with each other or via a central point, but this communication solution is inflexible and difficult to scale up. One possible way to make communication and information sharing between devices easier is to use a dedicated middleware to handle the communication. One middleware standard is the Data Distribution Service (DDS) defined by the Object Management Group. In this thesis a DDS middleware from a specific vendor (vendor name is removed due to company confidentiality) is implemented and evaluated. The middleware is evaluated based on (1) an implementation in a prototype which shows how the middleware performs in a real-life industrial context, and (2) a simulation that showcases the potential of the technology. The DDS middleware was shown to function with a specific set of existing industrial hardware and software. The real-time properties of the communication system were studied and found to be around 3.5 times slower, when using the prototype setup, than those of the replaced communication solution. However, the round trip latency was still only 2 ms on average and 4.1 ms maximum when using the preferred settings. The simulation showed that there is potential for the DDS technology to be used in more advanced scenarios and that it should be investigated further.

Doctor of Philosophy / Department of Computing and Information Sciences / John M. Hatcliff / Software architectures—abstract interrelation models which decompose complex artifacts into modular functional units and specify the connections and relationships among them—have become an important factor in the development and maintenance of large scale, heterogeneous, information and computation systems. In system development, software architecture design has become a main starting point, and throughout the life-cycle of a system, conformance to the architecture is important to guarantee a system's integrity and consistency. For an effective use of software architectures in initial development and ongoing maintenance, the interrelation models themselves have to be clear, consistent, well structured, and—in case substantial functionality has to be added, reduced, or changed at any stage of the life cycle—flexible and manipulable. Further, enforcing the conformance of a software artifact to its architecture is a non-trivial task. Implementation units need to be identifiable and their association to the abstract constructs of the architecture has to be maintained. Finally, since software architectures can be employed at many different levels of abstraction, with some architectures describing systems that span over multiple different computing platforms, associations have to be flexible and abstractions have to be general enough to capture all parts and precise enough to be useful. An efficient and widely used way to employ software architecture in practice are middleware-based component architectures. System development within this methodology relies on the presence of a service layer called middleware which usually resides between operating system (possibly spanning over multiple operating systems on various platforms) and the application described by the architecture. The uniform set of logistic services provided by a middleware allows that communication and context requirements of the functional units, called components, can be expressed in terms of those services and therefore more shortly and concisely than without such a layer. Also, component development in the middleware context can focus on high-level functionality since the low-level logistics is provided by the middleware. While type systems have proved effective for enforcing structural constraints in programs and data structures, most architectural modeling frameworks include only weak notions of typing or rely on first-order logic constraint languages instead. Nevertheless, a consequent, adherent, use of typing can seamlessly enforce a wide range of constraints crucial for the structural integrity of architectures and the computation systems specified by them without the steep learning curve associated with first-order logic. Also, type systems scale better than first-order logic both in use and understandability/legibility as well as in computational complexity. This thesis describes component-oriented architecture modeling with CADENA and introduces the CADENA Architecture Language with Meta-modeling (CALM). CALM uses multi-level type systems to specify complex interaction models and enforce a variety of structural properties and consistency constraints relevant for the development of large-scale component-based systems. Further, CALM generalizes the notion of middleware-based architectures and uniformly captures and maintains complex interrelated architectures integrated on multiple, differing, middleware platforms. CADENA is a robust and extensible tool based on the concepts and notions of CALM that has been used to specify a number of industrial-strength component models and applied in multiple industrial research projects on model-driven development and software product lines.