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.

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.

Computational Swarms (enxames computacionais), consistindo da integração de sensores e atuadores inteligentes no nosso mundo conectado, possibilitam uma extensão da info-esfera no mundo físico. Nós chamamos esta info-esfera extendida, cíber-física, de Swarm. Este trabalho propõe uma visão de Swarm onde dispositivos computacionais cooperam dinâmica e oportunisticamente, gerando redes orgânicas e heterogêneas. A tese apresenta uma arquitetura computacional do Plano de Controle do Sistema Operacional do Swarm, que é uma camada de software distribuída embarcada em todos os dispositivos que fazem parte do Swarm, responsável por gerenciar recursos, definindo atores, como descrever e utilizar serviços e recursos (como divulgá-los e descobrí-los, como realizar transações, adaptações de conteúdos e cooperação multiagentes). O projeto da arquitetura foi iniciado com uma revisão da caracterização do conceito de Swarm, revisitando a definição de termos e estabelecendo uma terminologia para ser utilizada. Requisitos e desafios foram identificados e uma visão operacional foi proposta. Esta visão operacional foi exercitada com casos de uso e os elementos arquiteturais foram extraídos dela e organizados em uma arquitetura. A arquitetura foi testada com os casos de uso, gerando revisões do sistema. Cada um dos elementos arquiteturais requereram revisões do estado da arte. Uma prova de conceito do Plano de Controle foi implementada e uma demonstração foi proposta e implementada. A demonstração selecionada foi o Smart Jukebox, que exercita os aspectos distribuídos e a dinamicidade do sistema proposto. Este trabalho apresenta a visão do Swarm computacional e apresenta uma plataforma aplicável na prática. A evolução desta arquitetura pode ser a base de uma rede global, heterogênea e orgânica de redes de dispositivos computacionais alavancando a integração de sistemas cíber-físicos na núvem permitindo a cooperação de sistemas escaláveis e flexíveis, interoperando para alcançar objetivos comuns. / Computational swarms, consisting of integrating smart networked sensors and actuators into our connected world, enable an extension of the info-sphere into the physical world. We call this extended cyber-physical info-sphere as the Swarm. This work proposes a Swarm vision with computational devices cooperating dynamically and opportunistically, generating organic and heterogeneous networks. This thesis proposes the computational architecture of the Swarm Operating System Control Plane that is the distributed software layer, embedded in all Swarm devices, responsible for managing Swarm resources, defining actors, how to describe and use services and resources, how to advertise and discover them, how to do transactions, content adaptation and multi-agent cooperation. The design of the architecture started with the review of the Swarm characterization itself, revisiting term definitions and establishing a terminology to be used. Requirements and challenges were identified and an operational vision was designed. This operational vision has been exercised with use case scenarios. The architectural elements were extracted from this vision and organized into an architecture that was tested against use cases, generating architectural reviews. Each of the architectural elements generated a state of the art review. A proof of concept of the framework was implemented and a demonstration was proposed and implemented. The selected demostration was the Smart Jukebox that exercises the distributed aspect and the dynamicity of the system. This work presents the vision of the emerging computing Swarm and presents a suitable framework. The evolution of this architecture may be the basis of a global heterogeneous and organic computer network leveraging cyberphysical systems to the cloud, and allowing the emergence of scalable and flexible systems to interoperate to achieve common goals.

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.

Computational Swarms (enxames computacionais), consistindo da integração de sensores e atuadores inteligentes no nosso mundo conectado, possibilitam uma extensão da info-esfera no mundo físico. Nós chamamos esta info-esfera extendida, cíber-física, de Swarm. Este trabalho propõe uma visão de Swarm onde dispositivos computacionais cooperam dinâmica e oportunisticamente, gerando redes orgânicas e heterogêneas. A tese apresenta uma arquitetura computacional do Plano de Controle do Sistema Operacional do Swarm, que é uma camada de software distribuída embarcada em todos os dispositivos que fazem parte do Swarm, responsável por gerenciar recursos, definindo atores, como descrever e utilizar serviços e recursos (como divulgá-los e descobrí-los, como realizar transações, adaptações de conteúdos e cooperação multiagentes). O projeto da arquitetura foi iniciado com uma revisão da caracterização do conceito de Swarm, revisitando a definição de termos e estabelecendo uma terminologia para ser utilizada. Requisitos e desafios foram identificados e uma visão operacional foi proposta. Esta visão operacional foi exercitada com casos de uso e os elementos arquiteturais foram extraídos dela e organizados em uma arquitetura. A arquitetura foi testada com os casos de uso, gerando revisões do sistema. Cada um dos elementos arquiteturais requereram revisões do estado da arte. Uma prova de conceito do Plano de Controle foi implementada e uma demonstração foi proposta e implementada. A demonstração selecionada foi o Smart Jukebox, que exercita os aspectos distribuídos e a dinamicidade do sistema proposto. Este trabalho apresenta a visão do Swarm computacional e apresenta uma plataforma aplicável na prática. A evolução desta arquitetura pode ser a base de uma rede global, heterogênea e orgânica de redes de dispositivos computacionais alavancando a integração de sistemas cíber-físicos na núvem permitindo a cooperação de sistemas escaláveis e flexíveis, interoperando para alcançar objetivos comuns. / Computational swarms, consisting of integrating smart networked sensors and actuators into our connected world, enable an extension of the info-sphere into the physical world. We call this extended cyber-physical info-sphere as the Swarm. This work proposes a Swarm vision with computational devices cooperating dynamically and opportunistically, generating organic and heterogeneous networks. This thesis proposes the computational architecture of the Swarm Operating System Control Plane that is the distributed software layer, embedded in all Swarm devices, responsible for managing Swarm resources, defining actors, how to describe and use services and resources, how to advertise and discover them, how to do transactions, content adaptation and multi-agent cooperation. The design of the architecture started with the review of the Swarm characterization itself, revisiting term definitions and establishing a terminology to be used. Requirements and challenges were identified and an operational vision was designed. This operational vision has been exercised with use case scenarios. The architectural elements were extracted from this vision and organized into an architecture that was tested against use cases, generating architectural reviews. Each of the architectural elements generated a state of the art review. A proof of concept of the framework was implemented and a demonstration was proposed and implemented. The selected demostration was the Smart Jukebox that exercises the distributed aspect and the dynamicity of the system. This work presents the vision of the emerging computing Swarm and presents a suitable framework. The evolution of this architecture may be the basis of a global heterogeneous and organic computer network leveraging cyberphysical systems to the cloud, and allowing the emergence of scalable and flexible systems to interoperate to achieve common goals.

[pt] Diversos modelos de componentes de software para sistemas distribuídos já foram propostos pela indústria e pela academia, tais como Fractal, CCM, COM, OpenCOM, LuaCCM, e SCS. Uma das principais vantagens comumente atribuídas à abordagem de desenvolvimento baseado em componentes de software é o melhor suporte à extensibilidade independente (independent extensibility). Entretanto, a gerencia de múltiplas versões de componentes ainda é um grande desafio, especialmente quando não é possível atualizar todos os componentes do sistema ao mesmo tempo e passa a ser necessária a coexistencia, em um mesmo sistema, de diferentes versões de um mesmo componente. Neste trabalho, procuramos identificar os pontos fundamentais para oferecer suporte a múltiplas versões de interfaces de componentes de software e propor um modelo que ofereça esse suporte. Como avaliação da proposta, iremos estender o sistema de componentes SCS para dar suporte ao modelo proposto. Com base no histórico de evolução de diferentes componentes SCS utilizados em uma aplicação real, realizaremos experimentos com a nova versão do SCS para verificar a eficácia do modelo proposto. / [en] Several software component models for distributed systems have been proposed by the industry and academy, such as Fractal, CCM, COM, OpenCOM, LuaCCM, and SCS. One of the greatest advantages of component-based development is the better support for independent extensibility. However, managing multiple versions of components is still a challenge, especially when it’s not possible to update all the system’s components at the same time. Because of that, different versions of the same component interface shall be required to coexist in the same system. In this work, we try to identify the key points to support multiple versions of component interfaces and propose a model that offers this support. To evaluate the proposed model, we will extend the SCS component system to support it. Based on the evolution historic of different SCS components used in a real application, we will conduct experiments with the new version of SCS to verify the effectiveness of the proposed model.

L émergence des environnements omniprésents pose un nouveau défi aux systèmes informatiques. Les intergiciels asynchrones (Message-Oriented Middleware, MOM) sont reconnus comme étant la solution la plus apte à répondre aux besoins de passage à grande échelle, de flexibilité, et d' hétérogénéité des nouvelles applications distribuées. Mais l'implémentation des intergiciels asynchrones actuels reste souvent figée quels que soient les sites d'exécution et l'application (les applications) l'utilisant et sont peu voire pas configurables. Cette thèse s'intéresse à la configuration et au déploiement des intergiciels asynchrones sur système hétérogène à grande échelle. Elle vise la définition d'un modèle d'intergiciel asynchrone configurable permettant une configuration statique et à l'exécution. Elle a pour objectif d'associer les nombreux travaux dans le domaine de l'asynchrone qui ont mené à la définition des modèles de communication asynchrones et les réflexions menées dans les intergiciels synchrones autour des nouveaux besoins de configuration et d'adaptabilité. La synthèse de tous nos travaux nous a mené à la création de DREAM (Dynamic REflective Asynchronous Middleware), un intergiciel asynchrone adaptable. Les mécanismes de contrôles fournis par Dream ainsi que son architecture permettent de réaliser une configuration en se basant sur les besoins applicatifs et les contraintes imposées par le système. Nous validons notre prototype par l'implémentation d'un service à évènement à base d'agents dans lequel nous utilisons les capacités d'adaptation de DREAM pour ajouter de nouvelles fonctionnalités.

With the advent of the modern technological age, a plethora of electronic tools and devices are available in numbers as never before. While beneficial and ex-ceedingly useful, these electronic devices require users to operate them. When designing systems capable of observing and acting upon an environment, the number of devices can become unmanageable. Previously, middleware sys-tems were designed for large-scale computational systems. However, by apply-ing similar concepts and distributing logic to autonomous agents residing on the devices, a new paradigm in distributed systems research on lightweight de-vices is conceivable. Therefore, this research focuses upon the development of a lightweight middleware that can reside on small devices enabling the capabil-ity for these devices to act autonomously. In this research, analyses determined the most advantageous methods for solving this problem. Defining a set of requirements for the necessary middle-ware as well as assumptions for the environment and system in which it would operate achieved a proper research focus. By utilizing concepts already in ex-istence such as peer-to-peer networking and distributed hash tables, devices in this system could communicate effectively and efficiently. Furthermore, creat-ing custom algorithms for communicating with other devices, and collaborating on task assignments achieved an approach to solving the consensus problem in real time. The resulting middleware solution allowed a demonstration to prove the effi-cacy. Using three devices capable of observing the environment and acting up-on it, two tests highlighted the capabilities of the consensus-finding mechanism as well as the ability of the devices to respond to changes in the environment autonomously.

Enterprises today are dealing with extremely large amounts of critical digital information that continues to grow at an astonishing rate. On the other hand, storage software (firmware, middleware) and systems are becoming much more complex and existing failure recovery mechanisms are insufficient to handle the scale of these systems while meeting high availability and service quality expectations. In addition, the concurrent development and quality assurance processes, the large number of test scenarios and the large scale of these systems and services imply that failures will be the norm rather than the exception. Therefore achieving high availability and reliability in storage systems remains a major concern and an open research challenge. Most existing work in the domain of storage system availability addresses failures of the storage media (such as disks) and recoverability from these failures. However, failures at the firmware and middleware layers remain largely unaddressed. This dissertation research addresses these challenges in depth across different storage architectures. Concretely, we make the following contributions: First, we develop a recovery conscious framework for multi-core architectures and a suite of techniques for performing efficient fine-grained recovery (micro-recovery) in storage controller firmware that can be retrofitted into legacy code. The framework includes a task-level recovery mechanism, the Log(Lock) architecture that allows system state restoration during micro-recovery, and recovery-conscious scheduling algorithms that are designed to reduce the ripple effect of failure and improve recovery efficiency and system availability. Our second technical contribution addresses the storage middleware availability. We develop the notion of hierarchical middleware architectures by organizing critical cluster management services into a hierarchical overlay network, which separates persistent application state from global system control state and demonstrate significant improvement in the availability and reliability of enterprise scale storage systems. In addition, we develop the notion of operator reuse and a suite of reuse techniques to improve data availability. The key idea of operator reuse is to efficiently utilize system resources by exploiting reuse opportunities in both operators and persistent state of computing nodes. We demonstrate our design through STREAMREUSE, a reuse-conscious store-forward network of storage nodes, which offers distributed stream query processing services.