Periféricos com interface ou barramento paralelo são impedidos de serem posicionados distantes do computador principal devido às limitações elétricas dos seus sinais. Este trabalho propõe uma arquitetura que permite ao computador acessar diretamente o periférico distante sem o auxílio de um processador remoto, com a criação de um dispositivo denominado DADB (Dispositivo de Acesso Direto a Barramento), que é capaz de gerar a temporização de acesso ao periférico localmente. Com base no estudo e identificação de padrões de comportamento de interfaces e barramentos paralelos de mercado, o dispositivo concebido possibilita configuração para funcionamento com periféricos distintos, podendo ser construído com tecnologia de dispositivos lógicos programáveis FPGA (Field-Programmable Gate Array) ou com ASIC (Application-Specific Integrated Circuit). Nesta tese, é analisado o desempenho comparativo entre o sistema clássico microprocessado, incorporado em interfaces de periféricos, e o sistema com o dispositivo proposto, apresentando-se as vantagens da eliminação do firmware no periférico distante. É estabelecido um protocolo de comunicação serial definindo-se uma estrutura de informação transmitida ao DADB que lhe confere a capacidade de gerar a temporização requerida pelo periférico alvo. Um método construtivo para o DADB é delineado, com sua arquitetura baseada no conceito de máquina de estado finito para o tratamento dos sinais da interface com o periférico. Por fim, são apresentadas as conclusões a que se chegou com a criação deste novo modo de conectividade de módulos periféricos.

O controle e monitoramento de um satélite se fazem por um enlace de comunicação denominado conexão espacial. Por utilizar o ambiente espacial, este enlace está sujeito a vários tipos de interferências que podem resultar em erros de comunicação. Para aumentar a confiabilidade da conexão, podem ser utilizadas técnicas de controle de erros e de sincronização de dados. Existem normas e recomendações que definem quais técnicas utilizar. O INPE adota para a sua Plataforma Multi-Missão as recomendações do CCSDS. Este trabalho apresenta uma biblioteca de componentes VHDL que permite a implementação de dezenas de configurações do protocolo de Sincronização e Codificação de Canal de Telemetria recomendado pelo CCSDS. Estes componentes implementam as funcionalidades do remetente, que para o canal de telemetria é o segmento espacial. Por esta razão, os componentes foram projetados para serem utilizados em FPGAs para aplicação espacial. Por outro lado, projetos na área espacial são críticos e requerem metodologias específicas para seu desenvolvimento, verificação e validação. Por isso, este trabalho apresenta também uma metodologia estruturada para desenvolvimento VHDL. Esta metodologia estipula regras para a estrutura e divisão funcional dos sistemas descritos, além de regras de codificação e documentação. Por fim, são apresentados dados de implementação do protocolo com os componentes da biblioteca, que são comparados com os de outra implementação, que não utiliza nenhuma metodologia específica.

Atualmente, o acesso à Internet em aeronaves é feito basicamente através de satélites geoestacionários. Contudo, as taxas de transmissão em enlaces de satélite geoestacionários são muito penalizadas pelo alto atraso de propagação inerente a este. Técnicas para aceleração da transmissão podem ser empregadas para minimizar este efeito. Neste trabalho é apresentado um proxy para melhoria de desempenho (PEP) operando na camada de transporte (TCP). O PEP TCP, implementado em um ou mais nós intermediários na rede, gera ACKs locais e encaminha os dados para o receptor desconsiderando o tamanho de sua janela de recepção, o que vem a camuflar o atraso de propagação. Além disso, serviços de segurança têm se mostrado cada vez mais necessários e requisitados pelos usuários. Contudo, a implementação do IPsec impossibilita a aceleração da transmissão pelo PEP implementado em um nó intermediário, que necessita ter acesso ao cabeçalho TCP para desempenhar sua função. Apresenta-se então a técnica de proteção de IP multi-camadas (ML-IPsec), que divide o pacote IP em zonas e aplica formas de proteção diferentes a estas zonas, permitindo que certos nós autorizados na rede tenham acesso limitado ao pacote protegido. Uma análise de desempenho é realizada para verificar as vantagens e desvantagens em se implementar as técnicas PEP e ML-IPsec em termos de taxa de transmissão de dados. Mostra-se que o PEP aumenta consideravelmente a vazão de dados, enquanto o ML-IPsec penaliza a vazão ao adicionar dados de cabeçalho. Conclui-se, contudo, que o ganho com o PEP é muito superior às perdas introduzidas pelo ML-IPsec, justificando ter a implementação de serviços de segurança em conjunto com a aceleração da transmissão.

A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de um software aplicativo, com características de um serviço de supervisão, que possibilite o acesso a dados de sensores padrão FieldBus remotamente, através de rede de computadores, utilizando protocolos usuais de comunicação; adotamos o protocolo TCP / IP, aliado ao conceito de sockets para ambiente Windows, por ser um "padrão de fato" difundido mundialmente. Inicialmente, são apresentados os conceitos básicos ligados a redes de computadores, tais como o modelamento OSI e suas camadas, para posteriormente justificar o uso de determinadas camadas pelo padrão FieldBus. A seguir, tratamos do assunto do paradigma de sockets do Winsock, com a finalidade de expandir a funcionalidade dos sockets originais de Berkeley, acrescentando extensões específicas para suportar a natureza orientada a mensagens do ambiente operacional Windows, utilizado como plataforma para o desenvolvimento do software aplicativo. Finalmente, são apresentados os resultados quando da utilização dos serviços supervisórios, comprovando assim a eficiência e a possibilidade de utilização de uma rede padrão FieldBus combinada a uma rede padrão Ethernet.

O uso de técnicas de processamento paralelo tem se tornado bastante comum na implementação de sistemas computacionais de alto desempenho. Uma destas técnicas, o uso de múltiplos processadores independentes ligados a um sistema de memória compartilhado(normalmente denominada paralelismo MIMD fortemente acoplado), tem sido pesquisado de maneira especial, devido a sua flexibilidade e facilidade de programação. No entanto, a implementação de sistemas de memória compartilhada apresenta diversos desafios, porque um único sistema deve atender a acessos de diversos processadores rapidamente, e ainda assim apresentar um custo aceitável. Diversas propostas para estes sistemas são apresentadas neste trabalho, com atenção especial para cachês locais com mecanismos dinâmicos de garantia de consistência. Entre os mecanismos de consistência, são abordados os protocolos de posse de blocos(adequados a cachês copy-back), protocolos write-through e protocolos orientados por software (adequado a caches write-through)Este trabalho envolve simulações de algumas arquiteturas básicas, através de um simulador de multiprocessadores alimentado com programas de álgebra linear. Da-se especial atenção a comparação entre sistemas baseados em cachês copy-back e nos baseados em cachês write-through, considerando mecanismos de consistência baseados em hardware. Mostra-se que, apesar de exigirem uma largura de faixamaior para a memória principal, sistemas de cachês write-through são menos sensíveis a codificação dos programas do que os sistemas com cachês copy-back, apresentando desempenho melhor quando ha muito compartilhamento de dados.

Many schemes that aim to tune the IEEE 802.11e EDCA transmission parameters have been proposed in the literature. Based on them, we notice that the knowledge of the numbers of active transmission queues of each Access Category has an important role in modeling and optimizing the network. In this dissertation, we propose a simple and standard-compliant mechanism that processes easily obtained traffic measurements into a novel Extended Kalman Filter (EKF) to obtain estimates of those numbers. For validating the filter, we simulate an EDCA network that uses a dynamic throughput optimization scheme requiring knowledge of the numbers of active queues of each Access Category. We compare the performance results when the optimizer is fed with estimates of the EKF (practical setting) and when the inputs are the exact numbers of active queues (ideal setting). We find out that the filter is precise and accurate enough to match closely the ideal performance.

Nos últimos anos, tem-se considerado as redes Wireless ATM como sendo uma infra-estrutura potencial para a quarta geração de redes de comunicação wireless, capaz de suportar serviços multimídia integrados com diferentes requisitos de qualidade de serviço (QoS). Os dois aspectos mais críticos das redes Wireless ATM são o protocolo de controle de acesso ao meio (MAC) e a técnica de controle de admissão de chamadas (CAC), usados pelos terminais móveis e pela estação base para fornecer serviços com a qualidade de serviço (QoS) requerida pelas aplicações. Neste trabalho, é caracterizado o grau de garantia estatística de serviço definindo e calculando o parâmetro disponibilidade de qualidade de serviço (QoSA), usando o protocolo PRMA/DA de controle de acesso ao meio e duas técnicas de controle de admissão de chamadas. O desempenho do tráfego de vídeo é analizado usando o atraso de células (CD), variação de atraso de céculas (CDV) e QoSA como os parâmetros de qualidade de serviço. Os parâmetro de QoS são obtidos por simulação em função do tráfego de voz e do tráfego de vídeo gerado por fontes reais. Os resultados mostram que , para fornecer uma operação robusta do sistema, é necessário definir um sistema de gerenciamento de QoS que permite a negociação/renegociação entre terminal móvel e estação base durante o curso de comunicação.

Esta dissertação apresenta um conjunto de métodos e técnicas de modelagem visando ao desenvolvimento orientado a objetos de sistemas cliente-servidor, em especial de aplicações de sistemas de informações gerenciais. Este trabalho propõe novos recursos de modelagem e incorpora outros da literatura, para uso nas fases iniciais de análise e projeto de software, tais como Planejamento Estratégico de Informações, Mapeamento do Fluxo de Informação, Mapeamento Dinâmico Distribuído, Cartões CRC com Visão Focal, Grafos e Subsistemas de Colaboração Focal e Análise de Complexidade. A aplicação desses recursos facilita o levantamento sistemático dos requisitos funcionais de um sistema de informação e ambiente cliente-servidor. Ela possibilita também reduzir a complexidade da comunicação entre as diversas partes do sistema cliente-servidor, através de técnicas que mapeiam todo o sistema e define o seu protocolo de comunicação. Esta dissertação busca auxiliar o cumprimento da norma de transparência da ISO para sistemas distribuídos, analisando os seguintes aspectos: o deslocamento, migração e replicação de objetos; o comportamento dinâmico de objetos, sua forma de comunicação na rede e suas prioridades; e a invocação de serviços pelos objetos. Além disto, todo o desenvolvimento desta dissertação procura diminuir a distância existente entre o mundo abstrato e o mundo real, enfraquecendo assim a necessidade de conhecimento empírico na análise e projeto de software, para que haja uma adaptação rápida e satisfatória dos desenvolvedores na aplicação dos métodos e técnicas propostos nos ambientes corporativos. Os métodos e técnicas foram desenvolvidos de forma independente e com notações específicas, o que os tornam aplicáveis a qualquer outro método orientado a objetos referenciado na literatura.

Mobilidade implica que um usuário tem acesso a qualquer serviço em qualquer tempo e local sem qualquer interrupção da sua conexão. Este conceito vem sendo usado freqüentemente na Internet. MobileIP é um dos protocolos usados para alcançar este propósito. Este trabalho enfoca um dos problemas relacionados com esta tecnologia, que é a autenticação do nó móvel com sua Home Network ou Home Agent. Para isso, são propostos dois protocolos de autenticação de usuário que permitem um nó móvel se autenticar com sua própria rede. Estas propostas foram necessárias pois a maioria dos protocolos não foram previstos para funcionar na camada de aplicativos, mas sim em outras camadas OSI, como Sessão e de Enlace. Além disso, análises de segurança são feitas usando um método formal denominado lógica BAN. Questões de desempenho são também consideradas, através de uma comparação qualitativa dos tempos de transmissão e geração de mensagens entre esses protocolos, a fim de proporcionar suas implementações em ambientes sem fio.

O protocolo TCP(Transmission Control Protocol), protocolo da camada de transporte que oferece seviço confiável, projetado para operar bem sobre redes fixas, onde perdas de pacotes ocorrem em grande parte devido a congestionamento. No entanto, redes com links sem fio sofrem perdas significantes que não estão relacionadas com as perdas devido a congestionamento, e sim devido a altas taxas de erros de bits. O protocolo TCP responde a perdas invocando algoritmos para controlar e evitar congestionamento, resultando na degradação do desempenho fim-a-fim do protocolo em meios sem fio. Nesta tese, foi feita uma avaliação do desempenho do protocolo TCP quando utilizado sobre canais de transmissão sem fio, esta análise utiliza uma faixa de probabilidades de perdas de pacotes. Nós escolhemos como solução protocolos fim-a-fim, onde o TCP esta ciente da existência do meio sem fio. Para realizar esta avaliação de desempenho utilizou-se o software de simulação OPNET Modeler v.7.0.B.