O uso de equipamentos sem fio em sistemas de monitoramento e controle de processos industriais vem aumentando gradativamente. Os elevados custos de cabeamento incentivam os gerentes de fábricas para que considerem o uso de sistemas industriais sem fio, uma vez que estes promovem grandes reduções nos custos de instalação finais. Entretanto, a robustez do enlace de rádio frequência e os requerimentos de comunicação em tempo real são frequentemente citados como obstáculos reais para o uso de tecnologias sem fio na indústria. À frente das demais organizações, a HART Foundation lançou em 2007 o WirelessHART, sendo este o primeiro padrão aberto de comunicação sem fio especificamente desenvolvido para ambientes industriais. Apesar de ser um protocolo seguro e de propiciar comunicação em tempo real, o estudo aprofundado do WirelessHART revela diversas possibilidades de melhorias. Nesse protocolo, o gerenciamento da rede é feito de forma centralizada, o que garante maior simplicidade e controle sobre o escalonamento, roteamento e a segurança das mensagens. Por outro lado, grandes latências, especialmente nos processos de conexão e desconexão de nós, impossibilitam o uso de dispositivos móveis ou intermitentes. A concentração do gerenciamento em um só elemento também leva à fragilidade do sistema: na falha do gerenciador central, toda rede fica inoperante. Neste trabalho, é apresentada uma arquitetura de rede WirelessHART inovadora, que utiliza coprocessadores gerenciadores distribuídos para possibilitar a descentralização do gerenciamento e consequentemente as suas vantagens. O sistema desenvolvido permite diferentes configurações descentralizadas, parciais ou totais, e com mínimas modificações no protocolo original. A arquitetura de rede proposta mantém os dispositivos de campo com suas características originais, de baixo custo e consumo, além de permitir a coexistência com equipamentos certificados. A metodologia para a descentralização é apresentada e o estudo de caso realizado permite a avaliação da proposta. A originalidade deste trabalho é verificada através do estudo do estado da arte. Os resultados obtidos de um estudo de caso demonstram o grande potencial da proposta, com reduções significativas nos tempos de agregação e manutenção da rede. A proposta de descentralização possibilita configurações e modos operacionais antes impossíveis no WirelessHART, tais como o uso de dispositivos móveis ou intermitentes e o emprego de técnicas de handover. / The use of wireless devices in industrial systems for process monitoring and control has been gradually increasing. The high costs of cabling encourage plant managers to consider the use of such industrial wireless systems, since they promote large reductions in final costs. However, the link robustness and the real-time communication requirements are frequently cited as real obstacles to the use of wireless technologies in the industry. Ahead of other organizations, the HART Foundation launched the in 2007WirelessHART, which is the first open standard for wireless communications developed specifically for industrial environments. WirelessHART is a reliable and secure protocol and provide real-time communications but the thorough study of this protocol reveals several possibile improvements. In this protocol, network management is done centrally, ensuring simplicity and control over the scheduling, routing and messaging security. Moreover, large latency, especially in the connection and disconnection processes of field devices, preclude the use of mobile or intermittent devices. The concentration of one element in management also leads to the system fragility: if the central manager fails the entire network fail. In this work, a innovative WirelessHART network achitecture is presented and implemented by means of hardware-based distributed network manager coprocessors to enable decentralization and its blessings. The developed system allows different decentralized, partial or total architectures with minimal changes to the original protocol. A hardware-based solution maintains field devices with its low cost and consumption features and allow coexistence with certified equipment. The decentralization methodology along with its originality is presented and case study allows the evaluation of the proposal. The results demonstrate the architecture has great potential with significant reductions in join and maintenance times. The proposed decentralization enables configurations and operating modes previously impossible in WirelessHART such as the use of mobile or intermittent devices and handover techniques.

Nesta tese são abordados, de maneira integrada, aspectos de paralelismo em visão natural e artificial, com discussões críticas das diversas áreas relacionadas. O paralelismo é discutido no sistema visual dos primatas, assim como suas principais contribuições e motivações incentivando a incorporação de paralelismo em sistemas de visão artificial. Um dos objetivos principais é fornecer as bases de paralelismo para o desenvolvimento do projeto Cyvis-1, uma proposta do Grupo de Pesquisa em Visão Cibernética (IFSC-USP) para visão versátil, com forte motivação biológica e baseada no córtex visual dos primatas. Para tanto, foi introduzida e implementada a proposta CVMP (Cybernetic Vision Message Passage), um conjunto de ferramentas para o desenvolvimento de aplicações paralelas em visão, tanto para sistemas distribuídos como para máquinas multiprocessadores. Baseada em programação orientada a objetos, interação homem-máquina, engenharia de software e programação visual, a proposta prima pelo desenvolvimento de forma simples e amigável. O CVMP é testado, avaliado e validado quanto a aspectos de funcionalidade e utilização, através da implementação paralela de diversos algoritmos de visão computacional e de processamento de imagens (operadores locais, transformada de Hough e transformada de Fourier, entre outros) os quais, além de ilustrar a utilização da ferramenta, são discutidos em termos de arquitetura e balanceamento de carga. São apresentadas três aplicações reais de sistemas paralelos de visão computacional, implementadas através do CVMP, demonstrando a eficiência da ferramenta, na implementação paralela, na utilização e cooperação de trabalho. Duas destas aplicações (integração de atributos visuais no projeto Cyvis-1 e um modelo de complexidade com base na percepção humana), foram desenvolvidas em conjunto com outros pesquisadores do Grupo de Pesquisa em Visão Cibernética. A terceira aplicação apresenta uma proposta do autor para um sistema automático de reconhecimento de plantas arbóreas (Botânica) / This thesis addresses, in an integrated way, the concept and usage of parallelism in natural and artificial vision. It starts by revising the primate visual system, and discussing how its principles and solutions can be extended to computational systems. One of the main objectives is to supply the parallelism backbone for the development of the Cyvis-1 System, which is a proposal of the Cybernetic Vision Research Group (IFSC-USP) for versatile vision, presenting a strong biological motivation, especially regarding the primate visual cortex. In order to achieve these objectives, the CVMP - Cybernetic Vision Message Passage - had to be developed, representing a set of simple and friendly parallel tools for computer vision applications in distributed and parallel (multiprocessor) systems, which is based on object oriented programming, human-machine interaction, software engineering and visual programming. The CVMP is tested, evaluated and validated with respect to functionality and utilization through the parallel implementation of several algorithms in computer vision and image processing (local operators, Hough transform, Fourier transform, etc.) which, in addition to illustrating the tools, are also discussed as far as their architecture and load balancing is concerned. Three applications of parallel computer vision systems to real situations are presented and implemented by using CVMP, corroborating the effectiveness of the tools in the parallel implementation, usage, and researcher integration. Two such applications (visual attributes integration in Cyvis-1 and a human complexity model) have been developed in collaboration with other researchers at the Cybernetic Vision Research Group. The third application presents the author\'s proposal for an automated system for arboreal plants recognition (Botany)

Agentes móveis são programas que podem ser disparados de um computador (cliente) e transmitidos através de uma rede de comunicação para uma outra maquina (servidor) com o objetivo de executar tarefas a eles designadas. Esta dissertação apresenta uma avaliação de plataformas de desenvolvimento e servidores para agentes móveis. A tecnologia de agentes móveis tem sido alvo de grandes pesquisas, inclusive nos setores de Segurança da Informação e Comércio Eletrônico. Foram executados testes e com as informações foi feita uma análise comparativa, levando-se em consideração questões como características de desempenho dos agentes, desempenho e segurança. Para efetuar os testes foram necessários o entendimento do funcionamento do servidor e o desenvolvimento de seus agentes. Os testes de desempenho serviram para definir quais agentes são mais ágeis e quais são os gastos de processamento dos servidores. Já o teste de segurança teve a finalidade de classificar os servidores quanto à segurança. Os resultados obtidos serviram para indicar qual a melhor plataforma a ser utilizada no desenvolvimento do Sistema de Detecção de Intrusão (SDI) do ICMC. As plataformas que obtiveram destaques nos testes foram o ASDK 1.1 e Grasshopper. A plataforma escolhida para o SDI foi o ASDK 1.1. / Mobile agents are programs able to migrate from a client computer to a server computer through communication networks. There are several mobile agent technologis application, includind Information Security and Eletronic Commerce. This work describes the valuation of mobile agent plataforms. A test environment was desired and 5 plataforms were compared in terms of the security and performance provided. To make the assessment it was necessary to understand the server functionality an the methodologies to develop the agents. The test of performace helped to define which agents are more agile and what are their processing needs while in the server. The security test aimed to classify the servers in them security. The results were used to determine which is better mobile agente plataform to be used in the on going ICMC’s Intrusion Detection System (IDS). The best performance plataforms were the ASDK 1.1 and the Grasshopper. The chosen plataform for the IDS was the ASDK 1.1.

É notável o avanço da utilização de aplicações multimídia nos diversos setores da atividade humana. Independente da área, seja ela educação ou entretenimento, a possibilidade de agregar recursos dinâmicos como áudio e vídeo aos já largamente utilizados como texto e imagem acarreta em benefícios aos usuários destas aplicações. Além disso, com a popularização da Internet, ha uma crescente demanda pela sua execução em ambientes distribuídos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver MUSE, um ambiente gráfico para modelagem de aplicações multimídia interativas. Através de uma interface gráfica avançada e de um novo modelo de autoria de alto nível, e possível a criação de sistemas complexos de forma rápida e intuitiva. 0 modelo de autoria proposto neste trabalho e adotado pelo ambiente prevê a possibilidade de os elementos que constituem a aplicação estarem dispersos em uma rede de computadores, permitindo a definição de limiares aceitáveis de atraso e componentes alternativos. Pela grande expressividade do modelo, no entanto, podem ser geradas especificações com inconsistências lógicas e temporais. Por esta razão, o ambiente prove ainda especificações E-LOTOS - uma extensão temporal de LOTOS - utilizadas para fins de analise e verificação, permitindo a validação dos requisitos temporais das aplicações definidas pelo autor. A formalização das especificações através de uma TDF, além de viabilizar sua validação, prove descrições sem ambigüidades, que podem ser alternativamente utilizadas por autores que sejam familiarizados com a técnica de descrição formal. Este trabalho é parte do projeto DAMD (Design de Aplicações Multimídia Distribuídas) dentro do programa PROTEM fase 2, que tem por objetivo fornecer uma metodologia que cubra o ciclo completo das aplicações multimídia distribuídas e que permita a um autor não especializado em métodos formais desenvolver essas aplicações naturalmente. / It is notable the advance of multimedia applications utilization in several fields of human activity. Independent from the area, whether education or entertainment, the possibility to aggregate dynamic resources like audio and video to the ones already widely used like text and image results in benefits to the users of such applications. Besides, with the popularization of the Internet, there is an increasing demand for their execution in distributed environments. This work presents MUSE, a graphical environment for modeling interactive multimedia applications. Through an advanced graphic interface and a new high-level authoring model, it is possible to create complex systems in a fast and intuitive way. The authoring model proposed in this work and adopted by the tool deals with media objects distributed in a computer network, allowing the definition of acceptable delay thresholds and alternative media objects. Due to the large expressiveness of the model, however, specifications can be generated with logical and temporary inconsistencies. For this reason, the tool also provides E-LOTOS specifications used with the purpose of analyzing and verifying the applications aiming at validating the temporal requirements defined by the author. The formalization of the specifications by means of a TDF, beyond making their validation possible, provides descriptions free of ambiguities, which may be alternatively used by authors familiarized with the formal description technique. This work is part of DAMD (Distributed Multimedia Applications Design) project, sponsored by the Brazilian research council. Its main objectives are to provide a methodology to completely cover the distributed multimedia applications development cycle and to allow authors who are not expert in formal methods to easily develop their applications.

A gerência adequada de recursos e serviços de Tecnologia da Informação (TI) se tornou imperativa para o sucesso de organizações modernas. A Biblioteca de Infraestrutura de Tecnologia da Informação (Information Technology Infrastructure Library, ITIL) representa, nesse contexto, o framework mais popular para ajudar a alcançar esse fim. Para lidar com mudanças em TI, a ITIL define o processo de gerência de mudanças (change management), cujo principal objetivo é garantir que métodos e procedimentos padronizados são utilizados para o tratamento imediato e eficiente dessas mudanças. Para alcançar esse objetivo, é fundamental reutilizar a experiência adquirida com mudanças passadas no projeto de requisições futuras. A ITIL sugere o uso de modelos de mudanças (change models) como uma forma para permitir o reuso de tal experiência em mudanças recorrentes e similares. A criação de modelos de mudanças pode ser concretizada considerando duas abordagens distintas. Em uma abordagem top-down, operadores de TI podem projetar os modelos manualmente, com base no conhecimento adquirido no passado. Em uma perspectiva alternativa, bottom-up, esses modelos poderiam ser extraídos a partir de traços de mudanças passadas obtidos com orquestradores de mudanças. Na prática, no entanto, mudanças tem sido geralmente descritas e documentadas de forma ad hoc, devido `a falta de mecanismos adequados para apoiar o projeto das mesmas. Isso impede que o conhecimento adquirido na especificação, planejamento e condução de mudanças passadas seja reutilizado em requisições futuras. Para abordar esse problema, nesta dissertação são propostos (i ) o conceito de templates de mudança como um mecanismo para formalizar, preservar, e (re)usar conhecimento na especificação de mudanças recorrentes e similares, (ii ) um algoritmo para o refinamento automatizado de planos de mudanças em workflows executáveis, (iii ) um mecanismo para extrair templates de mudanças a partir de traços de execuções passadas, e (iv) uma solução fim-a-fim, apoiada por um sistema real, para permitir o planejamento e implantação de mudanças em TI. Para provar conceito e viabilidade técnica da solução proposta, foi realizada uma implementação prototípica de um sistema de gerência de mudanças chamado ChangeLedge, o qual foi utilizado para conduzir uma série de experimentos considerando mudanças típicas em TI. Os resultados alcançados indicam a efetividade da solução e eficiência do sistema, o qual é capaz de gerar planos de mudança executáveis e corretos em um período de tempo substancialmente menor que o que seria gasto por um operador humano experiente, e de extrair templates que descrevem com acurácia mudanças passadas executadas na organização. / Proper management of Information Technology (IT) resources and services has become imperative for the success of modern organizations. The IT Infrastructure Library (ITIL) represents, in this context, the most widely accepted framework to help achieve this end. In order to deal with IT changes, ITIL defines the change management process, whose main goal is to ensure that standardized methods and procedures are used for the efficient and prompt handling of these changes. To meet this goal, it is of paramount importance reusing the experience acquired from previous changes in the design of subsequent ones. ITIL suggests the use of change models as a mean of enabling the reuse of such experience across recorrent, similar changes. The creation of change models can be done considering two distinct approaches. In a top-down approach, IT operators may manually design models based on the knowledge owned/acquired in the past. In contrast, in a bottom-up perspective, these models could be discovered from past execution traces gathered from IT provisioning tools. In practice, however, changes have been usually described and documented in an ad hoc fashion, due to the lack of proper mechanisms to both support the change design process. This hampers knowledge acquired when specifying, planning, and carrying out previous changes to be reused in subsequent requests. To address this problem, in this thesis we propose (i ) the concept of change templates as a mechanism to formalize, preserve, and (re)use knowledge in the specification of (recurrent and similar) IT changes, (ii ) an algorithm for the automated refinement of change plans into actionable workflows, (iii ) a mechanism to discover change templates from traces of past changes, and (iv) an end-to-end solution, supported by a real system, to allow planning and implementation of IT changes to be designed and executed. To prove concept and technical feasibility of the proposed solution, we have developed a prototypical implementation of a change management system called ChangeLedge and used it to carry out a set of experiments, considering typical IT changes. The results obtained indicate the effectiveness of the solution and efficiency of the system, which is able to generate accurate and actionable change plans in substantially less time than would be spent by a skilled human operator, and to extract templates that accurately describe IT change procedures previously executed in the organization.

Sistemas que utilizam tecnologias computacionais no tratamento de problemas relativos ao trânsito são classificados como ITS ou Intelligent Transportation System [FAR 97]. Esses sistemas buscam, através de sincronismo e eficiência no controle de sinais de tráfego, gerenciar o fluxo de veículos na malha viária minimizando o problema de congestionamento urbano e, consequentemente, problemas decorrentes desse congestionamento como um maior consumo de combustível, maior tempo de espera para veículos específicos como ambulâncias, bombeiros, polícia e transporte coletivo, e maiores índices de poluição ambiental, sonora e atmosférica, entre outros [FED 99A]. Atuando na coleta dos dados a serem tratados e processados por um Sistema de Gerenciamento de Tráfego Urbano ou SGTU, estão os dispositivos de controle de tráfego, como semáforos e sensores para detectar e quantificar o volume de veículos e seus respectivos controladores. Computacionalmente, são fatores relevantes a interoperabilidade entre esses dispositivos de controle e padronizações adotadas, de forma que um SGTU possa evoluir através da agregação de novas facilidades e recursos ou ainda desabilitar ou modificar os já existentes. Dada as características da administração pública e dos procedimentos de aquisição, são adquiridos controladores de diferentes fabricantes e modelos, dificultando a integração entre os mesmos em função de suas tecnologias proprietárias e da falta de uma política e esforço governamental em busca de padronizações para o setor, principalmente no que diz respeito à interoperabilidade. Recentemente iniciou-se uma mobilização para se estabelecer padrões voltados à área de transporte nos Estados Unidos [EUL 95], Japão [JAP 99] e Europa [KAR 99], através da participação dos órgãos que administram o tráfego urbano, dos fabricantes de sistemas de hardware e software, da comunidade acadêmica, dos órgãos de padronizações locais e das variadas instâncias da esfera governamental. Este trabalho apresenta o CONTRAM, modelo de um middleware que, tratando os controladores de dispositivos de controle tráfego instalados ao longo da malha viária baseado nos paradigmas de sistemas distribuídos, possa ser utilizado como interface entre estes e as aplicações computacionais de gerenciamento de tráfego, permitindo a integração de diferentes especificações em um único sistema. O seu escopo é atender às transações de consulta e configuração de valores dos dados utilizados para controlar, monitorar e gerenciar o tráfego de veículos, liberando um SGTU de conhecer detalhes técnicos envolvidos na comunicação com os controladores. O modelo baseia-se em uma arquitetura multicamadas, 4-tier, permitindo o gerenciamento de recursos de forma centralizada ou distribuída, neste último trocando dados através da internet, e integra-se aos sistemas legados e OO através do método black-box e chamada de objetos respectivamente. Foi projetado tendo em mente a utilização de padrões abertos da indústria da Informática e de Transportes, a interoperabilidade entre diferentes elementos tecnológicos voltados ao controle de tráfego e a expansibilidade segura de um SGTU. Para alcançar seu objetivo, faz uso de tecnologias baseadas em metadados e agentes SNMP. / Systems that use computational technologies in the handling of the traffic problems are classified as ITS or Intelligent Transportation System. These systems search through synchronism and efficiency in traffic signs control, to manage the stream of vehicles in the road network, minimizing the problem of urban congestion and, consequently, decurrent problems of this congestion as a major fuel consumption, major waiting time for specific vehicles as ambulances, firemen, policy and collective carrier and greaters indices of ambient pollution, sonorous and atmospheric, amongst others. Acting in the data collection to be treat and processed for a Urban Traffic Control System or UTCS, they are the traffic control devices, as traffic lights and sensors to detect and quantify the volume of vehicles and, its respective controllers. Computational, important factors are the interoperability among these control devices and standardizations adopted, allowing UTCS customize through the new easinesses and features aggregation or still disable or modify already the existing ones. Given the features of the public management and the acquisition procedures, different controllers models of different manufacturers are acquired, making it difficult the integration in function of its proprietary technologies and the lack of one politics and governmental effort in considering standardizations for the sector, mainly about interoperability. Recently was initiated a mobilization of standards establishing to the Transportation area in the United States, Japan and Europe, through the participation of the agencies that manage the urban traffic, hardware and software solutions providers, academic community, local standardizations agencies and the varied instances of the governmental sphere. This work presents the CONTRAM, a middleware model that, treating the traffic controllers installed in road networks based in distributed systems paradigms, can be used as interface between the computational applications of traffic management and the controllers of control devices, allowing the integration of different specifications in an only system. Its target is to take care of to get and set transactions on data values used to control, monitor and manage the vehicles traffic, liberating a UTCS to know technician details in the communication with the controllers. The model is based on multilayers architecture, 4-tier, allowing the resources management in centered or distributed form, in last one changing data through the Internet and it is combined to the legacies systems and OO through the black-box and object call method respectively. It was projected having in mind the use of open standards of the Transportation and Computer science industries , interoperability between different traffic control technological elements and the UTCS expansibility safe. To reach its objective, it makes use of metadata and SNMP agents technologies.

Sistemas distribuídos já são de amplo uso atualmente e seu crescimento tende a se acentuar devido a popularização da Internet. Cada vez mais computadores se interligam e trocam informações entre si. Nestes sistemas, requerimentos como confiabilidade, disponibilidade e desempenho são de fundamental importância para a satisfação do usuário. Estes requerimentos podem ser atendidos aproveitando-se da redundância já existente com as maquinas interligadas. Mas para atingir os requisitos de confiabilidade e disponibilidade, protocolos tolerantes a falhas devem ser construídos. Tolerância a falhas visa continuar a fornecer o serviço de algum protocolo, aplicação ou sistema a despeito da ocorrência de falhas durante a sua execução. Tolerância a falhas pode ser implementada por hardware ou por software através de mascaramento ou recuperação de falhas. Recentemente, a injeção de falhas implementada por software tem sido um dos principais métodos utilizados para validar protocolos tolerantes a falhas em sistemas distribuídos, e muitas ferramentas tem sido construídas. Contudo, não ha nenhuma biblioteca de classes orientada a objetos para auxiliar novos pesquisadores na construção da sua própria ferramenta de injeção de falhas. Este trabalho apresenta uma proposta de uma arquitetura orientada a objetos escrita em C++ para sistemas operacionais UNIX usando sockets, de modo a alcançar aquele objetivo. Esta arquitetura é chamada de AFIDS (Architecture for Fault Injection in Distributed Systems). AFIDS pretende fornecer uma estrutura básica que aborda as questões principais no processo de injeção de falhas implementada por software: a) a Geraldo de parâmetros de falhas para o experimento, b) o controle da localização, tipo e tempo da injeção de falhas, c) a coleta de dados do experimento, d) a injeção efetiva da falha e a análise dos dados coletados de modo a obter medidas de dependabilidade sobre o protocolo tolerante a falhas. Ou seja, AFIDS pretende ser um framework para a construed° de ferramentas de injeção de falhas. Segundo [BOO 961: "Através do uso de frameworks maduros, o esforço de desenvolvimento torna-se mais fácil, porque os principais elementos funcionais podem ser reutilizados". AFIDS leva em consideração várias questões de projeto que foram obtidas através da analise de oito ferramentas de injeção de falhas por software para sistemas distribuídos: FIAT [SEG 88], EFA [ECH 92. ECH 94], SFI [ROS 93], DOCTOR [HAN 93], PFI [DAW 94], CSFI [CAR 95a], SockPFI [DAW 95] e ORCHESTRA [DAW 96]. Para auxiliar a construção de AFIDS, é apresentada uma ferramenta de injeção de falhas que utiliza um objeto injetor de falhas por processo do protocolo sob teste. AFIDS e esta ferramenta são implementadas em C++ usando sockets em Linux. Para que AFIDS se tome estável e consistente e necessário que outras ferramentas sejam construídas baseadas nela. Isto é enfatizado porque, segundo [BOO 96]: "Um framework são começa a alcançar maturidade apos a sua aplicação em pelo menos três ou mais aplicações distintas". / Currently, distributed systems are already in wide use. Because of the Internet popularization their growth tend to arise. More and more computers interconnect and share information. In these systems, requirements such as reliability, availability and performance are fundamental in order to satisfy the users. These requirements can be reached taking advantage of the redundancy already associated with the computers interconnected. However, to reach the reliability and availability requirements, fault tolerant protocols must be built. Fault tolerance aims to provide continuous service of some protocol, application or system in despite of fault occurrence during its execution. Fault tolerance can be implemented in hardware or software using fault masking or recovery. Recently, the software-implemented fault injection has been one of the main methods used to validate fault tolerant protocols in distributed systems, and many tools has been built. However, there is no object-oriented class library to aid new researchers on the buildin g of own fault injection tool. This work presents a proposal of an objectoriented architecture written in C++ for UNIX operating systems using sockets, in order to reach that purpose. This architecture is called AFIDS (Architecture for Fault Injection in Distributed Systems). AFIDS intends to provide a basic structure that addresses the main issues of the process of software-implemented fault injection: a) the generation of fault parameters for the experiment, b) the control of the location, type and time of the fault injection, c) the data collection of the experiment, d) the effective injection of the faults, and e) the analysis of collected data in order to obtain dependability measures about the fault tolerant protocol sob test. According to [BOO 96]: "By using mature frameworks, the effort of the development team is made even easier, because now major functional elements can be reused.". AFIDS regards various design issues that were obtained from the analysis of eight tools of software-implemented fault injection for distributed systems: FIAT [SEG 88], EFA [ECH 92, ECH 94], SFI EROS 93], DOCTOR [HAN 93], PFI [DAW 94], CSFI [CAR 95a], SockPFI [DAW 95] e ORCHESTRA [DAW 96]. In order to aid the AFIDS building, a fault injection tool that uses one injector object in each process of protocol under test is shown. AFIDS and this tool are implemented in C++ using sockets on Linux operating system. AFIDS will become stable and consistent after the building of others tools based on it. This is emphasized because, according to [BOO 96]: "A framework does not even begin to reach maturity until it has been applied in at least three or more distinct applications".

O uso de equipamentos sem fio em sistemas de monitoramento e controle de processos industriais vem aumentando gradativamente. Os elevados custos de cabeamento incentivam os gerentes de fábricas para que considerem o uso de sistemas industriais sem fio, uma vez que estes promovem grandes reduções nos custos de instalação finais. Entretanto, a robustez do enlace de rádio frequência e os requerimentos de comunicação em tempo real são frequentemente citados como obstáculos reais para o uso de tecnologias sem fio na indústria. À frente das demais organizações, a HART Foundation lançou em 2007 o WirelessHART, sendo este o primeiro padrão aberto de comunicação sem fio especificamente desenvolvido para ambientes industriais. Apesar de ser um protocolo seguro e de propiciar comunicação em tempo real, o estudo aprofundado do WirelessHART revela diversas possibilidades de melhorias. Nesse protocolo, o gerenciamento da rede é feito de forma centralizada, o que garante maior simplicidade e controle sobre o escalonamento, roteamento e a segurança das mensagens. Por outro lado, grandes latências, especialmente nos processos de conexão e desconexão de nós, impossibilitam o uso de dispositivos móveis ou intermitentes. A concentração do gerenciamento em um só elemento também leva à fragilidade do sistema: na falha do gerenciador central, toda rede fica inoperante. Neste trabalho, é apresentada uma arquitetura de rede WirelessHART inovadora, que utiliza coprocessadores gerenciadores distribuídos para possibilitar a descentralização do gerenciamento e consequentemente as suas vantagens. O sistema desenvolvido permite diferentes configurações descentralizadas, parciais ou totais, e com mínimas modificações no protocolo original. A arquitetura de rede proposta mantém os dispositivos de campo com suas características originais, de baixo custo e consumo, além de permitir a coexistência com equipamentos certificados. A metodologia para a descentralização é apresentada e o estudo de caso realizado permite a avaliação da proposta. A originalidade deste trabalho é verificada através do estudo do estado da arte. Os resultados obtidos de um estudo de caso demonstram o grande potencial da proposta, com reduções significativas nos tempos de agregação e manutenção da rede. A proposta de descentralização possibilita configurações e modos operacionais antes impossíveis no WirelessHART, tais como o uso de dispositivos móveis ou intermitentes e o emprego de técnicas de handover. / The use of wireless devices in industrial systems for process monitoring and control has been gradually increasing. The high costs of cabling encourage plant managers to consider the use of such industrial wireless systems, since they promote large reductions in final costs. However, the link robustness and the real-time communication requirements are frequently cited as real obstacles to the use of wireless technologies in the industry. Ahead of other organizations, the HART Foundation launched the in 2007WirelessHART, which is the first open standard for wireless communications developed specifically for industrial environments. WirelessHART is a reliable and secure protocol and provide real-time communications but the thorough study of this protocol reveals several possibile improvements. In this protocol, network management is done centrally, ensuring simplicity and control over the scheduling, routing and messaging security. Moreover, large latency, especially in the connection and disconnection processes of field devices, preclude the use of mobile or intermittent devices. The concentration of one element in management also leads to the system fragility: if the central manager fails the entire network fail. In this work, a innovative WirelessHART network achitecture is presented and implemented by means of hardware-based distributed network manager coprocessors to enable decentralization and its blessings. The developed system allows different decentralized, partial or total architectures with minimal changes to the original protocol. A hardware-based solution maintains field devices with its low cost and consumption features and allow coexistence with certified equipment. The decentralization methodology along with its originality is presented and case study allows the evaluation of the proposal. The results demonstrate the architecture has great potential with significant reductions in join and maintenance times. The proposed decentralization enables configurations and operating modes previously impossible in WirelessHART such as the use of mobile or intermittent devices and handover techniques.

[EN] The main objective of Doctoral Thesis "Modelling Concurrency in Distributed Multi-Agent Systems: Cooperating Automata" is the definition and extension of a model conceived to describe multi-agent systems that combines desirable features of the "Petri Nets" and "Automata Theory". Another goal is the definition of an automated analysis mechanism over the model in order to simplify those systems in subsystems to detect critical parts even before the end of the modelling phase. The last objective of the Doctoral Thesis is to develop some software tools in order to help designers with the edition, analysis and provide simulation of the systems modelled. The expressive power of the model of the Cooperating Automata (CA) when describing concurrent systems has been swoen as one of the contributions of the Thesis. The model has been compared with other similar proposals in the literature such as "Parallel Finite Automata", "Team Automata" and "Reference Nets". Some convertion algorithms between AC and these proposal has been presented also. Another contribution of the author is an extension of the original model, the Extended Cooperating Automata (ECA), which aims to improve usability and reduce the state diagram of automatons without sacrificing any of the desirable features of the original model. This extension has been defined adding clarity and readability to the resulting models and a more natural approach to represent common situations without the use of the full model of the Cooperative Automata because, in this case, some properties such as boundedness are undecidable. The ECA model expressive power is completely equivalent to the original model. However, systems modelled with ECA are quite simple compared to the same systems modelled with CA. The same translations between systems shown before are now simplified. And another conversion two-ways algorithm between CA and ECA has been also described. The complexity of new systems, and consequently their respective models, has been increasing constantly. In this sense, simplifying but also detecting problems as bottlenecks is crucial at early stages of the design. Doing so over the implementation or implantation phases may duplicate the budget of the whole construction of a given system. Some relations between ECA model parts has been defined in order to perform this authomatic analysis. i.e. Linking relation between an automaton and a transaction rule, Concurrency relation between two automata, and Competition relation between two transaction rules. These relations are defined with four levels of certainty from the weakest to the strongest. The weakest relations can be obtaied automatically at design time. An algorithm of calculus can be applied to these relations in order to identify different threads, critical parts of the system and even superfluous or unifiable elements. This analysis can be performed regardless of heuristic knowledge about the system. An example of this analysis (applied over a system where the names of rules, controllers, actions and statements have been coded to conceal this heuristic) has been included also. Finally, two software tools are presented, the first is a support system for modeling with ECA, which guides the designer with the description of the different parts that comprise the model. It includes syntax check and also can perform the a priori analysis automatically during the design stage. This tool presents a report of the analysis results. The second tool is an extended simulator capable to simulate both AC systems as ACE. The simulator provide non-determinism choice of rules and/or automata during execution. / [ES] La Tesis Doctoral "Modelización de la concurrencia en sistemas distribuidos multiagente: autómatas cooperativos" tiene como objetivo final la definición y extensión de un modelo para la descripción de sistemas multiagente que aúne características deseables de las "Redes de Petri" y la "Teoría de Autómatas", así como la definición de un mecanismo automatizable de análisis sobre los sistemas descritos con este modelo que permite la simplificación de los mismos en sub-sistemas y la detección de partes críticas antes incluso de finalizar el modelado. También como objetivo se persigue dotar al sistema de un software de ayuda que automatice las partes de diseño, de análisis y de simulación de los sistemas descritos. Como aportaciones de la Tesis Doctoral se muestra la potencia expresiva del modelo de los Autómatas Cooperativos (AC) a la hora de describir sistemas concurrentes, además partiendo del modelo de los AC se realiza una comparativa de los mismos con otros modelos presentes en la literatura, como son los "Autómatas finitos Paralelos", los "Autómatas Team", y las "Redes de referencias", presentando en su caso mecanismos semiautomáticos de conversión entre los Automatas Cooperativos y ellos. En la Tesis Doctoral también se define una extensión del modelo original cuyo objetivo es de mejorar su usabilidad y reducir el diagrama de estados de los autómatas sin renunciar a ninguna de las características deseables del modelo original, pero añadiendo, sin embargo, mayor claridad y legibilidad a los modelos resultantes y una manera más natural de enfocar situaciones habituales sin necesidad del uso del modelo completo de los Autómatas Cooperativos dado que en este caso no hay decibilidad sobre determinadas propiedades como la de acotamiento. Los, así llamados, Autómatas Cooperativos Extendidos (ACE), cuya equivalencia expresiva con el modelo original es completa, permiten simplificar en gran medida y a tal efecto se muestran las simplificaciones resultantes en las conversiones entre sistemas desarrolladas anteriormente, así como un algoritmo de conversión entre el modelo AC original y el extendido. Una vez realizada la extensión se plantea la necesidad de realizar un análisis de los sistemas modelados identificando partes críticas y subprocesos durante las etapas más temprana del diseño y que este análisis fuera, dentro de lo posible, automático. Para realizar dicho análisis se definen formalmente las relaciones existentes entre las distintas componentes del modelo. Más concretamente las relaciones de vinculación entre autómatas y reglas, las de concurrencia de autómatas en reglas y las de competencia de reglas por autómatas. Dichas relaciones se definen con cuatro niveles de certidumbre siendo la más débil la que puede obtenerse automáticamente en tiempo de diseño. Una vez explicadas las relaciones propone un algoritmo de cálculo que permite identificar tanto los subprocesos, las partes críticas del sistema e incluso los elementos supérfluos o unificables, independientemente del conocimiento heurístico que sobre el sistema a modelar se tenga. Un ejemplo de este cálculo presenta sobre un sistema tipo donde los nombres de reglas, autómatas, acciones y estados han sido codificados para ocultar dicha heurística. Finalmente se presentan dos herramientas software, la primera es un sistema de ayuda para el modelado con los Autómatas Cooperativos Extendidos, que guia al diseñador en la descripción de las diferentes partes de las que consta el modelo verifica la sintaxis del mismo y parte de la lógica del mismo y a su vez permite realizar el análisis a priori antes mencionado de forma automática en cualquier momento del diseño, presentando un informe del resultado del mismo. La segunda es un simulador a su vez extendido para simular tanto sistemas AC como ACE y que permite el uso de no determinismo en la elección tanto de reglas como de autómatas. / [CAT] La Tesi Doctoral "Modelització de la concurrència en sistemes distribuïts multiagent: autòmats cooperatius" té com a objectiu final la definició i extensió d'un model per a la descripció de sistemes multiagent que uneix característiques desitjables de les "Xarxes de Petri" i la "Teoria d'Autòmats", així com la definició d'un mecanisme automatitzable d'anàlisi sobre els sistemes descrits amb aquest model que permet la simplificació dels mateixos en sub-sistemes i la detecció de parts crítiques abans fins i tot de finalitzar el modelatge. També com a objectiu es persegueix dotar al sistema de programes d'ajuda que automatitzen les parts de disseny, d'anàlisi i de simulació dels sistemes descrits. Com a aportacions de la Tesi Doctoral es mostra la potència expressiva del model dels Autòmats Cooperatius (AC) a l'hora de descriure sistemes concurrents, a més, partint del model dels AC, es realitza una comparativa dels mateixos amb altres models presents en la literatura, com són els "Autòmats finits Paral·lels", els "Autòmats Team", i les "Xarxes de referències", presentant si escau mecanismes semiautomàtics de conversió entre els Autòmats Cooperatius i ells. En la Tesi Doctoral també es defineix una extensió del model original que el seu objectiu és de millorar la seua usabilitat i reduir el diagrama d'estats dels autòmats sense renunciar a cap de les característiques desitjables del model original, però afegint, no obstant açò, major claredat i llegibilitat als models resultants i una manera més natural d'enfocar situacions habituals sense necessitat de l'ús del model complet dels Autòmats Cooperatius atès que en aquest cas no hi ha decibilidad sobre determinades propietats com la d'acotament. Els, així anomenats, Autòmats Cooperatius Estesos (*ACE), l'equivalència expressiva dels quals amb el model original és completa, permeten simplificar en gran mesura i a aquest efecte es mostren les simplificacions resultants en les conversions entre sistemes desenvolupades anteriorment, així com un algorisme de conversió entre el model AC original i l'estès. Una vegada realitzada l'extensió es planteja la necessitat de realitzar una anàlisi dels sistemes modelats identificant parts crítiques i sub-processos durant les etapes més primerenca del disseny i que aquesta anàlisi fora, en la mesura del possible, automàtic. Per a realitzar aquesta anàlisi es defineixen formalment les relacions existents entre les diferents components del model. Més concretament les relacions de vinculació entre autòmats i regles, les de concurrència d'autòmats en regles i les de competència de regles per autòmats. Aquestes relacions es defineixen amb quatre nivells de certitud sent la més feble la que pot obtenir-se automàticament en temps de disseny. Una vegada explicades les relacions proposa un algorisme de càlcul que permet identificar tant els *sub-processos, les parts crítiques del sistema i fins i tot els elements innecesaris o unificables, independentment del coneixement heurístic que sobre el sistema a modelar es tinga. Un exemple d'aquest càlcul presenta sobre un sistema tipus on els noms de regles, autòmats, accions i estats han sigut codificats per a ocultar aquesta heurística. Finalment es presenten dues eines software, la primera és un sistema d'ajuda per al modelatge amb els Autòmats Cooperatius Estesos, que ajuda al dissenyador en la descripció de les diferents parts de les quals consta el model verifica la sintaxi del mateix i part de la lògica del mateix i al seu torn permet realitzar l'anàlisi a priori abans esmentat de forma automàtica en qualsevol moment del disseny, presentant un informe del resultat del mateix. La segona és un simulador al seu torn estès per a simular tant sistemes AC com ACE i que permet l'ús de no determinisme en l'elecció tant de regles com d'autòmats. / Herrero Cuco, C. (2015). Modelización de la concurrencia en sistemas distribuidos multiagente: autómatas cooperativos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59442 / TESIS

[pt] Observamos que cada vez mais desenvolvedores estão adotando a arquitetura de microsserviços para o desenvolvimento de sistemas distribuídos. Usualmente nesse tipo de arquitetura há um serviço de fila de mensagens que fica responsável em fazer a comunicação assíncrona entre os microsserviços, um serviço bastante utilizado para isso é o Kafka. Nesse ambiente assíncrono, os testes de integração de um determinado serviço ficam complexos pela dificuldade de criar cenários reprodutíveis. No nosso trabalho propomos e avaliamos o uso de uma biblioteca em Go que ajuda no desenvolvimento de testes de integração para microsserviços que utilizam Docker e Kafka, garantindo a ordenação de eventos nos cenários de teste desenvolvidos. / [en] Nowadays more and more developers are adopting the microservices architecture for the development of distributed systems. Usually in this type of architecture there is a message queue service that is responsible for asynchronous communication between microservices; a service that is widely used for this is the Apache Kafka. In this asynchronous environment, integration tests for a given service become complex due to the difficulty of creating reproducible scenarios. In our work, we propose and evaluate the use of a library we developed in Go for the construction of integration tests for microservices that use Docker and Kafka, guaranteeing in the ordering of events as described in the test script.