Neste trabalho e proposta a abordagem TempER-Tr, uma técnica de modelagem conceitual, fundamentada em rede de Petri, que integra a especificação das propriedades dinâmicas de um sistema a um modelo de dados temporal do tipo entidade relacionamento. Um modelo ou esquema conceitual descreve as propriedades identificadas de um sistema a ser desenvolvido. Estas propriedades podem ser classificadas em propriedades estáticas e propriedades dinâmicas As propriedades estáticas descrevem os estados que o sistema pode alcançar, enquanto que as propriedades dinâmicas descrevem as transições entre estes estados. A modelagem conceitual das propriedades estáticas é normalmente conhecida como modelagem de dados. A modelagem das propriedades dinâmicas é denominada de modelagem funcional ou comportamental. Mais especificamente, o modelo TempER-Tr é uma extensão de um trabalho anterior, conhecido como ER-Tr. No modelo ER-Tr, para descrever as propriedades estáticas de um sistema utiliza-se o modelo entidade-relacionamento convencional. No modelo TempER-Tr passa-se a adotar um modelo entidade-relacionamento temporal. Aliado a isto, uma nova linguagem de anotação, baseada em SQL, com mais poder de expressão é proposta. O modelo entidade-relacionamento convencional não possui dispositivos de modelagem capazes de especificar restrições que envolvam a associação dos objetos com o tempo, exigindo que isto se faca ao nível da modelagem das propriedades dinâmicas. Em um modelo entidade-relacionamento convencional, os conjuntos de entidades e relacionamentos apresentam apenas duas dimensões: a primeira refere-se as instâncias (linhas) e a segunda aos atributos (colunas). Em uma abordagem entidade relacionamento temporal, uma nova dimensão e acrescentada: o eixo temporal, possibilitando que as restrições temporais decorrentes da associação entre os objetos possam ser especificadas ao nível do modelo estático. Um requisito importante a ser preenchido por um modelo de dados temporal é permitir que em um mesmo diagrama seja possível associar objetos (entidades, relacionamentos ou atributos) temporalizados com objetos não temporalizados. lsto porque em sistemas de informação alguns dados precisam ser explicitamente referenciados ao tempo e outros não, ou porque não mudam com o tempo, ou porque é irrelevante ao usuário saber quando os fatos ocorreram. O modelo de dados temporal proposto neste trabalho, denominado TempER, pressupõe que todas as entidades, sejam elas temporalizadas ou não temporalizadas, apresentam uma "existência", ou seja, uma validade temporal. No caso das entidades temporalizadas esta existência é um subconjunto de pontos do eixo temporal. Em virtude disto são chamadas de entidades transitórias. Em relação as entidades não temporalizadas, e assumido que "existem sempre", ou seja, a sua validade temporal é constante, implícita e igual a todo o eixo temporal. Por isto são denominadas entidades perenes. Tanto as entidades transitórias quanto as entidades perenes, são focalizadas pelo modelo TempER através de duas perspectivas: uma intemporal e outra temporal. Através da perspectiva intemporal as entidades apresentam duas dimensões, semelhança do que ocorre em um modelo entidade-relacionamento convencional. Através da perspectiva temporal as entidades apresentam três dimensões, as duas convencionais e mais o tempo. Enquanto que o modelo de dados temporal descreve as propriedades estáticas de um sistema, o modelo comportamental, a outra face da abordagem TempER-Tr, focaliza as transações executadas no interior do sistema, em resposta a eventos que ocorrem no ambiente externo. Estas transações, quando efetivadas, provocam mudanças de estados no sistema. Entretanto, para estarem habilitadas a ocorrer, é necessário que um determinado conjunto de restrições dinâmicas sejam atendidas, o que se configura em um comportamento análogo ao de uma rede de Petri. O modelo TempER-Tr é completamente mapeável, inclusive o modelo de dados temporal, para a rede CEM, um tipo de rede de Petri de alto nível. Isto permite que a sua semântica seja formalmente especificada e possibilita o aproveitamento das características das redes de Petri. / This dissertation presents TempER-Tr approach. TempER-Tr is a conceptual modeling technique based on Petri nets that integrates the specification of the dynamic properties of system to a temporal entity-relationship data model. A model or conceptual schema describes the identified properties of a system. These properties can be classified into static and dynamic properties. The static properties describe the states that the system can reach, while the dynamic properties describe the transitions between the states. The conceptual modeling of the static properties is usually known as data modeling, while behavioral or functional modeling deals with dynamic properties. The TempER-Tr model is an extension of a model known as ER-Tr. In the ER-Tr model, the conventional entity-relationship model is used to describe the static properties of a system. In the TempER-Tr model, it is adopted a kind of temporal entityrelationship model. In addition, a new notation language is proposed, based on SQL, with more expression power. The conventional entity-relationship model doesn't provide tools to specify constraints that involve the association of objects with the time dimension, requiring that this have to be done at the dynamic properties modeling level. At the conventional entityrelationship model the entities and relationships sets present just two dimensions: the first one is related to the instance (lines) and the second to the attributes (columns). At a temporal entity-relationship approach, a new dimension is added: the time line. This way, the temporal constraints can be specified at the level of the static diagrams. An important requirement to be supplied by any temporal data model is the possibility to relate, into the same diagram, time-varying objects with time-invarying objects. This is due to the fact that in information systems some data need to be explicitly related to time and others don't, either because they don't change with time, or because users don't need to know when the facts occurred. • The temporal data model proposed in this work, nominated TempER, presupposes that all entities, being them time-varying or time-invarying, have an "existence", or a temporal validity. At the time-varying entities, named transitory entities, this existence is a subset of points from the time line. In time-invarying entities, named perennial entities, it is assumed that they "always exist", i.e., their temporal validity is constant, implicit, and equal to all points of the time line. Transitory entities, as much as perennial entities, are focused by the TempER model through two perspectives: a temporal perspective and a non-temporal perspective. Through the non-temporal perspective the entities present two dimensions - lines and columns - similar to a conventional entity-relationship model. Through the temporal perspective the entities present three dimensions: the two conventional dimensions and, in addition, the time dimension. While the temporal data model describes the static properties of a system, the behavioral model in the TempER-Tr approach focus the transactions that are executed by the system, in response to the events that occur at the external environment. A certain set of dynamic constraints must be attended so that transactions are enable to occur. This configures a behavior similar to a Petri net. The TempER-Tr model is completely mappeable, inclusive the temporal data model, to the CEM net, a kind of high level Petri net. This way, the semantic of TempER-Tr model is formally specified. In addition, the utilization of the characteristics of Petri nets is possible.

Neste trabalho e proposta a abordagem TempER-Tr, uma técnica de modelagem conceitual, fundamentada em rede de Petri, que integra a especificação das propriedades dinâmicas de um sistema a um modelo de dados temporal do tipo entidade relacionamento. Um modelo ou esquema conceitual descreve as propriedades identificadas de um sistema a ser desenvolvido. Estas propriedades podem ser classificadas em propriedades estáticas e propriedades dinâmicas As propriedades estáticas descrevem os estados que o sistema pode alcançar, enquanto que as propriedades dinâmicas descrevem as transições entre estes estados. A modelagem conceitual das propriedades estáticas é normalmente conhecida como modelagem de dados. A modelagem das propriedades dinâmicas é denominada de modelagem funcional ou comportamental. Mais especificamente, o modelo TempER-Tr é uma extensão de um trabalho anterior, conhecido como ER-Tr. No modelo ER-Tr, para descrever as propriedades estáticas de um sistema utiliza-se o modelo entidade-relacionamento convencional. No modelo TempER-Tr passa-se a adotar um modelo entidade-relacionamento temporal. Aliado a isto, uma nova linguagem de anotação, baseada em SQL, com mais poder de expressão é proposta. O modelo entidade-relacionamento convencional não possui dispositivos de modelagem capazes de especificar restrições que envolvam a associação dos objetos com o tempo, exigindo que isto se faca ao nível da modelagem das propriedades dinâmicas. Em um modelo entidade-relacionamento convencional, os conjuntos de entidades e relacionamentos apresentam apenas duas dimensões: a primeira refere-se as instâncias (linhas) e a segunda aos atributos (colunas). Em uma abordagem entidade relacionamento temporal, uma nova dimensão e acrescentada: o eixo temporal, possibilitando que as restrições temporais decorrentes da associação entre os objetos possam ser especificadas ao nível do modelo estático. Um requisito importante a ser preenchido por um modelo de dados temporal é permitir que em um mesmo diagrama seja possível associar objetos (entidades, relacionamentos ou atributos) temporalizados com objetos não temporalizados. lsto porque em sistemas de informação alguns dados precisam ser explicitamente referenciados ao tempo e outros não, ou porque não mudam com o tempo, ou porque é irrelevante ao usuário saber quando os fatos ocorreram. O modelo de dados temporal proposto neste trabalho, denominado TempER, pressupõe que todas as entidades, sejam elas temporalizadas ou não temporalizadas, apresentam uma "existência", ou seja, uma validade temporal. No caso das entidades temporalizadas esta existência é um subconjunto de pontos do eixo temporal. Em virtude disto são chamadas de entidades transitórias. Em relação as entidades não temporalizadas, e assumido que "existem sempre", ou seja, a sua validade temporal é constante, implícita e igual a todo o eixo temporal. Por isto são denominadas entidades perenes. Tanto as entidades transitórias quanto as entidades perenes, são focalizadas pelo modelo TempER através de duas perspectivas: uma intemporal e outra temporal. Através da perspectiva intemporal as entidades apresentam duas dimensões, semelhança do que ocorre em um modelo entidade-relacionamento convencional. Através da perspectiva temporal as entidades apresentam três dimensões, as duas convencionais e mais o tempo. Enquanto que o modelo de dados temporal descreve as propriedades estáticas de um sistema, o modelo comportamental, a outra face da abordagem TempER-Tr, focaliza as transações executadas no interior do sistema, em resposta a eventos que ocorrem no ambiente externo. Estas transações, quando efetivadas, provocam mudanças de estados no sistema. Entretanto, para estarem habilitadas a ocorrer, é necessário que um determinado conjunto de restrições dinâmicas sejam atendidas, o que se configura em um comportamento análogo ao de uma rede de Petri. O modelo TempER-Tr é completamente mapeável, inclusive o modelo de dados temporal, para a rede CEM, um tipo de rede de Petri de alto nível. Isto permite que a sua semântica seja formalmente especificada e possibilita o aproveitamento das características das redes de Petri. / This dissertation presents TempER-Tr approach. TempER-Tr is a conceptual modeling technique based on Petri nets that integrates the specification of the dynamic properties of system to a temporal entity-relationship data model. A model or conceptual schema describes the identified properties of a system. These properties can be classified into static and dynamic properties. The static properties describe the states that the system can reach, while the dynamic properties describe the transitions between the states. The conceptual modeling of the static properties is usually known as data modeling, while behavioral or functional modeling deals with dynamic properties. The TempER-Tr model is an extension of a model known as ER-Tr. In the ER-Tr model, the conventional entity-relationship model is used to describe the static properties of a system. In the TempER-Tr model, it is adopted a kind of temporal entityrelationship model. In addition, a new notation language is proposed, based on SQL, with more expression power. The conventional entity-relationship model doesn't provide tools to specify constraints that involve the association of objects with the time dimension, requiring that this have to be done at the dynamic properties modeling level. At the conventional entityrelationship model the entities and relationships sets present just two dimensions: the first one is related to the instance (lines) and the second to the attributes (columns). At a temporal entity-relationship approach, a new dimension is added: the time line. This way, the temporal constraints can be specified at the level of the static diagrams. An important requirement to be supplied by any temporal data model is the possibility to relate, into the same diagram, time-varying objects with time-invarying objects. This is due to the fact that in information systems some data need to be explicitly related to time and others don't, either because they don't change with time, or because users don't need to know when the facts occurred. • The temporal data model proposed in this work, nominated TempER, presupposes that all entities, being them time-varying or time-invarying, have an "existence", or a temporal validity. At the time-varying entities, named transitory entities, this existence is a subset of points from the time line. In time-invarying entities, named perennial entities, it is assumed that they "always exist", i.e., their temporal validity is constant, implicit, and equal to all points of the time line. Transitory entities, as much as perennial entities, are focused by the TempER model through two perspectives: a temporal perspective and a non-temporal perspective. Through the non-temporal perspective the entities present two dimensions - lines and columns - similar to a conventional entity-relationship model. Through the temporal perspective the entities present three dimensions: the two conventional dimensions and, in addition, the time dimension. While the temporal data model describes the static properties of a system, the behavioral model in the TempER-Tr approach focus the transactions that are executed by the system, in response to the events that occur at the external environment. A certain set of dynamic constraints must be attended so that transactions are enable to occur. This configures a behavior similar to a Petri net. The TempER-Tr model is completely mappeable, inclusive the temporal data model, to the CEM net, a kind of high level Petri net. This way, the semantic of TempER-Tr model is formally specified. In addition, the utilization of the characteristics of Petri nets is possible.

Découvrir les environs tout en marchant à l'aide d'un appareil mobile est désormais possible en associant les nouvelles technologies telles que la réalité augmentée (RA) et les services basés sur la localisation. De nombreuses applications mobiles ont été conçues à cet effet récemment. Les environs d'un utilisateur en mouvement sont présentés sur l'écran de son appareil mobile en utilisant les données de géo-localisation et elle peut interagir avec son environnement grâce à une couche d'information numérique superposée sur la scène capturée. Toutefois, la quantité d'informations géo-référencées produites et accessibles augmentant chaque jour, il y a un besoin croissant d'une approche générique qui vise à présenter l'information de manière structurée et adaptée aux différents domaines d'application et à la diversité des profils des utilisateurs.Notre travail se concentre sur la définition d'un modèle de données pour les objets 3D destiné à être intégré dans des applications de RA mobiles. Le modèle de données que nous proposons donne accès à l'information spatio-temporelle et thématique disponible sur les objets du monde réel. Alors que la réalité augmentée semble être bien adaptée pour la recherche d'informations à partir de la localisation, la plupart des approches basées sur la RA se concentre sur des scénarios spécifiques à un domaine d'application. D'autre part, le nuage des données ouvertes et liées (LOD Cloud en anglais) est un ensemble en constante extension de données structurées et publiées sur le Web. Il contient donc de grandes quantités d'informations à références spatio-temporelles qui peuvent être exploitées par les applications mobiles et présentées en utilisant la RA pour favoriser l'interaction. Dans notre recherche, ce nuage du Web des Données sert de source principale d'information au cours de l'expérience de découverte des environs à l'aide de la RA proposée à l'utilisateur.À cette fin, nous publions sur le Web les objets 3D correspondant aux objets du monde réel en utilisant notre modèle de données, ce qui permet de les lier avec le nuage du Web des Données. De fait, un objet du monde réel peut être représenté selon trois dimensions d'information : thématique (qui décrit les rôles ou fonctions de l'objet), spatiale (à travers sa géométrie 3D), et temporelle (par la période qui correspond à son existence). De plus, chaque changement dans la vie d'un objet du monde réel est représenté dans le modèle par des informations sémantiques. En conséquence, sur son appareil mobile, l'utilisateur visualise une vue de RA construite avec des modèles 3D légers et transparents. Il peut interagir avec ces objets de RA afin d'accéder aux informations relatives aux objets du monde réel correspondants qui se trouvent aux alentours et vers lesquels il pointe son téléphone mobile. Ces objets de RA permettent à l'utilisateur de construire mentalement la relation référentielle entre les objets virtuels et réels, tandis que le développeur de l'application mobile peut créer des expériences basées sur des thématiques différentes disponibles à travers sur le nuage du Web des Données (architecture, histoire, gastronomie, loisirs, etc.).En nous appuyant sur cette base de connaissances conceptualisée, nous proposons une architecture appelée ARCAMA-3D (Réalité Augmentée et 3D pour les applications mobiles sensibles au contexte), dont les modules permettent aux concepteurs et développeurs de créer leurs propres applications de RA pour différents domaines en étant en mesure d'étendre le modèle de données, de lier les modèles 3D avec d'autres ensembles de données ouvertes et liées disponibles dans le nuage, et d'alimenter ces applications de découverte à partir de sources de données spécifiques. Notre proposition est illustrée sur le cas d'étude que constitue le Monastère Royal de Brou, en France, à travers un scénario de cas d'utilisation pour un utilisateur visitant ce monument historique. / Discovering the surroundings while walking using a mobile device is now possible by coupling new technologies such as Augmented Reality (AR) and location-based services. Many mobile applications have been designed for that purpose recently. The surroundings of the user are presented on the screen of her mobile device using the location data and she can interact with her environment through a digital information layer superimposed on the captured scene. However, since the amount of geo-referenced information increases every day, there is a growing need for a generic approach that aims at presenting information in a structured manner and adapted to different application domains and users profiles.Our work focuses on the definition of a data model for 3D objects to be used in mobile AR applications. The data model we propose prioritizes access to available spatiotemporal and thematic information about real-world objects. While Augmented Reality appears to be well-suited for searching location-based information, most of the AR approaches focus on domain specific scenarios and we observe that there is no generic data model dedicated to information search and discovery that could be re-used in various AR applications. On the other hand, Linked Open Data (LOD) cloud is an ever-growing set of structured and interlinked datasets published on the Web. It contains vast amounts of spatiotemporal information that can be exploited by location-based mobile applications and presented using AR for fostering interaction. In our research, the LOD cloud serves as a basis for information retrieval during the AR experience of the user.For this purpose, we first publish 3D objects that correspond to real-world objects (buildings, monuments, etc.) on the Web by using our data model and interlink them with data sources on the LOD cloud. Then, using our data model, any real-world object can be represented by three informational dimensions: themes (describing the roles or functions of this object), space (through its 3D geometry), and time (the period linked to its existence). Each change in the life of a real-world object is represented in the model by semantic information following the LOD publishing principles. This allows a binding between the content of our data model and the LOD cloud. As a consequence, on her mobile device, the user visualizes an AR view built with light and transparent 3D models. She can interact with these AR objects in order to access to information related to the corresponding real-world objects of her surroundings she is pointing at. These AR objects allow the user to mentally construct the referential relationships between virtual and real-world objects, while the mobile application developer can create experiences based on different concepts found on the cloud (thematic and temporal concepts, etc.). This way, the LOD cloud, as a growing and updated structured source of semantic data, becomes the main source of information and facilitates knowledge discovery in AR applications.Using this conceptualized knowledge base, we propose our architecture, called ARCAMA-3D (Augmented Reality for Context Aware Mobile Applications with 3D), whose modules allow application designers and developers to create their own AR applications for different domains by being able to extend the data model, bind 3D models with other data sources on the LOD cloud, cover a selected part of LOD and feed their application only with these specific data sources. We develop our ideas working on the case study of the Royal Monastery of Brou, in France, and implement a use case scenario for a user visiting the monastery.

Sistemas de Informação de Escritórios são tipos particulares de sistemas de informação. São sistemas sócio-técnicos, muito complexos, com grande influência humana. O tempo tem grande importância no tratamento das informações, tanto na representação de informações temporais explícitas como em restrições de ordem temporal e em características que são alteradas com a evolução da aplicação. Neste trabalho é apresentado um modelo de dados para ser utilizado como método de especificação de requisitos de sistemas de informação de escritórios. 0 desenvolvimento de especificações é uma tarefa bastante complexa, devendo possibilitar a representação de todas as características da aplicação, tanto as estáticas como as comportamentais. A especificação de uma aplicação geralmente é muito extensa, sendo dispendido um tempo considerável em sua elaboração. Um aspecto importante no desenvolvimento de especificações é a verificação da corretude destas, devido a complexidade que apresentam. Uma maneira de gerar especificações mais corretas e em menor espaço de tempo é através da reutilização de especificações anteriormente construídas e já validadas através de implementações. Neste trabalho optou-se por utilizar um modelo de dados orientado a objetos para especificar os sistemas de informação de escritórios. A utilização do paradigma de orientação a objetos na modelagem permite a definição de uma biblioteca de classes de objetos, classes estas identificadas em diversas especificações realizadas em um determinado domínio de aplicação. As classes constantes desta biblioteca podem ser reutilizadas de maneira bastante eficiente em especificações posteriores. A representação das características dinâmicas de uma aplicação, tais como a evolução dos objetos dentro do escritório, requer a possibilidade de representação de propriedades temporais. O modelo de dados utilizado na especificação deve permitir a representação de aspectos temporais tanto para definição de dados definidos em um domínio temporal como para representar a evolução dos valores assumidos pelos objetos durante sua existência. A possibilidade de representação dos aspectos temporais é um dos principais pontos desenvolvidos na elaboração do modelo de dados apresentado neste trabalho. O modelo apresentado denomina-se TF-ORM (Temporal Fuctionality in Objects with Roles Model), sendo uma extensão do modelo F-ORM (Functionality in Objects with Roles Model) [DEA 91a,b,c]. Foram incorporadas a este modelo os necessários aspectos temporais e foram ampliadas características básicas para captar melhor as particularidades do domínio de sistemas de informação de escritórios, principalmente no que à concerne representação de alguma parcela de trabalho humano. O modelo resultante, TF-ORM, um modelo de dados orientado a objetos, temporal, que utiliza o conceito de papéis para representar os diferentes comportamentos de um objeto. A possibilidade de recuperação de informações de um banco de dados que implemente o modelo de dados proposto foi também considerada. Neste trabalho é apresentada uma linguagem de recuperação de informações (linguagem de consulta) para o modelo de dados TF-ORM. Especial atenção é dada as consultas temporais. Como no modelo proposto são armazenados tanto o tempo de transação como o de validade, a linguagem de recuperação pode ser utilizada para recuperar informações referentes ao estado atual do banco de dados (informações atualmente válidas), a respeito de estados passados e futuros (informações válidas no passado e que serão válidas em estados futuros, de acordo com o atual conhecimento dos dados) e referentes a histórias passadas do banco de dados (informações que se acreditava como válidas em algum momento do passado). É apresentado em estudo de caso completo com o objetivo de validar o modelo de dados proposto e sua eficiência na especificação deste tipo de sistema de informação. O trabalho apresenta ainda a descrição de um ambiente de apoio a especificações que faz use de uma biblioteca de classes. Através deste ambiente, a especificação de uma aplicação é construída gradualmente, estando disponíveis opções de listagem das partes já definidas e de informações da biblioteca de classes para serem reutilizadas. As especificações geradas através deste ambiente apresentam pouca possibilidade de erro, uma vez que são efetuados vários procedimentos de verificação das informações fornecidas. / Office Information Systems constitute special kinds of information systems - very complex socio-technical systems, with large human influence. Time is very important in the information representation, not only for explicit temporal information but also for restrictions on temporal ordering of activities to be executed and to record the temporal evolution of property values. In this work a data model to be used as a requirement specification method for office infoimations systems is presented. Specification development is a complex task. All the possible characteristics of an application, static and behavioral, shall be represented. An applications' specification is usually not a trivial task, and a big amount of time is used to develop it. Specifications are usually very complex and the possibility of verifying the correctness is an important aspect to be considered. The reuse of specifications is a way to obtain a better rate of correctness spending less time, using parts of specifications that were already validated through previous implementations. An object-oriented data model is used in this work to specify office information systems. The use of the object-oriented paradigm allows the definition of a class library containing classes identified in several specifications constructed in a specific application domain. The reuse of classes of such a library in new specifications gives efficiency to the process. To represent the dynamic characteristics of an application, such as the documents evolution within the office, it is necessary to be able to represent temporal properties. The data model used in the specification shall allow the representation of these temporal aspects not only to model data defined in a temporal domain but also to represent the objects values evolution during an objects existence. The representaion of temporal aspects is one of the main issues developed in the data model defined in this work. The data model is called TF-ORM (Temporal Fuctionality in Objects with Roles Model), and is an extention to the F-ORM (Functionality in Objects with Roles Model) model [DEA 91 a,b,c]. To this model the necessary temporal aspects were added and the basic characteristics were enlarged to better capture the particular aspects of the office habilitation systems domain, specially concerning the representation of some parts of human work. The resulting model. TF-ORM, is an object-oriented temporal data model and uses the concept of roles to represent an objects different behaviors. The possibility of retrieving information from a database specified through this data model is also considered and a query language for the TF-ORM data model is presented. Special attention is given to the retrieval of temporal information. The TFORM data model stores both the transaction and the valid time associated to dynamic properties and allows the retrieving of information fettering the databases' actual state (actually valid information), information refering the databases' past and future states (valid information in the past and information that will be valid in the future according to the actual data knowledge) and information about the databases' past history (information that was believed to be true in some moment in the past). A complete case study is presented to validate the TF-ORM data model and its efficiency as a specification method for office information systems. An environment to support specifications using TF-ORM is described. This environment uses a class library. The use of this environment allows stepwise construction of a specification, with the access to listings of the already defined parts and to the information of the class library to be reused. The contructed specifications present a small rate of errors, due to several verification procedures embedded in the environment.

Sistemas de Informação de Escritórios são tipos particulares de sistemas de informação. São sistemas sócio-técnicos, muito complexos, com grande influência humana. O tempo tem grande importância no tratamento das informações, tanto na representação de informações temporais explícitas como em restrições de ordem temporal e em características que são alteradas com a evolução da aplicação. Neste trabalho é apresentado um modelo de dados para ser utilizado como método de especificação de requisitos de sistemas de informação de escritórios. 0 desenvolvimento de especificações é uma tarefa bastante complexa, devendo possibilitar a representação de todas as características da aplicação, tanto as estáticas como as comportamentais. A especificação de uma aplicação geralmente é muito extensa, sendo dispendido um tempo considerável em sua elaboração. Um aspecto importante no desenvolvimento de especificações é a verificação da corretude destas, devido a complexidade que apresentam. Uma maneira de gerar especificações mais corretas e em menor espaço de tempo é através da reutilização de especificações anteriormente construídas e já validadas através de implementações. Neste trabalho optou-se por utilizar um modelo de dados orientado a objetos para especificar os sistemas de informação de escritórios. A utilização do paradigma de orientação a objetos na modelagem permite a definição de uma biblioteca de classes de objetos, classes estas identificadas em diversas especificações realizadas em um determinado domínio de aplicação. As classes constantes desta biblioteca podem ser reutilizadas de maneira bastante eficiente em especificações posteriores. A representação das características dinâmicas de uma aplicação, tais como a evolução dos objetos dentro do escritório, requer a possibilidade de representação de propriedades temporais. O modelo de dados utilizado na especificação deve permitir a representação de aspectos temporais tanto para definição de dados definidos em um domínio temporal como para representar a evolução dos valores assumidos pelos objetos durante sua existência. A possibilidade de representação dos aspectos temporais é um dos principais pontos desenvolvidos na elaboração do modelo de dados apresentado neste trabalho. O modelo apresentado denomina-se TF-ORM (Temporal Fuctionality in Objects with Roles Model), sendo uma extensão do modelo F-ORM (Functionality in Objects with Roles Model) [DEA 91a,b,c]. Foram incorporadas a este modelo os necessários aspectos temporais e foram ampliadas características básicas para captar melhor as particularidades do domínio de sistemas de informação de escritórios, principalmente no que à concerne representação de alguma parcela de trabalho humano. O modelo resultante, TF-ORM, um modelo de dados orientado a objetos, temporal, que utiliza o conceito de papéis para representar os diferentes comportamentos de um objeto. A possibilidade de recuperação de informações de um banco de dados que implemente o modelo de dados proposto foi também considerada. Neste trabalho é apresentada uma linguagem de recuperação de informações (linguagem de consulta) para o modelo de dados TF-ORM. Especial atenção é dada as consultas temporais. Como no modelo proposto são armazenados tanto o tempo de transação como o de validade, a linguagem de recuperação pode ser utilizada para recuperar informações referentes ao estado atual do banco de dados (informações atualmente válidas), a respeito de estados passados e futuros (informações válidas no passado e que serão válidas em estados futuros, de acordo com o atual conhecimento dos dados) e referentes a histórias passadas do banco de dados (informações que se acreditava como válidas em algum momento do passado). É apresentado em estudo de caso completo com o objetivo de validar o modelo de dados proposto e sua eficiência na especificação deste tipo de sistema de informação. O trabalho apresenta ainda a descrição de um ambiente de apoio a especificações que faz use de uma biblioteca de classes. Através deste ambiente, a especificação de uma aplicação é construída gradualmente, estando disponíveis opções de listagem das partes já definidas e de informações da biblioteca de classes para serem reutilizadas. As especificações geradas através deste ambiente apresentam pouca possibilidade de erro, uma vez que são efetuados vários procedimentos de verificação das informações fornecidas. / Office Information Systems constitute special kinds of information systems - very complex socio-technical systems, with large human influence. Time is very important in the information representation, not only for explicit temporal information but also for restrictions on temporal ordering of activities to be executed and to record the temporal evolution of property values. In this work a data model to be used as a requirement specification method for office infoimations systems is presented. Specification development is a complex task. All the possible characteristics of an application, static and behavioral, shall be represented. An applications' specification is usually not a trivial task, and a big amount of time is used to develop it. Specifications are usually very complex and the possibility of verifying the correctness is an important aspect to be considered. The reuse of specifications is a way to obtain a better rate of correctness spending less time, using parts of specifications that were already validated through previous implementations. An object-oriented data model is used in this work to specify office information systems. The use of the object-oriented paradigm allows the definition of a class library containing classes identified in several specifications constructed in a specific application domain. The reuse of classes of such a library in new specifications gives efficiency to the process. To represent the dynamic characteristics of an application, such as the documents evolution within the office, it is necessary to be able to represent temporal properties. The data model used in the specification shall allow the representation of these temporal aspects not only to model data defined in a temporal domain but also to represent the objects values evolution during an objects existence. The representaion of temporal aspects is one of the main issues developed in the data model defined in this work. The data model is called TF-ORM (Temporal Fuctionality in Objects with Roles Model), and is an extention to the F-ORM (Functionality in Objects with Roles Model) model [DEA 91 a,b,c]. To this model the necessary temporal aspects were added and the basic characteristics were enlarged to better capture the particular aspects of the office habilitation systems domain, specially concerning the representation of some parts of human work. The resulting model. TF-ORM, is an object-oriented temporal data model and uses the concept of roles to represent an objects different behaviors. The possibility of retrieving information from a database specified through this data model is also considered and a query language for the TF-ORM data model is presented. Special attention is given to the retrieval of temporal information. The TFORM data model stores both the transaction and the valid time associated to dynamic properties and allows the retrieving of information fettering the databases' actual state (actually valid information), information refering the databases' past and future states (valid information in the past and information that will be valid in the future according to the actual data knowledge) and information about the databases' past history (information that was believed to be true in some moment in the past). A complete case study is presented to validate the TF-ORM data model and its efficiency as a specification method for office information systems. An environment to support specifications using TF-ORM is described. This environment uses a class library. The use of this environment allows stepwise construction of a specification, with the access to listings of the already defined parts and to the information of the class library to be reused. The contructed specifications present a small rate of errors, due to several verification procedures embedded in the environment.

Sistemas de Informação de Escritórios são tipos particulares de sistemas de informação. São sistemas sócio-técnicos, muito complexos, com grande influência humana. O tempo tem grande importância no tratamento das informações, tanto na representação de informações temporais explícitas como em restrições de ordem temporal e em características que são alteradas com a evolução da aplicação. Neste trabalho é apresentado um modelo de dados para ser utilizado como método de especificação de requisitos de sistemas de informação de escritórios. 0 desenvolvimento de especificações é uma tarefa bastante complexa, devendo possibilitar a representação de todas as características da aplicação, tanto as estáticas como as comportamentais. A especificação de uma aplicação geralmente é muito extensa, sendo dispendido um tempo considerável em sua elaboração. Um aspecto importante no desenvolvimento de especificações é a verificação da corretude destas, devido a complexidade que apresentam. Uma maneira de gerar especificações mais corretas e em menor espaço de tempo é através da reutilização de especificações anteriormente construídas e já validadas através de implementações. Neste trabalho optou-se por utilizar um modelo de dados orientado a objetos para especificar os sistemas de informação de escritórios. A utilização do paradigma de orientação a objetos na modelagem permite a definição de uma biblioteca de classes de objetos, classes estas identificadas em diversas especificações realizadas em um determinado domínio de aplicação. As classes constantes desta biblioteca podem ser reutilizadas de maneira bastante eficiente em especificações posteriores. A representação das características dinâmicas de uma aplicação, tais como a evolução dos objetos dentro do escritório, requer a possibilidade de representação de propriedades temporais. O modelo de dados utilizado na especificação deve permitir a representação de aspectos temporais tanto para definição de dados definidos em um domínio temporal como para representar a evolução dos valores assumidos pelos objetos durante sua existência. A possibilidade de representação dos aspectos temporais é um dos principais pontos desenvolvidos na elaboração do modelo de dados apresentado neste trabalho. O modelo apresentado denomina-se TF-ORM (Temporal Fuctionality in Objects with Roles Model), sendo uma extensão do modelo F-ORM (Functionality in Objects with Roles Model) [DEA 91a,b,c]. Foram incorporadas a este modelo os necessários aspectos temporais e foram ampliadas características básicas para captar melhor as particularidades do domínio de sistemas de informação de escritórios, principalmente no que à concerne representação de alguma parcela de trabalho humano. O modelo resultante, TF-ORM, um modelo de dados orientado a objetos, temporal, que utiliza o conceito de papéis para representar os diferentes comportamentos de um objeto. A possibilidade de recuperação de informações de um banco de dados que implemente o modelo de dados proposto foi também considerada. Neste trabalho é apresentada uma linguagem de recuperação de informações (linguagem de consulta) para o modelo de dados TF-ORM. Especial atenção é dada as consultas temporais. Como no modelo proposto são armazenados tanto o tempo de transação como o de validade, a linguagem de recuperação pode ser utilizada para recuperar informações referentes ao estado atual do banco de dados (informações atualmente válidas), a respeito de estados passados e futuros (informações válidas no passado e que serão válidas em estados futuros, de acordo com o atual conhecimento dos dados) e referentes a histórias passadas do banco de dados (informações que se acreditava como válidas em algum momento do passado). É apresentado em estudo de caso completo com o objetivo de validar o modelo de dados proposto e sua eficiência na especificação deste tipo de sistema de informação. O trabalho apresenta ainda a descrição de um ambiente de apoio a especificações que faz use de uma biblioteca de classes. Através deste ambiente, a especificação de uma aplicação é construída gradualmente, estando disponíveis opções de listagem das partes já definidas e de informações da biblioteca de classes para serem reutilizadas. As especificações geradas através deste ambiente apresentam pouca possibilidade de erro, uma vez que são efetuados vários procedimentos de verificação das informações fornecidas. / Office Information Systems constitute special kinds of information systems - very complex socio-technical systems, with large human influence. Time is very important in the information representation, not only for explicit temporal information but also for restrictions on temporal ordering of activities to be executed and to record the temporal evolution of property values. In this work a data model to be used as a requirement specification method for office infoimations systems is presented. Specification development is a complex task. All the possible characteristics of an application, static and behavioral, shall be represented. An applications' specification is usually not a trivial task, and a big amount of time is used to develop it. Specifications are usually very complex and the possibility of verifying the correctness is an important aspect to be considered. The reuse of specifications is a way to obtain a better rate of correctness spending less time, using parts of specifications that were already validated through previous implementations. An object-oriented data model is used in this work to specify office information systems. The use of the object-oriented paradigm allows the definition of a class library containing classes identified in several specifications constructed in a specific application domain. The reuse of classes of such a library in new specifications gives efficiency to the process. To represent the dynamic characteristics of an application, such as the documents evolution within the office, it is necessary to be able to represent temporal properties. The data model used in the specification shall allow the representation of these temporal aspects not only to model data defined in a temporal domain but also to represent the objects values evolution during an objects existence. The representaion of temporal aspects is one of the main issues developed in the data model defined in this work. The data model is called TF-ORM (Temporal Fuctionality in Objects with Roles Model), and is an extention to the F-ORM (Functionality in Objects with Roles Model) model [DEA 91 a,b,c]. To this model the necessary temporal aspects were added and the basic characteristics were enlarged to better capture the particular aspects of the office habilitation systems domain, specially concerning the representation of some parts of human work. The resulting model. TF-ORM, is an object-oriented temporal data model and uses the concept of roles to represent an objects different behaviors. The possibility of retrieving information from a database specified through this data model is also considered and a query language for the TF-ORM data model is presented. Special attention is given to the retrieval of temporal information. The TFORM data model stores both the transaction and the valid time associated to dynamic properties and allows the retrieving of information fettering the databases' actual state (actually valid information), information refering the databases' past and future states (valid information in the past and information that will be valid in the future according to the actual data knowledge) and information about the databases' past history (information that was believed to be true in some moment in the past). A complete case study is presented to validate the TF-ORM data model and its efficiency as a specification method for office information systems. An environment to support specifications using TF-ORM is described. This environment uses a class library. The use of this environment allows stepwise construction of a specification, with the access to listings of the already defined parts and to the information of the class library to be reused. The contructed specifications present a small rate of errors, due to several verification procedures embedded in the environment.

No description available.

Les transducteurs ultrasonores capacitifs micro-usinés sont aujourd'hui une nouvelle alternative à la transduction d'ondes ultrasonores. En comparaison avec la technologie piézo-électrique, ils offrent des potentialités en termes de production, de miniaturisation et d'intégration d'une électronique associée mais aussi en termes de performances. Néanmoins,leur mise en œuvre n'en est encore qu'à ces balbutiements et la compréhension de leurs comportements nécessite d'être approfondie. C'est dans ce cadre que s'inscrit le présent travail de thèse. Nous proposons, dans un premier temps, à l'aide d'un modèle numérique basé sur une mécanique linéaire de plaques multicouches, d'étudier l'effet des contraintes initiales sur le comportement statique. Dans un second temps, l'impact de la non-linéarité de la dynamique d'une cellule, puis d'un réseau de cellules, est étudiée en s'appuyant à la fois sur des mesures d'interférométrie et sur un modèle temporel intégrant les effets du fluide. Enfin, nous proposons une optimisation de l'excitation et l'utilisation de ces dispositifs en régime forcée pour la génération d'onde basse fréquence dans l'air et dans l'eau. / Capacitive tvIicromachined Ultrasound Transducers (cMUTs) are today a new alternative for the generation of ultrasonic waves. Compared lo the piezoelectric technology, theyoffer some potentialities in terms of reliability, production, miniaturization and electronicintegration but also in term of acoustic performance. Nevertheless, their implementationis relatively new and the understanding of their static and dynamic behaviors needs to bestudied further. This is in this context that this PhD is developed. We propose, in a firsttime, with the help of a numeric model based on the linear mechanic theory of multilayeredplates, to study the impact of initial stresses on the static behavior. In a second time, the impact of the nonlinearity on the dynamic of the cell first, and a cell array next, is studiedwith the help of a temporal model and measurements made by laser interferometry both.Finally, thanks to this dynamic study, a new operation mode of cMUTs is identified andverified. This one is based on the use of forced regime in air and water of these device togenerate low frequencies ultrasonic waves.

Robots are operating for longer times and collecting much more data than just a few years ago. In this setting we are interested in exploring ways of modeling the environment, segmenting out areas of interest and keeping track of the segmentations over time, with the purpose of building 4D models (i.e. space and time) of the relevant parts of the environment. Our approach relies on repeatedly observing the environment and creating local maps at specific locations. The first question we address is how to choose where to build these local maps. Traditionally, an operator defines a set of waypoints on a pre-built map of the environment which the robot visits autonomously. Instead, we propose a method to automatically extract semantically meaningful regions from a point cloud representation of the environment. The resulting segmentation is purely geometric, and in the context of mobile robots operating in human environments, the semantic label associated with each segment (i.e. kitchen, office) can be of interest for a variety of applications. We therefore also look at how to obtain per-pixel semantic labels given the geometric segmentation, by fusing probabilistic distributions over scene and object types in a Conditional Random Field. For most robotic systems, the elements of interest in the environment are the ones which exhibit some dynamic properties (such as people, chairs, cups, etc.), and the ability to detect and segment such elements provides a very useful initial segmentation of the scene. We propose a method to iteratively build a static map from observations of the same scene acquired at different points in time. Dynamic elements are obtained by computing the difference between the static map and new observations. We address the problem of clustering together dynamic elements which correspond to the same physical object, observed at different points in time and in significantly different circumstances. To address some of the inherent limitations in the sensors used, we autonomously plan, navigate around and obtain additional views of the segmented dynamic elements. We look at methods of fusing the additional data and we show that both a combined point cloud model and a fused mesh representation can be used to more robustly recognize the dynamic object in future observations. In the case of the mesh representation, we also show how a Convolutional Neural Network can be trained for recognition by using mesh renderings. Finally, we present a number of methods to analyse the data acquired by the mobile robot autonomously and over extended time periods. First, we look at how the dynamic segmentations can be used to derive a probabilistic prior which can be used in the mapping process to further improve and reinforce the segmentation accuracy. We also investigate how to leverage spatial-temporal constraints in order to cluster dynamic elements observed at different points in time and under different circumstances. We show that by making a few simple assumptions we can increase the clustering accuracy even when the object appearance varies significantly between observations. The result of the clustering is a spatial-temporal footprint of the dynamic object, defining an area where the object is likely to be observed spatially as well as a set of time stamps corresponding to when the object was previously observed. Using this data, predictive models can be created and used to infer future times when the object is more likely to be observed. In an object search scenario, this model can be used to decrease the search time when looking for specific objects. / <p>QC 20171009</p>

Les mers côtières jouent un rôle essentiel pour les sociétés humaines. Mais la concentration et la diversité des activités qui s’y développent exercent une pression croissante sur cet espace et les milieux associés en générant des interactions parfois conflictuelles entre activités. La compréhension de ces interactions constitue un enjeu en termes de recherche et pour la société civile. Une méthodologie visant à décrire la distribution spatio-temporelle de différentes activités en mer côtière est donc conçue et mise en œuvre en rade de Brest. La collecte de données spatiales, temporelles, quantitatives et qualitatives combine l’analyse de bases de données spatio-temporelles comme celles issues du Système d’Identification Automatique (AIS), et le dépouillement d’entretiens semi-directifs menés auprès de personnes-ressources. À partir des données hétérogènes collectées, une information structurée dans une base de données spatio-temporelle (BDST) est produite. Dans un premier temps, son exploitation cartographique par un Système d’Information Géographique (SIG) permet la réalisation d’instantanés au pas de temps quotidien sur l’ensemble d’une année. La qualité de l’information temporelle et quantitative puis la nature et la source de l’information spatiale sont renseignées. Dans un second temps, la BDST est mobilisée pour identifier, spatialiser et quantifier les conflits d’usages potentiels et les interactions spatio-temporelles potentielles négatives entre les activités considérées en rade de Brest. / Coastal seas play an essential role for human societies who develop many and diverse activities. These space and resource consuming activities induce an increase pressure on the environment and sometimes generate conflicting interactions among various activities. Understanding these interactions remains a challenge for research and civil society. A methodology is proposed to describe the spatial and temporal distribution of several activities in coastal sea. An application is developed in the bay of Brest (Brittany, France). Spatial, temporal, quantitative and qualitative data acquisition combines both analysis of spatio-temporal databases such as automatic identification system (AIS) databases, and results from semi-structured interviews with key-informants. The heterogeneous data collected are stored in a spatio-temporal database (STDB). First, the STDB is used with a Geographic Information System (GIS) to produce temporal snapshots of daily human activities patterns within a year. The quality of temporal and quantitative information and the nature and source of spatial information are also provided. Secondly, the STBD enables to identify, quantify and map potential uses conflicts and potential negative spatial interactions between activities in the bay of Brest.