Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-01-06T12:53:31Z No. of bitstreams: 1 dissertacaoSemiramis.pdf: 1703442 bytes, checksum: 249a6b49d0fa9a27e654fca76469276b (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-01-11T19:21:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacaoSemiramis.pdf: 1703442 bytes, checksum: 249a6b49d0fa9a27e654fca76469276b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-11T19:21:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacaoSemiramis.pdf: 1703442 bytes, checksum: 249a6b49d0fa9a27e654fca76469276b (MD5) / A automatizacao do processo de producao de uma fabrica necessita de sistemas computacionais mais robustos, disponiveis e confiaveis. Uma falha em um dos softwares responsaveis pelo controle da planta de produção pode ocasionar graves prejuízos financeiros e perda de matéria prima. A inclusão de técnicas de tolerância a falhas nos sistemas computacionais se torna, então, algo fundamental para evitar maiores danos as industrias na ocorrência de falhas nos sistemas citados. A redundância de software, por meio da replicação, tem por objetivo aumentar a disponibilidade de partes ou de todo um software através da distribuição e gerenciamento das partes replicadas em diversas maquinas da rede, garantindo que a aplicação principal não sofra uma parada devido a um único ponto falho. O trabalho proposto tem por objetivo o desenvolvimento e validação de um Gestor de Replicas, denominado GesRep, que tem a finalidade de prover o serviço de replicação de componentes e o gerenciamento das replicas criadas, através da técnica de replicação passiva. As aplicações passíveis de utilizarem os serviços do Gestor são aquelas construídas com base na arquitetura de componentes, utilizando o framework Component Integrated ACE ORB (CIAO), baseado no padrão de comunica cao distribu do CORBA. Uma aplicacao construida com base na arquitetura de componentes tem suas funcionalidades divididas em modulos distintos, tambem chamados componentes, o que facilita o reuso e incorporação de novas funcionalidades. A replicação, neste tipo de aplicação, e realizada pela duplicação dos módulos (componentes) essenciais para que, em caso de falhas, a aplicação se mantenha em funcionamento. Aplicações de controle e supervisão são críticas por estarem diretamente ligadas ao processo produtivo de uma fabrica, de modo que a ocorrência de falhas de software pode acarretar sérios danos a todo o processo produtivo. O framework Architecture for Control and Supervision (ARCOS), voltado para construção de aplicações do domínio supracitado e construído sobre a arquitetura de componentes, não possui nenhum serviço de tolerância a falhas para as aplicações construídas sobre sua estrutura. Deste modo,o Gestor de Replicas proposto terão objetivo de suprir esta necessidade, aumentando o nível de disponibilidade e, consequentemente, de confiabilidade das aplicações. Os experimentos mostraram que o overhead de recuperação do sistema aptos a ocorrência de uma falha possui tempo satisfatório, não interferindo signicativamente na performance de aplicações soft-realtime pertencentes ao dominio de controle e supervisao e reduzindo a parada do sistema por crash. Todo o processo de criacao, monitoramento e recuperação das replicas e feito de forma transparente ao usuário da aplicação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:31:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341439.pdf: 601566 bytes, checksum: 1cf4c567f598ff5b549d914b491f090c (MD5) Previous issue date: 2016 / Em sistemas de tempo real, inversão de prioridades é o problema em que há tarefas de alta prioridade críticas que devem ser executadas antes de tarefas de baixa prioridade, mas não conseguem. Em sistemas distribuídos tolerantes a faltas com replicação ativa, cada réplica deve, além de resolver o problema da inversão de prioridade, executar todas as tarefas na mesma ordem para manter a consistência. Os trabalhos existentes que resolvem o problema dependem de premissas fortes como o uso de serviços de consenso, o que faz com que o algoritmo execute com uma complexidade de mensagens trocadas quadrática ou cúbica. O trabalho proposto pretende modificar algoritmos de consenso para resolver o problema de inversão de prioridades sem depender de tais premissas fortes, com complexidade de mensagens linear.<br> / Abstract : In real-time systems, priority inversion is the problem in which there are higher priority tasks that must be executed before lower priority taks, but cannot. In fault tolerant distributed systems with active replication, each replica must, besides solving the problem of priority inversion, execute all requests at the same order to maintain consistency. Current works that solve the problem depend on strong assumptions like the use of consensus services, that causes the algorithm to execute with quadratic or cubic complexity of message transmission. The proposed work aims to adapt consensus algorithms in order to solve the priority inversion problem without depending on such strong assumptions, achieving linear message tranmission complexity.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-11-17. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:39Z : No. of bitstreams: 1 000843909.pdf: 1725983 bytes, checksum: 8961a0361aee44adf0fec9bb5ca5f808 (MD5) / A computação em nuvem é um conjunto de recursos e serviços oferecidos através da internet, entregues a partir de centros de dados localizados em todo o mundo. Com o rápido crescimento na área de computação em nuvem, aumenta a preocupação com a necessidade de serviços oferecidos e um grande desafio é implementar um ambiente tolerante a falhas. As principais questões de tolerância a falhas na computação em nuvem são a detecção e recuperação de falhas. Para combater esses problemas, muitas técnicas de tolerância a falhas são projetadas para reduzi-las. Gestores pagos oferecem esse tipo de suporte, mas os gestores open source não fornecem elementos que permitam tolerar falhas e deixam os usuários vulneráveis as falhas de um ambiente de tecnologia. O objetivo desse trabalho é desenvolver um mecanismo tolerante a falhas no OpenStack. Foi criado um mecanismo de redundância nas máquinas virtuais instanciadas nos nodes da nuvem, se um node apresentar uma falha transiente ou intermitente, a máquina virtual estará armazenada em um local seguro, aguardando que o node retorne de uma falha. O mecanismo desenvolvido é viável e eficiente, pois após um node se recuperar de uma falha, a máquina virtual não é perdida, voltando a ficar ativa para o usuário / Cloud computing is a set of features and services offered over the internet, delivered from data centers located around the world. With the rapid growth in cloud computing, increases the concern about the need for services offered and a major challenge is to implement a faulttolerant environment. The main issues of fault tolerance in cloud computing are the fault detection and recovery. To combat these problems, many fault tolerance techniques are designed to reduce them. Paid managers offer this kind of support, but the open source managers do not provide evidence to tolerate failures and leave users vulnerable failures of a technology environment. The aim of this work is to develop a tolerant mechanism to failures in OpenStack. It was created a redundancy mechanism in virtual machines instantiated in cloud nodes, if a node present a transient or intermittent failure, the virtual machine will be stored in a safe place, waiting for the return of a node failure. The mechanism developed is feasible and efficient because after a node to recover from a failure, the virtual machine is not lost, getting back to the active user

Orientador: Renata Spolon Lobato / Banca: Sarita Mazzini Bruschi / Banca: Norian Marranghello / Resumo: Com o aumento do volume de dados e a incerteza dos recursos de hardware e software, a descentralização dos dados em sistema de arquivos surgiu com a finalidade de diminuir a probabilidade de perda total desses dados. Com isso, este trabalho propõe um modelo de sistema de arquivos distribuído que incorpora características de transparência, escalabilidade, tolerância a falhas, criptografia, suporte a hardware de baixo custo, facilidade na implantação e manipulação dos arquivos / Abstract: With the increasing volume of data and uncertainty of hardware and software resources, the decentralization of data in file systems came up with the aim of reducing the likelihood of total loss of such data. Thus, this paper proposes a model of distributed file systems that integrates features of transparency, scalability, fault tolerance, encryption, support for low cost hardware, easy management and handling of files / Mestre

Este trabalho apresenta condições suficientes para garantir a estabilidade em probabilidade para um sistema com histereses, modelado pelas equações de Bouc-Wen, mediante um controlador proporcional integral sujeito a falhas aleatórias. Quando ocorre uma falha de forma aleatória na linha transmissão, o sistema desliga o controlador e fica assim por um tempo. Após esse tempo, o sistema liga novamente o controle e permanece ativo até a próxima falha que ocorre de forma aleatória. As falhas ocorrem de acordo com o processo de distribuição de Poisson. Uma aplicação real considerando o controle de velocidade de um motor DC é apresentado. / This note presents conditions to assure the stability in probability for a hysteresis Bouc-Wen model controlled by a proportional-integral controller subject to random failures in the transmission line. When a failure happens, the controller turns off and remains off for a while. After that, the controller turns on and keeps working until the occurrence of the next failure. The failures occur according to a Poisson distributed process. A numerical example illustrates the result. A real application considering the speed control of a DC motor is presented.

Este trabalho apresenta condições suficientes para garantir a estabilidade em probabilidade para um sistema com histereses, modelado pelas equações de Bouc-Wen, mediante um controlador proporcional integral sujeito a falhas aleatórias. Quando ocorre uma falha de forma aleatória na linha transmissão, o sistema desliga o controlador e fica assim por um tempo. Após esse tempo, o sistema liga novamente o controle e permanece ativo até a próxima falha que ocorre de forma aleatória. As falhas ocorrem de acordo com o processo de distribuição de Poisson. Uma aplicação real considerando o controle de velocidade de um motor DC é apresentado. / This note presents conditions to assure the stability in probability for a hysteresis Bouc-Wen model controlled by a proportional-integral controller subject to random failures in the transmission line. When a failure happens, the controller turns off and remains off for a while. After that, the controller turns on and keeps working until the occurrence of the next failure. The failures occur according to a Poisson distributed process. A numerical example illustrates the result. A real application considering the speed control of a DC motor is presented.

Orientador: Cecilia Mary Fischer Rubira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T07:04:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaFilho_FernandoJoseCastorde_D.pdf: 5063998 bytes, checksum: 8bfec9185fab14cb08c2a8b2ce7391a9 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Mecanismos de tratamento de exceções foram concebidos com o intuito de facilitar o gerenciamento da complexidade de sistemas de software tolerantes a falhas. Eles promovem uma separação textual explícita entre o código normal e o código que lida com situações anormais, afim de dar suporte a construção de programas que são mais concisos fáceis de evoluir e confáveis. Diversas linguagens de programação modernas e a maioria dos modelos de componentes implementam mecanismos de tratamento de exceções. Apesar de seus muitos benefícios, tratamento de exceções pode ser a fonte de diversas falhas de projeto se usado de maneira indisciplinada. Estudos recentes mostram que desenvolvedores de sistemas de grande escala baseados em infra-estruturas de componentes têm hábitos, no tocante ao uso de tratamento de exceções, que tornam suas aplicações vulneráveis a falhas e difíceis de se manter. Componentes de software criam novos desafios com os quais mecanismos de tratamento de exceções tradicionais não lidam, o que aumenta a probabilidade de que problemas ocorram. Alguns exemplos são indisponibilidade de código fonte e incompatibilidades arquiteturais. Neste trabalho propomos duas técnicas complementares centradas em tratamento de exceções para a construção de sistemas tolerantes a falhas baseados em componentes. Ambas têm ênfase na estrutura do sistema como um meio para se reduzir o impacto de mecanismos de tolerância a falhas em sua complexidade total e o número de falhas de projeto decorrentes dessa complexidade. A primeira é uma abordagem para o projeto arquitetural dos mecanismos de recuperação de erros de um sistema. Ela trata do problema de verificar se uma arquitetura de software satisfaz certas propriedades relativas ao fluxo de exceções entre componentes arquiteturais, por exemplo, se todas as exceções lançadas no nível arquitetural são tratadas. A abordagem proposta lança de diversas ferramentas existentes para automatizar ao máximo esse processo. A segunda consiste em aplicar programação orientada a aspectos (AOP) afim de melhorar a modularização de código de tratamento de exceções. Conduzimos um estudo aprofundado com o objetivo de melhorar o entendimento geral sobre o efeitos de AOP no código de tratamento de exceções e identificar as situações onde seu uso é vantajoso e onde não é / Abstract: Exception handling mechanisms were conceived as a means to help managing the complexity of fault-tolerant software. They promote an explicit textual separation between normal code and the code that deals with abnormal situations, in order to support the construction of programs that are more concise, evolvable, and reliable. Several mainstream programming languages and most of the existing component models implement exception handling mechanisms. In spite of its many bene?ts, exception handling can be a source of many design faults if used in an ad hoc fashion. Recent studies show that developers of large-scale software systems based on component infrastructures have habits concerning the use of exception handling that make applications vulnerable to faults and hard to maintain. Software components introduce new challenges which are not addressed by traditional exception handling mechanisms and increase the chances of problems occurring. Examples include unavailability of source code and architectural mismatches. In this work, we propose two complementary techniques centered on exception handling for the construction of fault-tolerant component-based systems. Both of them emphasize system structure as a means to reduce the impactof fault tolerance mechanisms on the overall complexity of a software system and the number of design faults that stem from complexity. The ?rst one is an approach for the architectural design of a system?s error handling capabilities. It addresses the problem of verifying whether a software architecture satis?es certain properties of interest pertaining the ?ow of exceptions between architectural components, e.g., if all the exceptions signaled at the architectural level are eventually handled. The proposed approach is based on a set of existing tools that automate this process as much as possible. The second one consists in applying aspect-oriented programming (AOP) to better modularize exception handling code. We have conducted a through study aimed at improving our understanding of the efects of AOP on exception handling code and identifying the situations where its use is advantageous and the ones where it is not / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Luiz Eduardo Buzato / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:03:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Seabra_IsanaLuzia_M.pdf: 1123422 bytes, checksum: 35a2333550e0c4f62cff398bdfa965f2 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Sistemas distribuídos são aqueles em que vários processos autônomos são executados em máquinas distintas de uma rede de computadores para a realização de uma tarefa conjunta, sendo que a comunicação entre eles é através de troca de mensagens. Uma das principais características, cada vez mais presente nesses sistemas, é o compartilhamento de informação. Isso implica que eles devem garantir que o valor dessa informação é consistente para todos os processos - podemos citar, por exemplo, a manutenção de réplicas de base de dados. Para garantir uma informação consistente, todos os processos devem convergir para um mesmo valor, obtendo um valor de consenso para a informação. Na presença de falhas, sejam elas provenientes de processo ou de comunicação, a literatura nos mostra que obter consenso torna-se um problema de solução não trivial. Dada a importância desse assunto nas aplicações atuais e a vasta literatura que dificulta o início de seu estudo, este trabalho tem como objetivo oferecer um material sucinto e didático que venha facilitar o estudo inicial sobre algoritmos distribuídos para o problema de consenso, tendo como foco principal os alunos de graduação. Para tanto, contextualizamos o problema de consenso em sistemas distribuídos; descrevemos alguns algoritmos com características semelhantes; propomos um estudo detalhado do algoritmo definido por Pease, Shostak e Lamport [1], que chamamos de Algoritmo Fundamental; e apresentamos uma arquitetura em Java como subsídio para a implementação desses algoritmos, juntamente com uma implementação exemplo do Algoritmo Fundamental / Abstract: Distributed systems are those systems in which many autonomous processes are executed in different machines that belong to a computer network for the accomplishment of a cooperative task; the communication among them is carried out strictly through the exchange of messages. One of the main characteristics of these systems is replicated information sharing which means that they should guarantee that the value of this information is consistent for all the processes that have access to it. To guarantee consistency of information, all the processes should agree on the use of a same value for it. In the presence of partial failures, either caused by process or communication problems, the literature shows that reaching consensus becomes a problem of non-trivial solution. Due to its difficulty and practical importance consensus has gained momentus within the community of researchers and spawn a vast literature that makes it difficult for an undergraduate student to start its study. This research has the objective of offering some concise and didactic material to ease the initial studies of distributed consensus. In order to do that, we have contextualized the consensus problem in distributed systems; described some algorithms with similar characteristics; proposed a detailed study of the algorithm defined by Pease, Shostak e Lamport [1], which we call Fundamental Algorithm; and presented a Java based architecture as a subsidy for the implementation of these algorithms where the Fundamental Algorithm has been implemented. / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre Profissional em Computação

Orientadores: Islene Calciolari Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T15:21:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_UlissesFurquimFreireda_M.pdf: 705102 bytes, checksum: 5b4ebc6853f67fd40696b21c87297f43 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Um sistema distribuído tolerante a falhas que utilize recuperação por retrocesso de estado deve selecionar os checkpoints dos seus processos que serão gravados. Além dessa seleção, definida por um protocolo de checkpointing, o sistema precisa realizar uma coleta de lixo, para eliminar os checkpoints que se tornam obsoletos à medida que a aplicação executa. Assim, na ocorrência de uma falha, a computação pode ser retrocedida para um estado consistente salvo anteriormente. Esta dissertação discute os aspectos teóricos e práticos de um sistema distribuído tolerante a falhas que utiliza protocolos de checkpointing quase-síncronos e algoritmos para a coleta de lixo e recuperação por retrocesso. Existem vários protocolos de checkpointing na literatura, e nesta dissertação foram estudados os protocolos de checkpointing quase-síncronos. Esses protocols enviam informações de controle juntamente com as mensagens da aplicação, e podem exigir a gravação de checkpoints forçados, mas não necessitam de sincronização ou troca de mensagens de controle entre os processos. Com base nesse estudo, um framework para protocolos de checkpointing quase-sincronos foi implementado numa biblioteca de troca de mensagens chamada LAM/MPI. Além disso, uma arquitetura de software para recuperação de falhas por retrocesso de estado chamada Curupira também foi estudada e implementada naquela biblioteca. O Curupira_e a primeira arquitetura de software que n~ao precisa de troca de mensagens de controle ou qualquer sincronização entre os processos na execução dos protocolos de checkpointing e de coleta de lixo / Abstract: A fault-tolerant distributed system based on rollback-recovery has to checkpoints of its processes are stored. Besides this selection, that is controlled checkpointing protocol, the system has to do garbage collection, in order to eliminate that become obsolete while the application executes. The garbage collection because checkpoints require the use of storage resources and the storage has limited capacity. So, when some fault occurs, the whole distributed be restored to a consistent global state previously stored. This dissertation practical and theoretical aspects of a fault-tolerant distributed system quasisynchronous checkpointing protocols and also garbage collection and algorithms. There are several checkpointing protocols proposed in the literature, quasisynchronous ones were studied in this dissertation. These protocols information in the application's messages and can induce forced checkpoints, need any synchronization or exchanging of control messages among on that study, a framework for quasi-synchronous checkpointing implemented in a message passing library called LAM/MPI. Moreover, a based on rollback-recovery from faults named Curupira was also implemented in that library. Curupira is the _rst software architecture exchanging of control messages or any synchronization among the execution of the checkpointing and garbage collection protocols / Mestrado / Sistemas Distribuidos / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Cecilia Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T00:28:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Weiss_GersonMizuta_M.pdf: 3249749 bytes, checksum: 3ff530151ac4b2a4a10dcdc424738e42 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O desenvolvimento de software baseado em componentes tem como objetivo a diminuição dos custos de desenvolvimento através da composição de componentes de software reutilizáveis. Normalmente, um componente de software deve ser adaptado a fim de adequá-Io às características impostas pelo projeto do sistema em desenvolvimento. A adaptação de componentes busca aumentar o grau de reutilização dos componentes de software e ajudar os desenvolvedores de sistemas na composição dos componentes adquiridos de terceiros. Este trabalho propõe uma técnica de adaptação de componentes de software que utiliza conceitos de reflexão computacional para realizar adaptações de maneira transparente, onde o cliente do componente adaptado não tem conhecimento acerca das adaptações realizadas. Além disso, não é necessário o acesso ao código fonte do componente e nem a presença de um sistema executivo que controle a execução da aplicação. A técnica de adaptação proposta foi implementada para atuar sobre componentes desenvolvidos em J ava. São apresentados alguns exemplos nos quais a técnica de adaptação proposta é utilizada para adicionar propriedades não-funcionais, como tolerância a falhas e segurança, aos componentes de software / Abstract: The component-based software development aims at the reduction of the development costs through the composition of reusable software components. Usually a software component must be adapted in order to agree with the design of the system. The adaptation of software components is a manner to increase the reuse of components and help developers in the composition of third-party software components. This work presents a software component adaptation technique based on computational reflection that makes transparent adaptations, where the client of the adapted component does not have knowledge about the adaptations made. Besides that, the technique does not need to acess the component's source code and it is not necessary the presence of an executive system that controls the system's execution. The technique proposed is implemented to adapt software components developed in Java. The technique was used to add non-functional properties, such as fault tolerance, security and exception handling, to software components / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação