Repositório RCAAP

O teste de software é considerado uma importante atividade na garantia da qualidade de produtos de software. No entanto, há uma carência de profissionais qualificados nessa área. Isso pode ser ocasionado pela dificuldade de ensinar teste de software por meio de abordagens que utilizem apenas aulas teóricas e ferramentas de teste tradicionais. Além disso, há uma desmotivação decorrente do ambiente de trabalho e das estratégias de alocação e responsabilidade desses profissionais nas equipes de desenvolvimento e teste. Para amenizar esses problemas, têm sido utilizado outras abordagens de apoio ao ensino de teste de software, tais como: jogos educacionais, ensino de teste com programação, módulos educacionais, entre outras. O objetivo deste projeto de mestrado foi desenvolver um jogo educacional, denominado Testing Game, para auxiliar o ensino de teste de software, especificamente: teste funcional, teste estrutural e teste de mutação. Para auxiliar o desenvolvimento do Testing Game, foi realizado um mapeamento sistemático para selecionar um motor de jogos. Na primeira versão do jogo foi utilizado o motor de jogos Cocos2D e na segunda versão foi utilizado o Construct 2. Para avaliar a eficiência do Testing Game, realizou-se um estudo de viabilidade com o intuito de avaliar a qualidade com relação à motivação, experiência do usuário e aprendizagem sob o ponto de vista dos estudantes. Além disso, avaliou-se a usabilidade do Testing Game. Aproximadamente 85,64% das pessoas que participaram do estudo avaliaram a qualidade do jogo de forma positiva com relação à motivação, experiência do usuário e aprendizagem sob o ponto de vista dos estudantes. Quanto à usabilidade do jogo, foram identificados poucos problemas, o que possibilita a liberação do jogo. Por meio deste trabalho, percebeu-se que o jogo Testing Game poderia ser utilizado como um recurso complementar de apoio ao ensino de teste de software, e sua efetividade ser avaliada.

O Protocolo Internet (IP), base de toda arquitetura da Internet, está envelhecendo. Projetado numa época onde comércio eletrônico, computadores pessoais, mobilidade e segurança eram ficção científica, o 112 está se tornando incapaz de suportar os próximos passos da Revolução da Informação. Em resposta a esse espantoso crescimento da Internet e à necessidade das aplicações que vão ser executadas na rede no próximo milênio, desenvolveu-se uma nova versão do protocolo 112. O IPv6, a versão 6 do Protocolo Internet, oferece um enorme espaço de endereçamento, melhorias de segurança, suporte à mobilidade e diversas outras características que, juntas, vão possibilitar a verdadeira interconexão global. Este trabalho descreve a implementação de uma Aplicação de Transmissão Segura de Dados que utiliza tecnologia de smart cards para armazenar chaves criptográficas, e a integração desta tecnologia com o IPSec, um protocolo de segurança embutido no IPv6.

A escolha da topologia de uma Rede Neural RBF é geralmente realizada por tentativa e erro baseado na experiência do projetista. Os algoritmos de treinamento existentes que determinam a topologia da rede utilizam métodos locais, que apresentam uma grande possibilidade de cair em mínimos locais gerando soluções sub-ótimas. Algoritmos Genéticos representam um método de busca global apropriado para encontrar boas soluções em espaços de busca complexos, como o espaço de busca das topologias das Redes Neurais. Este trabalho propõe um Algoritmo Genético para otimizar a topologia de redes RBF limitando o espaço de busca através de uma técnica de aglomeração. Os resultados obtidos sugerem que esta otimização melhora o desempenho de redes RBF em aplicações financeiras.

Nesta dissertação apresentamos e implementamos um método de relaxamento para resolver o problema de roteamento de dados em redes de comutação. Este problema pode ser formulado como um problema de multifluxo, a critério convexo. O algoritmo apresentado resolve iterativamente o problema de multifluxo, decompondo-o da forma mais independente possível em subproblemas de simples fluxo. Esta independência entre os cálculos permite que a resolução dos subproblemas seja simultânea; isto nos permitiu a implementação em paralelo. Os resultados do algoritmo paralelo foram usados para estabelecer uma comparação com o algoritmo seqüencial e assim analisar o speedup. A biblioteca paralela utilizada foi o PVM.

Dentro da área da Robótica, Robôs Móveis têm recebido crescente atenção. Robôs móveis se propõem a realizar uma variedade de tarefas mais complexas que seus antecessores, os robôs industriais. Para tal, são necessárias técnicas que lhes permitam interagir de forma efetiva com o ambiente. A parte mais essencial desta interação é o Sistema de Navegação que é um conjunto de métodos e procedimentos que o robô utiliza para se locomover e encontrar seu caminho no mundo. Infelizmente, as pesquisas até agora têm demonstrado pouco sucesso quando os robôs são submetidos a tarefas do mundo real. Métodos baseados em modelagem matemática são inadequados para os robôs móveis, porque seu ambiente é dinâmico e mutável. Já os métodos que rejeitam inteiramente os modelos do mundo e simplesmente reagem às contingências do ambiente, não conseguem ser escalados para problemas complexos. Apesar destas dificuldades, a natureza parece ter se saído particularmente bem ao dotar animais e seres humanos da capacidade de navegação. Uma abordagem recente é buscar inspiração nela. Esta abordagem é representada pelo estudo dos Mapas Cognitivos - estruturas mentais, encontradas em desde ratos até seres humanos, que permitem registrar fatos e raciocinar a respeito dos espaços. Os Mapas Cognitivos da natureza são implementados em Redes Neurais Naturais - os cérebros. Pesquisadores de computação e engenharia procuram imitá-lo com as Redes Neurais Artificiais. Este trabalho propõe criar um sistema de navegação para robô móvel, inspirado no mecanismo de mapa cognitivo, implementado através de Redes Neurais Artificiais. O objetivo é obter um sistema robusto, capaz de responder as exigências de desempenho presentes em tarefas do mundo real.

Este trabalho trata de um problema característico de organizações constituídas por diversas unidades operacionais com autonomia para definir as próprias regras de desenvolvimento de suas atividades e formas de atuação, mas que também precisam interoperar. Esse problema pode ser traduzido em necessidades de flexibilidade e especificidade dos sistemas de informação. Uma maneira de permitir o desenvolvimento de sistemas de informação com a flexibilidade necessária é a construção de sistemas modulares, onde cada unidade operacional escolhe os módulos que lhe convém, podendo escolher diferentes versões de um módulo para cada função. Para alcançar autonomia de gerenciamento de dados por parte dos subsistemas que compõem urna aplicação é necessário modularizar a base de dados, fazendo com que cada módulo possa ter seu próprio repositório de dados que conterá apenas os dados relevantes as suas transações. Desse modo, este trabalho propõe diretrizes para a modularização de bases de dados, contemplando o compartilhamento e a interoperabilidacle da informação. A modularização foi incorporada ao processo genérico de projeto de base de dados através da inclusão de duas novas fases nesse processo. Como conseqüência da modularização, surgem relacionamentos entre módulos, propondo-se, então, a integração desses através de objetos integradores, que contemplem a possível heterogeneidade do ambiente de gerenciamento de dados. Para caracterizar e delimitar o problema, bem como validar a solução proposta por este trabalho, foi utilizado um estudo de caso de urna associação de cooperativas médicas.

Esta dissertação investiga a possibilidade de integração de Redes Neurais Artificiais (RNAs) e Método Estocásticos para previsão de séries temporais. O problema de previsão é geralmente abordado através de Métodos Estocásticos. Ultimamente, as RNAs têm sido muito utilizadas para a construção de previsores não lineares em diferente áreas de aplicações. Contudo, as arquiteturas da RNAs devem também ser parcimoniosas, ou seja, apenas considerar as entradas mais relevantes para realizar uma boa previsão. Assim, várias abordagens vêm sendo propostas para melhorar o projeto de arquitetura em problemas de previsão. Alguns exemplos destas abordagens são a combinação de RNAs e métodos Box 8c Jenkins, as técnicas de seleção usando métodos de poda de RNAs e modelos de RNAs com capacidade de processamento temporal. Além disso, as vantagens particulares dos previsores construídos seguindo tais abordagens podem ser combinadas através de comitês ou combinadores de previsão. Os experimentos desta dissertação foram realizados com dados sobre séries temporais de cotação de moedas e ações.

Em simulação de filas diferentes métodos de coleta de dados podem ser aplicados com características e problemas distintos. Um dos métodos mais utilizados é o batch means que consiste de uma grande rodada de simulação dividida em batches consecutivos de observações, sendo sua principal fonte de erro causada pela correlação entre as médias dos batches. Existem duas regras principais para definir a relação entre número e tamanho de batches: a regra FNB (o número de batches é fixo enquanto seu tamanho cresce linearmente com o tamanho da amostra) produzindo amplos intervalos de confiança que tendem a conter a média real do processo e com menor correlação entre as médias dos batches; a regra SQRT (número e tamanho dos batches cresce segundo a raiz quadrada do tamanho amostrai) produzindo pequenos intervalos de confiança com uma convergência mais rápida da distribuição das médias dos batches para uma distribuição Normal. Com o objetivo de melhorar a qualidade dos intervalos de confiança (boa cobertura e redução de amplitude) obtidos para o método batch means foram propostas duas novas regras denominadas LBATCH e ABATCH (Fislunan & Yarberry, 1994) que, de formas diferentes, utilizam alternadamente as regras FIVB e SQRT conforme o resultado de um teste de correlação entre as médias dos batches. Utilizando-se linguagens não especificas de simulação foi programada a fila M/M/1 e, simulada por Monte-Carlo, conseguiu-se boa redução na amplitude dos intervalos de confiança mantendo-se boa cobertura. Neste trabalho são utilizadas as regras LBATCH e ABATCH para a fila M/M/1 programada na linguagem de simulação GPSS/H, buscando estender a aplicabilidade dessas regras devido a facilidade em programar sistemas, mesmo mais complexos, nesta linguagem. Ainda que utilizando-se um tamanho amostrai bem menor, obteve-se uma maior redução na amplitude dos intervalos de confiança, que a fornecida por linguagens não específicas, contudo houve também significativa redução na taxa de cobertura.

Apresentamos neste trabalho, uma análise bayesiana para dados clínicos exponenciais com variáveis auxiliares. Formulamos uma abordagem bayesiana com densidades a priori informativas, obtidas através das variáveis auxiliares sob o contexto de modelos lineares generalizados, para estimar os parâmetros de interesse, testar o modelo e prever a sobrevivência de pacientes com doenças graves. Diferentes funções de ligações são consideradas. O método que iremos examinar consiste na obtenção de informações a priori para a média das respostas, com correspondentes variáveis auxiliares fixas de modo que se possa induzir uma distribuição a priori sobre os coeficientes de regressão a partir de médias condicionais a priori. Esta abordagem utiliza os algoritmos computacionais do tipo Gibbs Sampling/Metropolis-Hastings e será comparada com a inferência bayesiana exata. Finalizamos com aplicações em dados clínicos exponenciais para pacientes com leucemia utilizando amostras completas e amostras censuradas.

Este trabalho apresenta um ambiente integrado para simulação de escoamentos bidimensionais incompressíveis com superfícies livres, denominado Freeflow-2D. Este sistema é compostos por quatro módulos: um modelador de moldes e escoamentos - Modflow- 2D, um simulador de escoamentos - Simflow-2D, um visualizador de escoamentos - Visflow- 2D e um reiniciador de escoamentos - Resimflow-2D. A comunicação entre os módulos do sistema é feita por arquivos. O Freeflow-2D implementa o método GENSMAC e foi baseado na estrutura de dados do Freeflow-3D. Os objetos geométricos (fluidos, contêineres, injetores e ejetores) são representados pela estrutura de dados B-Rep (Boundary Representation). Alguns resultados de simulação utilizando este sistema são apresentados e comparados com os do sistema Freeflow.

Os avatars, ou ferramentas de análise de desempenho de sistemas distribuídos baseadas em tecnologias de realidade virtual, surgem como novas ferramentas de monitoramento e visualização gráfica do comportamento dos sistemas paralelos e distribuídos. Neles o formato de arquivo utilizado é o SDDF (Self-Defining Data Format) que vem se tornando padrão de armazenamento entre as ferramentas baseadas nesta tecnologia. A finalidade desde trabalho é investigar e desenvolver um sistema de captura e rastreamento das operações no formato ODBC (Open Database Connectivity), que ocorrem no ambiente intranet e disponibilizar tais dados no formato especifico, o SDDF possibilitando a visualização em avatars.

Este trabalho apresenta um método de apoio ao processo de mapeamento da abstração de generalização para o Modelo Relacional, o qual proporciona um conjunto completo de opções de mapeamento. A definição e avaliação destas opções de mapeamento foram realizadas considerando-se alguns aspectos da estrutura conceituai da abstração de generalização. Tais aspectos estão relacionados às restrições de sobreposição e participação, e em particular, ao atributo critério, o qual define a especialização de um tipo genérico em tipos específicos. Além disso, considerou-se outros fatores, representados por propriedades, que fazem parte das características básicas de uma ocorrência da abstração de generalização. Para conduzir os analistas e projetistas na escolha de uma opção de mapeamento apropriada, é apresentada uma árvore de decisão, que foi construída de acordo com as restrições e propriedades definidas, as quais são identificadas como relevantes em cada ocorrência da abstração de generalização. Para a validação do desenvolvimento teórico das técnicas de mapeamento que foram propostas, e também, para o tratamento completamente automatizado da abstração de generalização, desde a representação em um modelo orientado a objetos até sua representação relacional, foi construída uma fermenta.

Independentemente do tipo de manutenção conduzida - conetiva, preventiva, adaptativa ou evolutiva, as atividades de teste de regressão são necessárias para testar as modificações realizadas e as eventuais novas funcionalidades de um programa, e, principalmente, para testar se as funcionalidades já existentes não foram afetadas adversamente pelas modificações. Visando a aplicar o teste de regressão de uma maneira sistemática a um baixo custo e com eficácia, muitas técnicas têm sido propostas na literatura. Essas diversas técnicas são divididas em duas abordagens: retest-all e seletiva. A abordagem retest-ali utili7a todo o conjunto de casos de teste disponível para testar as modificações, enquanto que a abordagem seletiva utiliza um subconjunto dos casos de teste disponíveis para testar as modificações. As técnicas baseadas na abordagem seletiva têm sido muito estudadas, pois visam a diminuir os esforços despendidos no teste de regressão reduzindo o número de casos de teste a serem reexecutados. Diante da diversidade das técnicas seletivas, fazem-se necessários estudos empíricos para avaliar e comparar a aplicação dessas técnicas. Assim, este trabalho visa a aplicar e avaliar empiricamente duas técnicas de teste de regressão que têm se mostrado promissoras: a Técnica baseada em Modificação (Wong et ai., 1997a) e a Técnica baseada em Mutação Seletiva (Wong et 1997b). Para auxiliar nessa avaliação, um framework, proposto por Rothennel e Harrold (1996), é utilizado. Com a realização desses experimentos, espera-se contribuir para o estabelecimento de estratégias de teste de regressão efetivas e de baixo custo.

Este trabalho apresenta o Método para Projeto de Hiperdocumentos para Ensino, ou EHDM (Educational Hyperdocuments Design Method), que proporciona uma abordagem sistemática para apoiar o projeto e desenvolvimento de aplicações hipennídia para ensino. O método utiliza o modelo proposto por Michener e a técnica de mapeamento conceitual para modelar o domínio de conhecimento do hiperdocumento. As três fases que compõem o método modelagem conceitual hierárquica, projeto navegacional de contextos e construção e teste são apresentadas. Uma ferramenta denominada Educational Hyperdocuments Development Tool (EHDT) foi desenvolvida para auxiliar o desenvolvimento de hiperdocumentos para ensino destinados ao sistema SASHE. Essa ferramenta utiliza o EHDM como base metodológica. O EHDT fornece mecanismos para facilitar laços de realimentação rápidos entre as fases do método e para apoiar abordagens de projeto bottom-up e top-down.

Aplicações de Processamento de Língua Natural (PLN), como revisores ortográficos, gramaticais e tradutores, geralmente precisam consultar extensos dicionários contendo, por exemplo, informações morfossintáticas de várias centenas de milhares de palavras de uma língua. Autômatos finitos, largamente utilizados na construção de eficientes analisadores léxicos para compiladores, apresentam-se como ótimos candidatos para o problema de representação desse tipo de léxico de língua natural. Este trabalho investigou os métodos de codificação de léxicos utilizando autômatos finitos, as técnicas de minimização de autômatos determinísticos acíclicos e as estruturas de dados necessárias para uma representação compacta, resultando em um sistema computacional eficiente e versátil de representação de grandes léxicos de língua natural. Um léxico de mais de 430.000 palavras da língua portuguesa pode ser convertido em um autômato de menos de 220Kb, em menos de 5 minutos usando um computador doméstico.

Redes Neurais Artificiais (RNAs) têm proporcionado uma solução eficiente para uma grande variedade de problemas práticos. Infelizmente, a seleção dos parâmetros ideais para o processo de aprendizado, bem como a escolha da topologia adequada, não são tarefas triviais Geralmente, o processo de escolha do número de parâmetros livres é informal, e as redes são treinadas com diferentes topologias e complexidades até que a de melhor desempenho seja encontrada. Este procedimento nem sempre produz redes de tamanho mínimo, o que em muitos casos inviabiliza a implementação. Nesta dissertação é apresentado um estudo comparativo de diversas técnicas de Pruning, as quais têm como objetivo minimizar a complexidade da rede, sem degradar sua capacidade de generalização. Um grande número de experimentos foi realizado, utilizando diversas técnicas previamente selecionadas. Uma análise dos resultados obtidos é também apresentada, indicando o comportamento das técnicas de Pruning em geral, e identificando as de melhor desempenho.

Este trabalho contribui com questões relativas à integração das tecnologias de Hipermídia e Trabalho Cooperativo Suportado por Computador (Computer Supported Cooperative Work - CSCW), explorando a utilização de hiperdocumentos estruturados no suporte a sessões de trabalho cooperativo. São apresentados conceitos da área de Sistemas Hipermídia Distribuídos e a evolução das linguagens de especificação de hiperdocumentos até a XML (Extensible Markup Language). A área de CSCW é apresentada, com ênfase nas principais funcionalidades encontradas nas aplicações dessa área. Essa pesquisa motivou a proposta da metodologia CSCW-SH (CSCW design based on Structured Hypermedia) a qual, visando auxiliar a construção de aplicações de CSCW, explora hiperdocumentos estruturados para capturar o conteúdo das sessões de trabalho. Essa metodologia foi utilizada para orientar o projeto e a implementação do DocConf, um ambiente de apoio ao trabalho cooperativo ,que, por implementar funcionalidades CSCW como componentes, configura-se como um ambiente extensível e aberto. Para ilustrar a utilização do DocConf, o trabalho apresenta a integração do DocConf ao StudyConf, o qual é um ambiente que apoia a navegação e discussão de hiperdocumentos didáticos.

Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma unidade de controle, cuja função é gerenciar vários elementos de processamento que compõem uma arquitetura computacional classificada como arranjo sistólico, com o propósito de solucionar problemas que envolvam sistemas lineares. A partir de uma formulação matemática de alto nível de abstração, estabeleceu-se uma sequência de operações que possibilitou a codificação do modelo matemático em linguagem VHDL. Foram empregadas metodologias e ferramentas avançadas para o projeto de hardware que aceleraram o ciclo de desenvolvimento do projeto, e para a implementação utilizaram-se dispositivos reprogramáveis FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). São apresentados resultados numéricos na forma de diagrama de tempo que evidencia o sincronismo da técnica de Pipeline, indicando que a abordagem e a metodologia adotada é viável e eficiente para a solução do problema.

Problemas com a escrita podem afetar o desempenho de profissionais de maneira marcante, principalmente no caso de pesquisadores e acadêmicos que precisam escrever com proficiência e desembaraço não apenas na língua materna, mas também em uma ou mais línguas estrangeiras. Atualmente, o inglês é a língua dominante para a escrita e divulgação de pesquisas técnicas e científicas. Para amenizar os problemas desses usuários da língua inglesa, que sofrem interferência da língua materna quando escrevem em inglês ou se sentem incapazes de gerar construções e composições lingüísticas de tal idioma, foi desenvolvido o ambiente modular de auxílio e ensino da escrita técnica, chamado AMADEUS (Alvfiable Árticle DEvelopment for User Support). A estrutura do AMADEUS consiste em várias ferramentas inter-relacionadas ferramenta de referência, ferramenta de suporte, ferramenta de crítica e ferramenta tutorial. A ferramenta de critica, objeto de estudo deste trabalho, fornece conhecimento estrutural em um nível textual maior que um parágrafo, ou seja, visa indicar o conjunto mais apropriado de componentes das estruturas esquemática e de componentes específicos de cada uma das \'tias seções de um artigo. Essa ferramenta proporciona o desenvolvimento da criatividade no processo de escrita de um texto, assim como a escrita de textos apropriados a um propósito e audiência específicos (por exemplo, para a comunidade de Inteligência Artificial). Este trabalho explora a abordagem de críticas para ensinar a escrita técnica utilizada por uma comunidade de pesquisa específica, a CHI (Conference on Human Factors in Computing Systems). Apresentamos tanto um modelo para a construção de ferramentas de critica para a escrita técnica, quanto um modelo de documentos (artigos técnicos) que deixa explícito os objetivos e convenções da comunidade escolhida e usamos essa teoria explícita para ensinar a escrita de novos artigos neste domínio. Baseado neste modelo de ferramenta foi construído um protótipo de uma ferramenta de crítica para a comunidade CHI, utilizando um corpus de artigos da CHF96. Finalmente, o protótipo foi avaliado de acordo com os critérios de operacionalidade e praticidade. A questão da operacionalidade foi avaliada através da análise da interação de usuários com diferentes graus de competência da escrita técnica em inglês. Para a questão da praticidade, a estendibilidade, portabilidade, personalização, e custo de implementação foram estudados.

Neste trabalho estudamos o problema de corte de estoque inteiro. Para o caso unidimensional, apresentamos alguns métodos heurísticos selecionados por Wãscher e Gau (1996), os quais realizaram um estudo computacional. Tais métodos partem da solução ótima do problema relaxado por programação linear e buscam uma solução inteira em sua \'vizinhança\'. Neste presente trabalho, estendemos um dos métodos para o caso bidimensional, que consiste em resolver o problema original relaxado, impondo padrões de corte 2-estágios e irrestritos e utilizando a geração de colunas proposta por Gilmore e Gomory (1965). Em seguida, um arredondamento para o inteiro inferior é feito, resultando em um problema residual. Para resolução deste problema, abandonamos novamente a condição de integralidade e utilizamos a técnica de geração de colunas impondo agora padrões de corte 2-estágios e restritos. O arredondamento é realizado, resultando em um novo problema residual, que será tratado da mesma forma. Este procedimento é repetido até que o arredondamento\' resulte somente em freqüências nulas. Por fim, padrões restritos são utilizados até toda a demanda restante ser atendida. Os resultados dos testes computacionais obtidos com a implementação deste método são apresentados, onde foram observadas fortes indicações da propriedade M1RUP ser também válida para problemas de corte bidimensional 2-estágios.