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Avaliação de processo é a primeira etapa para a melhoria de qualidade de processo de software. Através da melhoria de processo, é possível obter-se um produto de software com maior qualidade, atualmente um fator de diferenciação entre as empresas que desenvolvem software. Este trabalho apresenta um modelo de avaliação de processo de software (MAPPE), apropriado à empresas de pequeno porte, visto que os modelos de avaliação e melhoria mais utilizados (CMM, SPICE e ISO 9000-3), devido à complexidade, são inadequados para essas empresas. para a elaboração do modelo, utilizou-se parcialmente a estrutura do modelo SplCE, que usa para a avaliação, um modelo padrão de processo de software, que no caso deste trabalho é um modelo adequado à pequena empresa. O Modelo de Avaliação de Processo de Software para pequena Empresa - MAPPE, proposto neste trabalho, pode mostrar as deficiências dos processos. de software atuais das empresas, indicando atividades que precisam ser melhoradas e possibilitando assim a obtenção de produtos de software com maior qualidade.

Métodos para extração de características têm como objetivo selecionar, a partir de um conjunto de dados, características que representem informações relevantes ou que sejam básicas para diferenciar uma classe de objetos de outras. Neste trabalho, são apresentadas duas metodologias que podem ser usadas para extração de características. A primeira utiliza métodos estatísticos clássicos como Análise de Componentes Principais (PCA), Análise Discriminante Linear (LDA) e Análise de Cluster. A segunda consiste na utilização de arquiteturas de Redes Neurais Artificiais (RNA) que implementam os mesmos métodos estatísticos. O desempenho dos modelos de RNA apresentados são avaliados, considerando-se a utilização destes na extração de características de um pequeno conjunto de dados e, para investigar a aplicabilidade desses modelos na área de processamento de imagens, uma das redes que implementa PCA é utilizada na tarefa de compressão de algumas imagens médicas. Os resultados obtidos pela rede PCA são comparados com outros provenientes da aplicação da análise PCA clássica e do padrão JPEG (Joint Photographic Experts Group) para o mesmo conjunto de imagens.

Este trabalho apresenta um método de engenharia reversa, denominado FUSIONRE/ I (Fusion - Reverse Engineering / Interface), para auxiliar a atividade de manutenção de software. O método é baseado nos conceitos e idéias do método FUSION-RE de engenharia reversa orientada a objetos. O método FUSION-RE/I fornece mecanismos para abstrair Visões Funcionais (Modelos de Análise de Sistemas de acordo com o Método Fusion) e Visões Estruturais (Quadro de Operações-Procedimentos de Implementação) a partir de aspectos operacionais e de dados disponíveis via interface usuário-computador. O método FUSION-RE/I foi desenvolvido a partir da experiência da aplicação de engenharia reversa na ferramenta Proteum V1.1 C, uma ferramenta de teste desenvolvida no ICMSC-USP, que apoia o critério Análise de Mutantes para programas escritos na linguagem C.

Gerenciamento de configuração de software é uma das primeiras exigências para se ter um processo de software com qualidade. Entretanto, essa atividade é difícil de ser implantada, principalmente em empresas de pequeno porte. Este trabalho propõe um plano de implantação de gerenciamento de configuração de software destinado a essas empresas. Para isso foi realizada uma pesquisa empírica --- utilizando o método Goal/ Question/ Metric (GQM) para identificar como as empresas de pequeno de porte realizam gerenciamento de configuração. O resultado mostrou que elas não realizam gerenciamento de configuração e, por isso, as atividades contidas no padrão IEEE Std 828-1990 foram consideradas como base para o plano proposto. O plano detalha os procedimentos técnicos e administrativos necessários para (a) a execução das atividades de identificação da configuração, (b) relato de situação e (c) controles de versões e mudanças. O controle de versões é apoiado pela ferramenta de controle de versões de baixo custo Quma Version Control System (QVCS) --- uma exigência necessária para a implantação do plano em empresas de pequeno porte. Esse plano permite que essas empresas dêem o primeiro passo na direção da melhoria de qualidade de processos de software.

Nesse trabalho, é projetada e implementada uma modificação do módulo de acesso à rede do conjunto de protocolos TCP/IP para, transparentemente às aplicações, aumentar a largura de banda de redes locais típicas, como ethernet, através do uso de múltiplos dutos. Um estudo detalhado dos serviços disponíveis pelos vários protocolos constituintes da tecnologia internet e das interfaces de acesso de programa é feita. Uma avaliação da pilha de protocolos é descrita, mostrando qual a melhor posição para se fazer a divisão do fluxo de dados. A modificação ao nível do driver, mostrou-se a mais conveniente, provendo um modo simples de implementação e instalação. A escolha do duto a ser utilizado por um determinado pacote é feita pela avaliação do número de porta que aparece no header TCP ou UDP. Alguns testes foram realizados de modo a demonstrar a eficiência do sistema.

Com o crescente aumento na área de Aplicações Multimídia e Redes de Computadores, devido ao grande progresso nas industrias de hardware e soþ,vare, tornou-se possível a utilização de áudio e vídeo como mecanismo de comunicação em redes de computadores. Esses recursos contribuíram para uma maior consistência e um melhor aproveitamento na assimilação da mensagem a ser transmitida. Este trabalho, apresenta a implementação de um Sistema de Videoconferência utilizando os algoritmos de compressão ADPCM (para áudio) e H26l (para vídeo). O sistema de videoconferência foi implementado e testado sobre redes TCP/IP. Os resultados são apresentados e discutidos no fim.

O avanço tecnológico em muito tem dificultado a atualização das ferramentas de gerenciamento de redes, principalmente por não existirem propostas concretas para uma arquitetura operacional. Este trabalho tem o propósito de suprir tais deficiências, apresentando uma avançada arquitetura operacional para sistemas de gerenciamento de redes, que possui como características a facilidade e flexibilidade de incorporação de novas tecnologias e adequação a diferentes plataformas. Os conceitos apresentados foram aplicados ao protótipo da nova ferramenta de gerenciamento de redes MultView, estendendo suas capacidades operacionais. Para tal foi dada especial atenção às tecnologias que apresentam-se como tendência, tais como Java, HTTP, CORBA, SSL, SNNIP, entre outras. O protótipo foi projetado para ser o núcleo de um sistema de gerenciamento de redes com recursos de adição, remoção e controle de módulos de aplicação em tempo real. Para tal foi definida uma interface de aplicação para ser utilizada como base na criação dos módulos a serem integrados ao sistema. A gestão das atividades de controle operacional é feita através de uma interface própria, codificada em HTML, e que pode ser acessada local ou remotamente com ajuda de um navegador Web qualquer. A ferramenta foi inteiramente codificada em linguagem Java, utilizando-se o pacote de desenvolvimento de domínio público JDK 1.0.2, nas plataformas Solaris e Windows NT.

O suporte a Atributos Multivalorados em Sistemas de Bases de Dados Orientados a Objetos é um tema estudado nos diversos modelos existentes atualmente. A necessidade de um tratamento especial para este tipo de atributos foi o objeto de estudo deste trabalho. A forma rígida como os diversos modelos de dados orientados a objetos oferecem suporte aos atributos multivalorados exige que as aplicações assumam o trabalho de compatibilizar as suas necessidades com a forma como são suportados estes atributos. No decorrer deste trabalho é feita uma anáLlise de como os diversos modelos existentes dão suporte a estes atributos e é apresentada uma nova maneira de suportáJos. Assim permite-se a criação de um novo tipo de atributo, o de estrutura, para que um conjunto de valores possa ser estruturado de acordo com a necessidade da aplicação, sem que o seja feito de forma invariável pelo gerenciador. Esse novo tipo de atributo, o de estrutura, permite, por exemplo, que um mesmo conjunto de valores tenha estruturas diferentes de apresentação. Esse trabalho abrange, de forma mais aprofundada, a aplicação deste conceito em modelos de dados orientados a objetos como o Modelo de Representação de Objetos e o SIRruS.

Raciocínio Baseado em Casos (RBC) é um paradigma de Inteligência Artificial (IA) que, em essência, busca utilizar uma experiência prévia para entender e resolver um problema novo. O objetivo central deste trabalho é apresentar em detalhes esse paradigma de IA, analisar seus principais temas e propor uma metodologia para o desenvolvimento de um sistema de RBC. Além disso, a metodologia proposta é avaliada através da implementação dos principais algoritmos relacionados à: representação de conhecimento utilizando casos, indexação e armazenamento de casos, métricas de similaridade para recuperação e adaptação de casos.

O crescente aumento na utilização da tecnologia de redes de computadores tem provocado uma demanda por ferramentas que auxiliem o seu gerenciamento. Paralelamente, os progressos nas indústrias de hardware e software estão dando origem a uma nova linhagem de aplicações que fazem uso de diversos meios, como áudio, imagens estáticas, vídeo, gráficos e texto para facilitar a interação entre usuários. Este trabalho apresenta uma experiência de introduzir funcionalidades multimidia em um Sistema de Gerenciamento de Redes, através do desenvolvimento de um sistema de captura, transmissão e apresentação de áudio e vídeo, utilizado para auxiliar a comunicação entre administradores e usuários de uma rede. O Sistema de Áudio e Vídeo implementado foi incorporado ao MultView (o Sistema de Gerenciamento de Redes em desenvolvimento no ICMSC-USP) e tem mostrado o ganho em qualidade que sistemas como este acrescentam às aplicações onde são empregados.

A quantidade de conhecimento acumulada em artigos científicos leva os pesquisadores a lidar com um número expressivo de publicações e a sua fragmentação em diferentes campos de especialidades ou disciplinas. No entanto, é possível fazer a conexão entre essas áreas por meio da Descoberta Baseada em Literatura. Essa abordagem tem como objetivo relacionar diferentes especialidades, a fim de encontrar relacionamentos implícitos potencialmente utilizáveis para o levantamento de novas hipóteses científicas. Para viabilizar esse processo e deixá-lo mais rápido e eficaz, a Descoberta Baseada em Literatura conta com o auxílio de técnicas de Mineração de Textos. Apesar de todo o progresso obtido nessas áreas, os pesquisadores ainda precisam lidar com a falta de explicações lógicas sobre as relações encontradas. Pesquisas recentes têm apresentado diversos avanços nesse sentido com o auxílio de técnicas baseadas em análises linguísticas, com foco em abordagens semânticas. Porém, a incorporação de uma abordagem que considere e explique os relacionamentos de causa e efeito entre os conceitos ainda é um desafio a ser superado. Nesse contexto, esta tese de doutorado foi motivada pelo potencial da semântica verbal e da representação do conhecimento em mapas conceituais, a fim de fornecer explicações detalhadas sobre os mecanismos de interação causal existentes entre os conceitos. O desenvolvimento deste trabalho teve o propósito geral de avançar as pesquisas na área da Descoberta Baseada em Literatura com foco da detecção de relacionamentos causais. Para isso, foi desenvolvida uma abordagem híbrida, baseada em análises estatísticas e linguísticas. Experimentos realizados revelaram que as técnicas estatísticas baseadas em regras de associação e métricas de redes complexas possibilitam a seleção dos conceitos mais representativos do corpus, enquanto as técnicas baseadas em análises linguísticas, com foco em semântica verbal, favorecem a extração de relações causais. Essas relações, quando representadas em mapas conceituais, compõem uma cadeia lógica de conexões, fornecendo uma saída facilmente interpretável. Esse modelo de representação auxilia a detecção de links ocultos e a descoberta de conhecimento por parte do usuário. Os resultados relatados nesta tese fornecem evidências de que a abordagem é eficaz para reconstruir e explicar hipóteses de descobertas baseadas na literatura histórica, além de facilitar o teste e a geração de novas hipóteses. Esses resultados mostram os benefícios que uma abordagem híbrida de Mineração de Textos pode proporcionar à Descoberta Baseada em Literatura

Um processo para o desenvolvimento de frameworks para sistemas de informação baseados na Web é proposto. Esse processo é composto pelos subprocessos de engenharia reversa de sistemas baseados na Web, de criação de uma linguagem de padrões e de construção e instanciação do framework. O subprocesso de engenharia reversa utiliza sistemas presentes na Web para derivar um modelo do domínio de aplicação. O desenvolvimento da linguagem de padrões é baseado no modelo do domínio e a construção do framework utiliza essa linguagem de padrões como base de todo o processo. Os produtos resultantes do uso desse processo para o domínio dos leilões virtuais, a Linguagem de Padrões LV e o Framework Qd+, também são apresentados.

Esta dissertação de mestrado apresenta a implementação e validação de mecanismos de negociação no módulo de controle de admissão de uma arquitetura de servidor web com diferenciação de serviços - SWDS. Foram propostos dois algoritmos, um deles denominado algoritmo de negociação forçada e o outro algoritmo de negociação com a participação do cliente, ambos detalhados ao longo deste trabalho. Verificou-se que a técnica de negociação melhorou o atendimento aos clientes pertencentes a uma determinada classe de serviço para que esses tivessem uma qualidade de serviço garantida. Também foi objeto de estudo a criação de uma métrica envolvendo parâmetros relativos à QoS em servidores web. Os resultados alcançados com desenvolvimento deste trabalho sinalizam para uma melhoria em termos de qualidade de serviços sendo, portanto, mais uma técnica que contribui para a construção de protótipos de servidores web com diferenciação de serviços num futuro não muito distante.

A Programação Orientada a Aspectos (POA) é uma técnica de desenvolvimento que apoia a separação de interesses transversais. Na POA, adendos são aplicados a pontos de junção do sistema por meio de uma construção especial chamada descritor de conjuntos de junção (ou simplesmente conjunto de junção). Esse mecanismo apoia a modularização de comportamentos transversais, entretanto, como as interações adicionadas não ficam explícitas no código-fonte, é difícil assegurar que estão corretas. Para lidar com esse problema, nesta tese é proposta uma abordagem rigorosa de teste estrutural de integração para programas orientados a aspectos. É definido um modelo de fluxo de controle e de dados baseado no bytecode Java chamado Grafo Def-Uso baseado em conjuntos de junção (ou PointCut-based Def-Use graph, PCDU) que modela as regiões de execução de um programa escrito em AspectJ que são afetadas por um conjunto de junção. Sobre este modelo são definidos três critérios de teste: todos-nós-baseados-em-conjunto-de-junção, todas-arestas-baseadas-em-conjunto-de-junção e todos-usos-baseados-em-conjunto-de-junção, que requerem a cobertura de todos os comandos, condicionais e pares def-uso no contexto de cada ponto de junção selecionado. Para automatizar o uso do modelo e critérios propostos, é implementada uma ferramenta chamada JaBUTi/PC-AJ. Além disso, para validar a abordagem proposta, são conduzidos estudos teóricos e experimentais que procuram avaliar os critérios tanto do ponto de vista do custo de aplicação quanto do ponto de vista da eficácia em encontrar defeitos. Os estudos oferecem indícios da aplicabilidade e da eficácia dos critérios para encontrar defeitos diretamente relacionados com a POA

Apesar de as EDPS que modelam leis de conservação e problemas em dinâmica dos fluídos serem bem estabelecidas, suas soluções numéricas continuam ainda desafiadoras. Em particular, há dois desafios associados à computação e ao entendimento desses problemas: um deles é a formação de descontinuidades (choques) e o outro é o fenômeno turbulência. Ambos os desafios podem ser atribuídos ao tratamento dos termos advectivos não lineares nessas equações de transporte. Dentro deste canário, esta tese apresenta o estudo do desenvolvimento de um novo esquema \"upwind\" de alta resolução e sua associação com modelagem da turbulência. O desempenho do esquema é investigado nas soluções da equação de advecção 1D com dados iniciais descontínuos e de problemas de Riemann 1D para as equações de Burgers, Euler e águas rasas. Além disso, são apresentados resultados numéricos de escoamentos incompressíveis 2D e 3D no regime laminar a altos números de Reynolds. O novo esquema é então associado à modelagem \'capa\' - \'epsilon\' da turbulência para a simulação numérica de escoamentos incompressíveis turbulentos 2D e 3D com superfícies livres móveis. Aplicação, verificação e validação dos métodos numéricos são também fornecidas

O Problema da Mochila Compartimentada é uma extensão do Problema da Mochila, em que os itens solicitados são divididos em classes, de modo que a mochila deve ser subdividida em compartimentos, os quais têm capacidades limitadas e são carregados com itens da mesma classe. Além disso, a construção de um compartimento tem um custo fixo e ocasiona uma perda no espaço da mochila. O objetivo consiste em maximizar a soma dos valores dos itens, descontado o custo fixo de inclusão de compartimentos. Neste trabalho, são abordados dois métodos de solução. A primeira abordagem é uma heurística, que consiste na combinação de duas heurísticas da literatura. A segunda abordagem é o método Geração de Colunas, que além de fornecer um novo limitante superior para o Problema da Mochila Compartimentada, ao final do método o problema mestre foi resolvido com as variáveis definidas como inteiras, obtendo uma solução factível. Em ambos os métodos, o modelo não-linear é decomposto em dois modelos lineares, no qual, um gera compartimentos e o outro os seleciona. Os resultados obtidos com as duas abordagens foram comparados com um limitante superior e se mostraram bastante satisfatórios

As proteínas são moléculas presentes nos seres vivos e essenciais para a vida deles. Para entender a função de uma proteína, devese conhecer sua estrutura tridimensional (o posicionamento correto de todos os seus átomos no espaço). A partir da estrutura de uma proteína vital de um organismo causador de uma doença é possível desenvolver fármacos para o tratamento da doença. Para encontrar a estrutura de uma proteína, métodos biofísicos, como Cristalografia de Raio-X e Ressonância Nuclear Magnética têm sido empregados. No entanto, o uso desses métodos tem restrições práticas que impedem a determinação de várias estruturas de proteínas. Para contornar essas limitações, métodos computacionais para o problema de predição da estrutura da proteína (PSP, Protein Structure Prediction) têm sido investigados. Várias classes de métodos computacionais têm sido desenvolvidas para o problema de PSP. Entre elas, as abordagens ab initio são muito importantes, pois não utilizam nenhuma informação prévia de outras estruturas de proteínas para fazer o PSP, apenas a sequência de aminoácidos da proteína e o gráfico de Ramachandran são empregados. O PSP ab initio é um problema combinatorial que envolve relativamente grandes instâncias na prática, por exemplo, as proteínas em geral têm centenas ou milhares de variáveis para determinar. Para vencer esse entrave, metaheurísticas como os Algoritmos Genéticos (AGs) têm sido investigados. As soluções geradas por um AG são avaliadas pelo cálculo da energia potencial da proteína. Entre elas, o cálculo da interação da energia de van der Waals é custoso computacionalmente tornando o processo evolutivo do AG muito lento mesmo para proteínas pequenas. Este trabalho investiga técnicas para reduzir significativamente o tempo de execução desse cálculo. Basicamente, foram propostas modificações de técnicas de paralelização utilizando MPI e OpenMP para os algoritmos resultantes. Os resultados mostram que o cálculo pode ser 1.500 vezes mais rápido para proteínas gigantes quando aplicadas as técnicas investigadas neste trabalho

O filtro de Kalman é amplamente conhecido e utilizado em aplicações, em virtude de apresentar diversas propriedades interessantes. Este trabalho aborda uma das características mais importantes, a estabilidade do filtro de Kalman aplicado a sistemas lineares discretos com saltos Markovianos. Sistemas desta classe são muito empregados em problemas práticos. Neste trabalho mostramos que o conceito de controlabilidade fraca e detetabilidade estocástica são condições suficientes para estabilidade do filtro de Kalman com relação a condição inicial. No que se refere a estabilidade no sentido mais usual, apresentamos resultados parciais, dependentes de uma condição adicional sobre a cadeia de Markov, bem como uma conjectura. O estudo da estabilidade do filtro de Kalman é relevante, pois filtros instáveis oferecem estimativas de baixa qualidade. O tema tem interesse teórico inerente e é bastante relevante para aplicações.O filtro de Kalman é amplamente conhecido e utilizado em aplicações, em virtude de apresentar diversas propriedades interessantes. Este trabalho aborda uma das características mais importantes, a estabilidade do filtro de Kalman aplicado a sistemas lineares discretos com saltos Markovianos. Sistemas desta classe são muito empregados em problemas práticos. Neste trabalho mostramos que o conceito de controlabilidade fraca e detetabilidade estocástica são condições suficientes para estabilidade do filtro de Kalman com relação a condição inicial. No que se refere a estabilidade no sentido mais usual, apresentamos resultados parciais, dependentes de uma condição adicional sobre a cadeia de Markov, bem como uma conjectura. O estudo da estabilidade do filtro de Kalman é relevante, pois filtros instáveis oferecem estimativas de baixa qualidade. O tema tem interesse teórico inerente e é bastante relevante para aplicações

Este trabalho estuda a observabilidade e controlabilidade para uma classe de sistema dinâmico markoviano com saltos nos parâmetros, e uma coleção de matrizes de observabilidade e controlabilidade associadas. São explorados alguns resultados de invariância, bem como certas propriedades envolvendo essas matrizes. Uma dessas propriedades, relacionada com a coleção de matrizes de observabilidade é conhecida na literatura desta classe de sistemas, mas não há uma prova disponível. Esses resultados de invariancia foram estendidos para o estudo da controlabilidade e sua respectiva coleção de matrizes associada, obtendo assim uma propriedade análoga ao caso da observabilidade. Os resultados obtidos são importantes para validar outros resultados existentes que se baseiam na propriedade referida

A automação de tarefas como descoberta, composição e invocação de Serviços Web é um requisito importante para o sucesso da Web Semântica. Nos casos de insucesso na busca por um serviço, por não existir disponível um serviço completo que atenda plenamente a requisição do usuário, uma possibilidade de contorno é compor o serviço procurado a partir de elementos básicos que atendam parcialmente a requisição inicial e que se completem. A composição de Serviços Web pode ser realizada de forma manual ou de forma automática. Na composição manual, o desenvolvedor de Serviços Web pode tirar proveito da sua expertise sobre os serviços envolvidos na composição e sobre o resultado que se deseja alcançar. Esta tese aborda problemas e apresenta contribuições relacionadas ao processo de composição automática de Serviços Web. A composição automática de Serviços Web requer que os serviços sejam descritos e publicados de forma a modelar o conhecimento (semântica explícita) que o desenvolvedor utiliza para realizar a composição manual. A descoberta automática baseada nas descrições semânticas do serviço é também um passo crucial na direção da composição automática, pois é um estágio anterior necessário para a seleção dos serviços candidatos à composição. Trabalhos da área de pesquisa em Serviços Web Semânticos exploram a utilização dos padrões da Web Semântica para enriquecer, com semântica explícita, a descrição dos Serviços Web. O problema da composição automática de Serviços Web é tratado neste trabalho por meio de três linhas de investigação: modelagem dos Serviços Web Semânticos; descoberta automática de Serviços Web Semânticos; e composição automática de Serviços Web Semânticos. As contribuições desta tese incluem: a plataforma RALOWS para modelagem de aplicações Web como Serviços Web Semânticos, tendo como estudo de caso aplicações para realização de experimentos remotos; um algoritmo para descoberta automática de Serviços Web Semânticos; uma proposta baseada em grafos e caminhos de custo mínimo para prover composição automática de Serviços Web Semânticos; uma infra-estrutura e ferramentas de apoio à descrição, publicação, descoberta e composição de Serviços Web Semânticos