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Dissertação mestrado integrado em Informatics Engineering, E-commerce is continuously expanding which increases market competitiveness. With the increase of plat-forms arrives a need to stand out from the competition, thus creating the necessity to improve marketing strate-gies. Marketing strategies, such as creating personalized birthday emails or registration welcome-emails cannot be done in the traditional way. This idea of creating custom services like sending user-specific emails creates the need for a marketing automation solution. Following this need, its proposed the development of a marketing automation platform with integration with a machine learning engine. This system will be hosted on a cloud and will automate marketing campaigns and provide dents with results from machine learning models., O comércio electrónico está em constante expansão originando maior competitividade no mercado. Com o aumento do número destas plataformas surge a necessidade de se diferenciar da concorrência, criando assim a necessidade de melhorar as estratégias de marketing. As estratégias de marketing como a criação de um email personalizado para aniversários ou emails de boas-vindas após o registo não podem ser feitas da forma tradicional Essa ideia de criar serviços personalizados, como o envio de emails customizados para os utilizadores, cria a necessidade de uma solução de automatização o marketing. Seguindo esta necessidade, proprõe-se o desenvolvimento de uma plataforma de marketing automático com integração com um motor de machine learning. Este sistema será hospedado numa nuvem e terá capacidade de automatizar campanhas de marketing e fornecer aos clientes resultados dos modelos de machine learning.

Contribution: This article details the conduction of an experiment to investigate the knowledge that computer science graduate students have about safety-critical systems development, in particular, safety requirements specifications. Future research directions are also discussed. Background: Safety-critical systems have been increasingly used in many critical domains, requiring a rigorous development process as well as certification by regulatory agencies. However, it is not clear whether computer science courses deliver adequate education for students to develop such systems. Experimental research with these students could provide evidence on whether they have the minimum knowledge necessary to develop safety-critical systems. This type of research presents several advantages, such as reproducibility, high-level control, and specific conclusions, but has not been widely adopted to verify learning issues. Research Question: How to measure the understanding of students on safety-critical systems development?

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Informática, E-commerce is constantly expanding, leading to greater market competitiveness. The number of online platforms offering products or services is increasing; so there is a growing need for companies to stand out from the competition, which leads to the application of various marketing strategies. However, not all are adequate and mismanagement, as well as a bad investment of these strategies, may prejudice companies. Hence the implementation of recommendation systems in e-commerce platforms, as a safe and economical strategy. By investing in a good recommendation mechanism, one can provide better user experience, taking his interests into account. As a result, more traffic on the platforms is ensured, which may result in a higher sales rate and, consequently, a higher number of revenues. However, to develop a recommendation system, the first step must consist in obtaining information about the sales platform, where data about its users and products/services form the basis of recom mendations. But not all information is useful, which can influence the accuracy of the forecasting models used by the system to produce results. Following this perspective, a data analysis methodology is proposed, as well as an architecture of a recommendation system, which allows to extract and treat relevant data, in order to integrate a recommendation engine for most e-commerce platforms., O comércio eletrónico (e-commerce) está em constante expansão, o que leva a uma maior competitividade no mercado. Existem cada vez mais plataformas de venda online e, consequentemente, há uma crescente necessidade das empresas se destacarem da concorrência, o que leva à aplicação das mais variadas estratégias de marketing. Porém, nem todas são adequadas e uma má gestão e investimento destas estratégias pode causar prejuízo às empresas. Daí surge a implementação de sistemas de recomendação nas plataformas de venda, como uma estratégia segura e económica. Ao investir num bom mecanismo de recomendação, é possível proporcionar uma melhor experiência para o utilizador, tendo em conta os seus interesses. Desta forma, assegura-se um maior tráfego nas plataformas, o que poderá resultar numa maior taxa de vendas e, consequentemente, num maior número de receitas. No entanto, para desenvolver um sistema de recomendação é necessário, em primeiro lugar, obter informação sobre a plataforma de vendas, onde os dados sobre os seus utilizadores e produtos/serviços constituem a base das recomendações. Mas nem toda a informação é útil, o que pode influenciar a acurácia do modelos de previsões utilizado pelo sistema. Seguindo esta perspetiva, propõe-se uma metodologia de análise de dados, assim como uma arquitetura de um sistema de recomendação, que permitam extrair e tratar dados relevantes de modo a integrar um motor de recomendação para a generalidade das plataformas de e-commerce.

Submitted by Ana Maria de Sousa Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-09-13T09:20:22Z No. of bitstreams: 1 DM_RicardoSilva_2021_MEI.pdf: 6031374 bytes, checksum: 0163ca361698bbbb2f84343852711a85 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Maria de Sousa Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-09-13T09:21:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_RicardoSilva_2021_MEI.pdf: 6031374 bytes, checksum: 0163ca361698bbbb2f84343852711a85 (MD5) Made available in DSpace on 2021-09-13T09:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_RicardoSilva_2021_MEI.pdf: 6031374 bytes, checksum: 0163ca361698bbbb2f84343852711a85 (MD5) Previous issue date: 2021

The microservice architecture is claimed to satisfy ongoing software development demands, such as resilience, flexibility, and velocity. However, developing applications based on microservices also brings some drawbacks, such as the increased software operational complexity. Recent studies have also pointed out the lack of methods to prevent problems related to the maintainability of these solutions. Disregarding established design principles during the software evolution may lead to the so-called architectural erosion, which can end up in a condition of unfeasible maintenance. As microservices can be considered a new architecture style, there are few initiatives to monitoring the evolution of software microservice-based architectures. In this paper, we introduce the SYMBIOTE method for monitoring the coupling evolution of microservice-based systems. More specifically, this method collects coupling metrics during runtime (staging or production environments) and monitors them throughout software evolution. The longitudinal analysis of the collected measures allows detecting an upward trend in coupling metrics that could represent signs of architectural degradation. To develop the proposed method, we performed an experimental analysis of the coupling metrics behavior using artificially generated data. The results of these experiment revealed the metrics behavior in different scenarios, providing insights to develop the analysis method for the identification of architectural degradation. We evaluated the SYMBIOTE method in a real-case open source project called Spinnaker. The results obtained in this evaluation show the relationship between architectural changes and upward trends in coupling metrics for most of the analyzed release intervals. Therefore, the first version of SYMBIOTE has shown potential to detect signs of architectural degradation during the evolution of microservice-based architectures. Made available in DSpace on 2021-12-13T13:01:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AP-Method-monitoring-coupling-2021.pdf: 2771345 bytes, checksum: bbf8364f58b8e1301a33015f92914381 (MD5) Previous issue date: 2021 Article number: 17.

Submitted by Ana Maria de Sousa Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2022-01-03T17:22:16Z No. of bitstreams: 1 DM_BrunoRocha_2021_MEI.pdf: 4950367 bytes, checksum: d9ff63b90460474dd2fd9724164988e4 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Maria de Sousa Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2022-01-03T17:22:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_BrunoRocha_2021_MEI.pdf: 4950367 bytes, checksum: d9ff63b90460474dd2fd9724164988e4 (MD5) Made available in DSpace on 2022-01-03T17:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_BrunoRocha_2021_MEI.pdf: 4950367 bytes, checksum: d9ff63b90460474dd2fd9724164988e4 (MD5) Previous issue date: 2021

Sistemas para Proveniência de Dados permitem o rastreamento da origem e evolução da informação, melhorando a confiança entre as partes. Este é um requisito importante para uma ampla gama de aplicações, como vigilância sanitária de alimentos, cadeias de abastecimento e monitoramento de surtos epidêmicos, entre outros. Muitas dessas aplicações são inerentemente distribuídas e exigem altos níveis de privacidade e confiança. Computação em névoa e Blockchains são soluções tecnológicas recentes que nasceram de avanços da computação em nuvem e distribuída. A computação em névoa concentra-se em trazer a nuvem para mais perto do usuário final, enquanto Blockchain fornece transparência sem uma entidade centralizada. Ambos podem ser complementares, com a computação em névoa distribuindo dados e o armazenamento, enquanto o Blockchain mantém a consistência e confiabilidade. Este trabalho descreve uma arquitetura que permite o rastreamento da proveniência dos dados em uma camada de névoa distribuída. Blockchains são empregados para fornecer transparência, e cada nó da névoa tem controle sobre o que é tornado público na nuvem. Por meio de serviços que mantêm as informações consistentes entre todas as partes interessadas, a arquitetura proposta permite proveniência de dados rápida e confiável para clientes executando na névoa. As informações do sistema estão associadas a uma prova de autenticidade, e os autores têm controle sobre a publicação dessas informações. A arquitetura foi desenvolvida com base no modelo de proveniência Prov definido pelo W3C, simplificando a adoção da solução. Foi desenvolvida uma aplicação composta por um cliente e uma API restful que é capaz de armazenar e compartilhar informações de proveniência em um Blockchain usando padrões abertos. São relatados resultados de testes extensivos demonstrando que a arquitetura proposta tem um desempenho adequado em vários cenários de recursos e diferentes níveis de confiabilidade de rede. Data Provenance systems enable tracking of the origin and evolution of information, improving trust among parties. This is an important requirement for a wide range of applications such as food safety, supply chains, and monitoring of epidemic outbreaks. Many of these applications are inherently distributed and require high levels of privacy and trust. Fog computing and Blockchains are recent technological solutions that were born from advancements in Cloud and distributed computing. Fog computing focuses on bringing the Cloud closer to the edge user while Blockchain provides transparency without a trusted centralized entity. Both can be complimentary as Fog computing spreads the data and computer storage while Blockchain can keep it consistent and trustworthy. This dissertation describes an architecture that allows the tracking of data provenance in a widearea distributed Fog layer. While Blockchains are employed to provide transparency, each Fog node has control over what is made public on the Cloud. The architecture proposed in this paper enables fast and reliable data provenance for clients executing in the Fog node using software services that keep the information consistent across all interested parties in the Cloud. Information in the system is associated with a proof of authenticity, but authors have control over the eventual publication of such information.The architecture was built upon the well established provenance model W3C Prov, which simplifies adoption of the framework. An application was developed consisting of a client and a restful API that is able to store and share provenance information in a Blockchain using open standards. Results from extensive tests are reported showing that the proposed architecture performs adequately in several scenarios of varying resources and levels of network reliability.

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-02-17T14:50:21Z No. of bitstreams: 1 DM_PedroSantos_2020_MEI.pdf: 8823809 bytes, checksum: f8a2f119973be2df5e5f5e5204bdd87a (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-02-17T14:50:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_PedroSantos_2020_MEI.pdf: 8823809 bytes, checksum: f8a2f119973be2df5e5f5e5204bdd87a (MD5) Made available in DSpace on 2021-02-17T14:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_PedroSantos_2020_MEI.pdf: 8823809 bytes, checksum: f8a2f119973be2df5e5f5e5204bdd87a (MD5) Previous issue date: 2020

Master dissertation in Computer Science, Technological progress and advancements are constant and natural. The extreme impact and the daily use of everything related to technology on everyone’s day to day life is irrefutable. The inclusion of robots and automated vehicles and machines is increasing because of the advantages linked to their use. This reality led to the beginning of a project, Smart Autonomous Mobile Units (SAMU), included in the iFactory program which comes from a partnership between Bosch Car Multimedia (CM), and University of Minho. The project consists of the automation of specific industrial vehicles used in the movement of materials and finished products that support the intralogistics processes. This dissertation presents the software process behind the transformation of a Laboratory Prototype to an Industrial Prototype. A laboratory prototype was the result of the previous stages of development since this prototype was created and tested only in a controlled environment. For the next step of the SAMU project, the Proof of Concept, it is mandatory to increase the maturity level of this prototype. The PoC will be performed on a real industrial environment having a lot more adversities than the prior tests setting where everything was under control. On the Bosch Braga plant the autonomous vehicles have to interact with manually-driven vehicles as well. For this reason, the necessity of creating a system that could coordinate the allocation of logistic services to each vehicle had to emerge. A new solution was structured and developed following the basics of software design and architecture to modify and complement the former system with all the functions it is required to have. The final solution for the central platform of the industrial prototype is composed of seven microservices and each of them have a different purpose and business logic behind. The improvement of the central platform led to the development of new functionalities, such as the organization of the vehicles’ fleet and the visualization of the vehicles dynamically moving across their area of operation. The created solution was proven, by the results, to be functioning properly and as intended. The use of microservices reinforces their advantages for this specific context, since the deployment becomes easier and their maintenance is more straightforward. Another important aspect is that the addition of new functionalities is also a more effortless process. Considering that the previous solution was being developed with microservices the preservation of this type of architecture was the right answer for the continuation of development., O progresso a nível tecnológico é algo constante e natural. É evidente e irrefutável o ex-tremo impacto e uso diário das várias inovações nesta área no dia-a-dia de cada um. A inclusão de robôs e a automatização de máquinas é cada vez mais procurada devido às várias vantagens inerentes à sua utilização. Esta realidade levou ao início de um projeto, Smart Autonomous Mobile Units (SAMU), insirido no programa iFactory proveniente de uma parceria entre a Universidade do Minho e a Bosch Car Multimedia (CM). O projeto consiste na automatização de veículos indus-triais usados no movimento de materiais e produto acabado apoiando assim os processos intralogisticos. Esta dissertação apresenta o processo por detrás da transformação de um protótipo de laboratório num protótipo industrial. Um protótipo de laboratório foi o resultado obtido nas anteriores fases de desenvolvimento, uma vez que foi criado e testado apenas num ambiente controlado. Para a próxima etapa, a Prova de conceito, é obrigatório aumentar o nível de maturidade deste protótipo. A PoC será realizado num ambiente industrial real, com muito mais adversidades do a localização dos testes anteriores, onde tudo estava sob controlo. Na fábrica da Bosch Braga, os veículos autónomos também tém de interagir com veículos conduzidos manualmente. Por este motivo, surgiu a necessidade de criar um sistema que pudesse coordenar a alocação de serviços de logística a cada veículo. Uma nova solução foi estruturada e desenvolvida seguindo os conceitos básicos de design e arquitetura de scitzvare para modificar e complementar o sistema anterior com todas as funções necessárias. A solução final para a plataforma central do protótipo industrial é composta por sete microsserviços e cada um deles tem uma finalidade e lógica de negócio diferente. A melhoria da plataforma central leva ao desenvolvimento de novas funcionali-dades, como a organização da frota de veículos e a visualização dos veículos que se deslo-cam dinamicamente na sua área de operação. A solução criada provou, pelos resultados, estar a funcionar corretamente e conforme o planeado. O uso de microsserviços reforça as suas vantagens para este contexto específico, uma vez que o deployment se torna mais fácil e a manutenção é mais direta. Outro aspecto importante é que a adição de novas funcionalidades também se torna num processo mais fácil. Considerando que o sistema anterior estava a ser desenvolvido com microsserviços, a preservação deste tipo de arquitetura foi a solução certa a continuação do desenvolvimento.

Mapas de disparidade são elementos cruciais em sistemas de visão estéreo. Navegação autônoma, reconstrução 3D e mobilidade são exemplos de área de pesquisa que utilizam mapas de disparidade como elementos-chave. Embora muitos trabalhos têm sido feitos na área de visão estéreo, ainda assim, não é trivial construir sistemas estéreos com aplicação de conceitos como reutilização e escopo extensível. Neste estudo, exploramos essa lacuna e apresentamos uma arquitetura de software capaz de acomodar diferentes métodos de visão estéreo através de uma estrutura bem definida. Inicialmente, cenários que ilustram usos de mapa de disparidade são introduzidos e uma arquitetura que fomenta reutilização de código é apresentada. Dessa forma, um Framework de Cálculo de Disparidade (FCD) é apresentado e seus componentes são discutidos a fim de especificar a sua estrutura. Em seguida, um protótipo que segue a arquitetura proposta é apresentado e alguns casos de teste são preparados e executados. Além disso, métodos de cálculo de disparidade foram implementados para propostas de validação e para avaliar o método de refinamento de disparidade proposto pelos autores. Esse método de refinamento, chamado de Checagem de Consistência de Segmento (CCS), foi projetado para aumentar a robustez de algoritmos de combinação estéreo. Trata-se de um método que utiliza um processo de segmentação preliminar, análise estatística de áreas definidas e função ponderada de suporte para encontrar e preencher disparidades marcadas como desconhecidas. Os resultados dos experimentos realizados apontam que o FCD pode satisfazer diferentes cenários sob demanda. Além disso, os resultados mostram que o método CCS é uma abordagem eficiente que pode trazer certos melhoramentos em mapas de disparidade, como reduzir a medida de erro no cálculo de correspondências estéreo. Disparity maps are key components of a stereo vision system. Autonomous navigation, 3D reconstruction, and mobility are examples of areas of research which use disparity maps as an important element. Although a lot of work has been done in the stereo vision field, it is not easy to build stereo systems with concepts such as reuse and extensible scope. In this study, we explore this gap and it presents a software architecture that can accommodate different stereo methods through a standard structure. Firstly, it introduces some scenarios that illustrate use cases of disparity maps and it shows a novel architecture that foments code reuse. A Disparity Computation Framework (DCF) is presented and we discuss how its components are structured. Then we developed a prototype which closely follows the proposal architecture and we prepared some test cases to be performed. Furthermore, we have implemented disparity methods for validation purposes and to evaluate our disparity refinement method. This refinement method, named as Segmented Consistency Check (SCC), was designed to increase the robustness of stereo matching algorithms. It consists of a segmentation process, statistical analysis of grouping areas and a support weighted function to find and to fill in unknown disparities. The experimental results show that the DCF can satisfy different scenarios on-demand. Besides, they show that SCC method is an efficient approach that can make some enhancements in disparity maps, as reducing the disparity error measure. Outro

The growth of video streaming in the Internet in the last few years has been highly significant and promises to continue in the future. This fact is related to the growth of Internet users and especially with the diversification of the end-user devices that happens nowadays. Earlier video streaming solutions didn´t consider adequately the Quality of Experience from the user’s perspective. This weakness has been since overcame with the DASH video streaming. The main feature of this protocol is to provide different versions, in terms of quality, of the same content. This way, depending on the status of the network infrastructure between the video server and the user device, the DASH protocol automatically selects the more adequate content version. Thus, it provides to the user the best possible quality for the consumption of that content. The main issue with the DASH protocol is associated to the loop, between each client and video server, which controls the rate of the video stream. In fact, as the network congestion increases, the client requests to the server a video stream with a lower rate. Nevertheless, due to the network latency, the DASH protocol in a standalone way may not be able to stabilize the video stream rate at a level that can guarantee a satisfactory QoE to the end-users. Network programming is a very active and popular topic in the field of network infrastructures management. In this area, the Software Defined Networking paradigm is an approach where a network controller, with a relatively abstracted view of the physical network infrastructure, tries to perform a more efficient management of the data path. The current work studies the combination of the DASH protocol and the Software Defined Networking paradigm in order to achieve a more adequate sharing of the network resources that could benefit both the users’ QoE and network management. O streaming de vídeo na Internet é um fenómeno que tem vindo a crescer de forma significativa nos últimos anos e que promete continuar a crescer no futuro. Este facto está associado ao aumento do número de utilizadores na Internet e, sobretudo, à crescente diversificação de dispositivos que se verifica atualmente. As primeiras soluções utilizadas no streaming de vídeo não acomodavam adequadamente o ponto de vista do utilizador na avaliação da qualidade do vídeo, i.e., a Qualidade de Experiência (QoE) do utilizador. Esta debilidade foi suplantada com o protocolo de streaming de vídeo adaptativo DASH. A principal funcionalidade deste protocolo é fornecer diferente versões, em termos de qualidade, para o mesmo conteúdo. Desta forma, dependendo do estado da infraestrutura de rede entre o servidor de vídeo e o dispositivo do utilizador, o protocolo DASH seleciona automaticamente a versão do conteúdo mais adequada a essas condições. Tal permite fornecer ao utilizador a melhor qualidade possível para o consumo deste conteúdo. O principal problema com o protocolo DASH está associado com o ciclo, entre cada cliente e o servidor de vídeo, que controla o débito de cada fluxo de vídeo. De facto, à medida que a rede fica congestionada, o cliente irá começar a requerer ao servidor um fluxo de vídeo com um débito menor. Ainda assim, devido à latência da rede, o protocolo DASH pode não ser capaz por si só de estabilizar o débito do fluxo de vídeo num nível que consiga garantir uma QoE satisfatória para os utilizadores. A programação de redes é uma área muito popular e ativa na gestão de infraestruturas de redes. Nesta área, o paradigma de Software Defined Networking é uma abordagem onde um controlador da rede, com um ponto de vista relativamente abstrato da infraestrutura física da rede, tenta desempenhar uma gestão mais eficiente do encaminhamento de rede. Neste trabalho estuda-se a junção do protocolo DASH e do paradigma de Software Defined Networking, de forma a atingir uma partilha mais adequada dos recursos da rede. O objetivo é implementar uma solução que seja benéfica tanto para a qualidade de experiência dos utilizadores como para a gestão da rede.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2018 Serviços Web atuais são altamente heterogêneos não apenas em termos de formato de dados, mas também em relação à maneira como ocorre a interação com o serviço. Apesar da existência de heterogeneidade, a composição desses serviços se torna necessária para realização de atividades complexas, que não são atendidas por um único serviço. Existem na literatura propostas de algoritmos de composição para serviços heterogêneos baseados em descrições semânticas da funcionalidade dos serviços. No entanto, essas propostas não suportam um dos principais modelos de interação existentes ou apresentam limitações no suporte a algum destes modelos. Esta dissertação apresenta uma arquitetura de software e duas técnicas, denominadas forking e adaptação, para composição automática de serviços heterogêneos. Diferentemente de propostas existentes, ao combinar uma descrição comum, um middleware e um algoritmo de composição, todas as restrições de interação impostas por serviços REST e por serviços orientados a eventos são respeitadas. Foram realizados experimentos comparando um protótipo da arquitetura com uma abordagem de composição de serviços SOAP e com a única abordagem de composição RESTful identificada na literatura que efetivamente suporta a restrição HATEOAS. No primeiro experimento, composto por oito cenários, o protótipo apresentou média do tempo de composição menor em sete dos oito cenários sendo mais lento apenas no cenário menos complexo. O segundo experimento avalia a escalabilidade em três cenários. Dentro de cada cenário, o aumento da complexidade dos problemas teve um efeito menor sobre o protótipo do que na implementação do algoritmo de composição RESTful. Abstract : Current Web-based Services are highly heterogeneous not only on data but also with respect to service interaction. Despite their heterogeneity, composition of these services is required in order to achieve additional functionality. Semantic descriptions and composition algorithms for heterogeneous services have been proposed. However, existing techniques either ignore event-oriented services, which employ Publish/Subscribe or related paradigms, or do not offer sufficient support for interaction through hypermedia controls (i.e., links, forms and URI templates) as required in the REST architectural style. This dissertation presents a software architecture and two techniques, forking and adaptation, for automatic composition of heterogeneous services. Unlike current proposals, by combining a intermediary description, a composition algorithm and a middleware, all interaction constraints related to RESTful and event-oriented services are respected. Two experiments with a prototype implementation of the architecture were performed. The first compared it against a fast algorithm for composition of SOAP services, and the second compared it against the only algorithm found in the literature that supports the Hypermedia As The Engine Of Application State (HATEOAS) constraint of RESTful services. In the first experiment, consisting in eight scenarios, the prototype was faster in 7 scenarios. The second experiment showed that the prototype is more scalable than the RESTful services composition algorithm and less sensitive to the number of I/O parameters.

Background Systems-of-systems (SoS) are alliances of independent and interoperable software-intensive systems. SoS often support critical domains, being required to exhibit a reliable operation, specially because people’s safety relies on their services. In this direction, simulations enable the validation of different operational scenarios in a controlled environment, allowing a benchmarking of its response as well as revealing possible breaches that could lead to failures. However, simulations are traditionally manual, demanding a high level of human intervention, being costly and error-prone. A stimuli generator could aid in by continuously providing data to trigger a SoS simulation and maintaining its operation. Methods We established a model-based approach termed Stimuli-SoS to support the creation of stimuli generators to be used in SoS simulations. Stimuli-SoS uses software architecture descriptions for automating the creation of such generators. Specifically, this approach transforms SoSADL, a formal architectural description language for SoS, into dynamic models expressed in DEVS, a simulation formalism. We carried out a case study in which Stimuli-SoS was used to automatically produce stimuli generators for a simulation of a flood monitoring SoS. Results We run simulations of a SoS architectural configuration with 69 constituent systems, i.e., 42 sensors, 9 crowdsourcing systems, and 18 drones. Stimuli generators were automatically generated for each type of constituent. These stimuli generators were capable of receiving the input data from the database and generating the expected stimuli for the constituents, allowing to simulate constituent systems interoperations into the flood monitoring SoS. Using Stimuli-SoS, we simulated 38 days of flood monitoring in little more than 6 h. Stimuli generators correctly forwarded data to the simulation, which was able to reproduce 29 flood alerts triggered by the SoS during a flooding event. In particular, Stimuli-SoS is almost 65 times more productive than a manual approach to producing data for the same type of simulation. Conclusions Our approach succeeded in automatically deriving a functional stimuli generator that can reproduce environmental conditions for simulating a SoS. In particular, we presented new contributions regarding productivity and automation for the use of a model-based approach in SoS engineering.

Submitted by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2019-02-06T16:47:53Z No. of bitstreams: 1 867831.pdf: 4260040 bytes, checksum: bac962b08022a06a8b994b634a8f1653 (MD5) Made available in DSpace on 2019-02-06T16:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 867831.pdf: 4260040 bytes, checksum: bac962b08022a06a8b994b634a8f1653 (MD5) Previous issue date: 2017-09 Artefatos relacionados à Engenharia Dirigida por Modelos (MDE), tais como transformações de modelo, Linguagens Específicas de Domínio (DSLs) e ferramentas de modelagem ou refinamento, têm sido propostos na literatura visando aumentar a qualidade de produtos derivados de atividades da Engenharia de Software. Estes artefatos são introduzidos em configurações de nível técnico, incluindo DSLs e outras formas para se representar cadeias de ferramentas. Uma introdução bem sucedida de MDE em contextos alvos inclui a realização de fases de integração, que estabelecem cadeias de ferramentas customizadas. Esta customização tem sido realizada por engenheiros de software no então chamado “MDE como um Serviço, onde novas oportunidades para o estabelecimento de cadeias de ferramentas estão disponíveis em repositórios de ativos por meio de cenários de coopetição (colaboração entre empresas competidoras). Coopetição beneficia líderes de um mercado assim como seus competidores, podendo auxiliar na promoção do MDE em um futuro próximo. Para tanto, é necessária uma representação comum/híbrida para ativos e cadeias de ferramentas, o que representa uma limitação no estado da arte atual. Ao incluir propriedades híbridas, uma representação comum simplificaria a integração de cenários para coopetição no MDE, permitindo a transformação automática de uma característica estrutural de um cenário para outro. Assim, essa tese propõe RAS++, uma nova linguagem de representação para ativos híbridos. Os resultados dessa pesquisa indicam que RAS++ é representativa o suficiente para apoiar implementações de “MDE como um Serviço” nos cenários de coopetição avaliados. Artifacts associated with Model-Driven Engineering (MDE) such as model transformations, Domain Specific Languages (DSL), and modeling or refinement tools have been proposed in the literature as a mean to increase the quality in products derived from activities of Software Engineering. These artifacts are introduced in technical-level settings, including DSLs adopted by model transformation engines, software project workspaces, and other ways to represent tool chains. In technical terms, a successful MDE introduction in target contexts includes the execution of integration phases that establish customized tool chains. This customization has been performed by software engineers in the called “MDE as a Service”, where new opportunities for tool chain are available in asset repositories through coopetition scenarios (collaboration between competing companies). Coopetition benefits market leaders and their competitors and may help promoting MDE adoption. This way, it is necessary a common/hybrid representation for assets and tool chain, which represents a limitation in the state of the art. By including properties from MDE Artifact repositories and tool chain representations, a common representation would simplify the integration of scenarios for coopetition in MDE, allowing automatic transformation of structural features from a scenario to another one. Thus, we proposed RAS++, a new representation language for hybrid assets. Our research results indicate that RAS++ is representative enough to support implementations of MDE as a Service in evaluated coopetition scenarios.

Dissertação de Mestrado em Engenharia Informática Ao longo do tempo, as pessoas perante as vicissitudes e as necessidades concretas da vida foram obrigadas, de forma natural e implícita a criar mecanismos de defesa, protecção e até de eventual sobrevivência, tendo a necessidade de adaptar-se ao meio envolvente e a retirar dele os bens e informação necessários. No caso concreto de pessoas cegas ou amblíopes, o ambiente envolvente de per si surge como um desafio e barreira naturais, limitando a sua acção, locomoção e orientação. Apesar dos sistemas de navegação e orientação estarem em constante evolução e desenvolvimento, ainda se registam muitas lacunas e restrições no apoio e ajuda a pessoas com deficiências visuais, pelo que a investigação feita na área merece todo o mérito e apoio a todos os níveis tendo sempre como farol a melhoria do bem estar das pessoas com estas dificuldades. O objectivo do projecto em que a presente dissertação se insere (CE4Blind), pretende alavancar-se nas vantagens que as tecnologias emergentes proporcionam, para criar soluções inovadores que poderão contribuir fortemente para suportar e incluir pessoas com necessidades especiais, mais concretamente a comunidade cega e todas as pessoas com dificuldades a nível da visão. Consciente que o trabalho apresentado tenta suportar e contribuir para a inclusão de pessoas cegas e amblíopes - um problema que afecta cada vezes mais a população mundial - a nível da sua locomoção, orientação e navegação, especifica-se, desenha-se e implementa-se uma arquitectura que se rege por bases que a literatura considera viáveis e fiáveis, tendo sempre em consideração a importância das parcerias com várias Instituições, e até dos próprios Governos e Países. Por motivação pessoal, tentaram-se ainda trazer novas ideias e contributos tendo sempre em mente um bem superior, que é a qualidade de vida daqueles que necessitam, mais concretamente os cegos e amblíopes. Over time, people in the face of vicissitudes and the concrete necessities of life were forced, in a natural and implicitly way, to create defence, protection and even survival mechanisms, having the need to adapt to the surroundings and to use the offered goods and information. In the case of blind or partially sighted people, the surrounding environment de per si shows up as a challenge and natural barrier, limiting their action, movement and orientation. Despite the navigation and guidance systems being in constant evolution and development, there are still many gaps and constraints in the support and help of people with visual impairments, and thus, the research done in this specific field deserves all the credit and support at all levels, always having as a beacon the improvement the welfare of people with these difficulties. The aim of the project on which this dissertation is part of (CE4Blind), is built upon the advantages of the latest technological developments to create innovative solutions that can strongly contribute to the support and inclusion of people with special needs, specifically the blind community and all people suffering from visual impairment. Perfectly aware that the work presented herein tries to support and contribute to the inclusion of blind and partially sighted people - a problem affecting more and more the world's population - in terms of their mobility, guidance and navigation, an architecture, that is governed by bases that the literature considers feasible and reliable, is specified, designed and implemented, also taking into account the importance of partnerships with various institutions, and even with the Governments and Countries themselves. As personal motivation, new ideas and contributions have been brought, always keeping in mind a greater good, which is the quality of life of those in need, in particular, the visually impaired.

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática Submitted by Manuel Jesus (albertojesus@ua.pt) on 2017-10-20T11:20:08Z No. of bitstreams: 1 Endowing NoSQL DBMS with SQL features through call level interfaces.pdf: 1773541 bytes, checksum: cfb9a86b0e24b4901a14baa296f8ba94 (MD5) Made available in DSpace on 2017-10-20T11:20:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Endowing NoSQL DBMS with SQL features through call level interfaces.pdf: 1773541 bytes, checksum: cfb9a86b0e24b4901a14baa296f8ba94 (MD5) Previous issue date: 2015

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática Os arquitetos de software usam ferramentas, tais como Call Level Interfaces (CLI), para guardar, atualizar e retirar dados de Sistemas de Gestão de Bases de Dados (SGBD). Estas ferramentas estão desenhadas para efetuarem a junção entre os paradigmas de Base de Dados Relacional e da Programação Orientada a Objetos e fornecem funcionalidades padrão para interagir com SGBD. No entanto, a emergência do paradigma NoSQL, e particularmente de novos fornecedores de SGBD NoSQL, leva a situações onde algumas das funcionalidades padrão fornecidas por CLI não são suportadas. Isto deve-se normalmente à distância entre o modelo SQL e NoSQL, ou devido a restrições de design. Assim, quando um arquiteto de sistema precisa de evoluir, nomeadamente de um SGBD relacional para um SGBD NoSQL, tem de ultrapassar as dificuldades que emergem por existirem funcionalidades não suportadas pelo SGBD NoSQL. Não só isso, mas as CLI costumam ignorar políticas de controlo de acesso estabelecidas e, portanto, programadores de aplicações têm de dominar as ditas políticas de maneira a desenvolverem software em concordância com elas. Escolher o SGBD NoSQL errado pode levar a problemas de grandes dimensões quando as aplicações pedem funcionalidades não suportadas ou a que não têm acesso. Esta tese foca-se em implementar funcionalidades que não são comummente suportadas por SGBD NoSQL, tais como Stored Procedures, Transações, Save Points e interações com estruturas de memória local, através de uma framework baseada numa CLI padrão. O modelo de implementação de funcionalidades é definido por módulos da nossa framework, e permite a criação de sistemas distribuídos e tolerantes a falhas, que simulam as funcionalidades anteriormente referidas e abstraem as funcionalidades da base de dados subjacente de clientes. Também temos como objetivo integrar a nossa framework com trabalho anterior, a S-DRACA, uma arquitetura dinâmica e segura de controlo de acesso para aplicações relacionais, onde as permissões são definidas como sequências de expressões create, read, update e delete. Com esta integração, conseguimos fornecer Role-Based Access Control e outras funcionalidades de segurança a qualquer tipo de SGBD. Desenvolvemos várias formas de utilizar cada componente (localmente ou distribuído) e a framework está construída de forma modular, o que permite aos vários componentes serem utilizados individualmente ou em grupo, assim como permite o acrescento de funcionalidades ou SGBD adicionais por administradores de sistema que queiram adaptar a framework às suas necessidades particulares. To store, update and retrieve data from database management systems (DBMS), software architects use tools, like call level interfaces (CLI), which provide standard functionality to interact with DBMS. These tools are designed to bring together the relational database and object-oriented programming paradigms, but the emergence of the NoSQL paradigm, and particularly new NoSQL DBMS providers, leads to situations where some of the standard functionality provided by CLI are not supported, very often due to their distance from the relational model or due to design constraints. As such, when a system architect needs to evolve, namely from a relational DBMS to a NoSQL DBMS, he must overcome the difficulties conveyed by the features not provided by the NoSQL DBMS. Not only that, but CLI usually forsake applied access control policies. As such, application developers must master the established policies as a means to develop software that is conformant with them. Choosing the wrong NoSQL DBMS risks major issues with applications requesting non-supported features and with unauthorized accesses. This thesis focuses on deploying features that are not so commonly supported by NoSQL DBMS, such as Stored Procedures, Transactions, Save Points and interactions with local memory structures, through a framework based in a standard CLI. The feature implementation model is defined by modules of our framework, and allows for distributed and fault-tolerant systems to be deployed, which simulate the previously mentioned features and abstract the underlying database features from clients. It is also our goal to integrate our framework with previous work, S-DRACA, a dynamic secure access control architecture for relational applications, where permissions are defined as a sequence of create, read, update and delete expressions. With the integration, we can provide dynamic Role-Based Access Control and other security features to any kind of DBMS. We developed several ways of using each component (locally or distributed) and the framework is built in a modular fashion, which allows several components to be used individually or together, as well as extra features or DBMS to be added by system administrators that wish to adapt the framework to their particular needs.

A abordagem aberta e distribuída da Web, bem como a prevalência de relacionamentos entre aplicações e serviços estão transformando tanto a forma como desenvolvemos software quanto como eles funcionam e interagem uns com os outros. Como resultado, uma nova geração de aplicações está emergindo e consequentemente novos modelos mentais se fazem necessários para lidar elas. Neste contexto, Máquinas Sociais aparecem como um modelo promissor para o desenvolvimento de software. Entretanto, é um tema novo, com conceitos e definições provenientes de diferentes campos de pesquisa, o que torna o entendimento unificado do conceito um esforço desafiador. Nesta tese, nós fornecemos uma base conceitual mais coerente para entender máquinas sociais como um paradigma unificado para descrever, projetar e implementar aplicações e serviços sociais emergentes. Para isso, primeiramente revisitamos o conceito de relacionamento e estendemos a noção de máquinas sociais como um modelo de abstração comum a ser utilizado para fundir elementos computacionais e sociais em software. Em segundo lugar, para descrever máquinas sociais, apresentamos diretrizes para a análise que abordam algumas questões relacionadas com o exercício de engenharia de sistemas existentes. Em terceiro lugar, definimos a Social Machine-oriented Architecture (SoMAr) - um estilo arquitetural híbrido para projetar máquinas sociais através da combinação de diferentes princípios da prática atual da engenharia de software. Por fim, discutimos as experiências e lições aprendidas com a aplicação do paradigma de máquinas sociais em diferentes contextos. The open, distributed approach of the Web and the relationship’s prevalence of applications and services are transforming both the way we develop software and how they operate and interact with each other. As a result, a novel breed of applications is emerging, and consequently new mental models are needed to deal with them. In this context, Social Machines appear as a promising model for developing software. However, it is a fresh topic, with concepts and definitions coming from different research fields, making a unified understanding of the concept a somewhat challenging endeavor. In this thesis we provide a more coherent conceptual basis for understanding Social Machines as a unified paradigm to describe, design and implement emerging social applications and services. To do that, we revisited the concept of relationship and extend the notion of Social Machines to establish a common abstraction model that is used for blending computational and social elements into software. Second, to describe social machines, this proposal presents an analysis guideline that addresses some issues related to the engineering exercise of existing systems. Third, we provide the Social Machine-oriented Architecture (SoMAr) - a hybrid style to design social machines through the combination of different principles from current software engineering practice. Finally, we discuss the experiences and lessons learned from applying the social machines paradigm in different contexts.