02 - Mestrado - Ciência da Computação

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GAIA LGPD: Um framework para a Proteção de Dados Pessoais
(Universidade Estadual de Londrina, 2022-02-22) Farias, Francyelcyo Pussi; Barros, Rodolfo Miranda de; Zarpelão, Bruno Bogaz; Góis, Lourival Aparecido de
Resumo: A recente chegada da LGPD (Lei Geral de Proteção de Dados - Lei 13709) sancionada em setembro de 2020 obriga empresas de diversos setores a adotar práticas voltadas ao tratamento de dados pessoais, inclusive nos meios digitais, por pessoa natural ou por pessoa jurídica de direito público ou privado, com o objetivo de proteger os direitos fundamentais de liberdade e de privacidade e o livre desenvolvimento da personalidade da pessoa natural, ou seja, dos titulares de dados pessoais. A adoção dessas práticas voltadas à proteção dos dados pessoais, ao mesmo tempo em que atende as exigências legais também é capaz de gerar valor aos negócios, uma vez que o aumento do nível de maturidade em segurança de dados pessoais pode se tornar um grande trunfo para atrair novos clientes. Assim sendo, o objetivo deste trabalho é desenvolver um framework que possa ser aplicado para ajudar a organização a identificar seu nível de maturidade em relação às práticas de proteção de dados pessoais e consequentemente ao nível de adesão aos requisitos da LGPD e a partir desse levantamento estabelecer as ações mitigatórias a serem implementadas. Com o uso do framework, esse trabalho é feito através da descoberta das vulnerabilidades relacionadas ao tratamento de dados pessoais, da análise dos riscos atrelados a essas vulnerabilidades e da elaboração de um plano de ação para mitigar os riscos mapeados. Para tanto, o presente trabalho é formado por cinco processos principais, um questionário de autoavaliação, composto por 7 eixos que classificam o nível de maturidade de acordo com as seções dos artigos da LGPD, uma matriz de análise de riscos e templates que poderão ser adotados de forma integral ou parcial, de acordo com a necessidade de cada organização. Dessa forma, espera-se que o plano de ação elaborado a partir da execução do framework, se converta em um robusto Programa de Proteção de Dados e Privacidade, que além de atender às regulamentações, também fortaleça a confiança dos clientes atuais, abrindo assim a possibilidade de atrair novos clientes com apreço pela seriedade com que seus dados pessoais são tratados e protegidos pela organização. Para validar o Framework proposto, foi realizado um estudo de caso em uma multinacional brasileira do setor de Químicos. O trabalho durou 5 meses e contou com a participação de Especialistas da áreas de Segurança da Informação, Tecnologia da Informação (TI) e da área Jurídica. Todas as etapas propostas pelo Framework foram aplicadas. O trabalho resultou em: relatório contendo a lista dos itens de não conformidades com a LGPD; levantamento das vulnerabilidades relacionadas à segurança de dados pessoais; análise e classificação dos riscos; e por fim, a elaboração de um plano de ação alinhado com os requisitos da LGPD. Em adicional, o estudo de caso permitiu identificar oportunidades de melhoria no modelo inicial do Framework e contribuiu para a definição de ações futuras. Abstract: The recent arrival of the LGPD (General Data Protection Law - Law 13.709), sanctioned in September 2020, forces companies from various sectors to adopt practices aimed at the processing of personal data, including in digital media, by natural person or legal Entity public or private, with the objective of protecting the fundamental rights of freedom and privacy and the free development of the personality of the natural person, that is, of the holders of personal data. The adoption of these practices, aimed at protecting personal data, while meeting legal requirements, is also capable of generating business value, since the increase in the level of maturity in personal data security can become a great asset to attract new customers. Therefore, the objective of this work is to develop a framework that can be applied to help the organization identify its level of maturity in relation to personal data protection practices and, consequently, the level of adherence to the requirements of the LGPD and from there provide a survey to establish the mitigating actions to be implemented. Using the framework, this work is done through the discovery of vulnerabilities related to the treatment of personal data, the analysis of the risks linked to these vulnerabilities and the elaboration of an action plan to mitigate the mapped risks. For this purpose, the present work consists of five main processes, a selfassessment ques- tionnaire, composed of 7 axes that classify the level of maturity according to the sections of the LGPD articles, a risk analysis matrix and templates that can be adopted. in Whole or in part, according to the needs of each organization. Thus, it is expected that the action plan elaborated from the execution of the framework, becomes a robust Data Protection and Privacy Program, which in addition to meeting the regulations, also strengthens the trust of current customers, thus opening the possibility of attracting new customers with appreciation for the seriousness with which their personal data is treated and protected by the organization.To validate the proposed Framework, a case study was carried out in a Brazilian multina-tional in the Chemicals sector. The work lasted 5 months and included the participation of Specialists from the Information Security, Information Technology (IT) and Legal ar-eas. All the steps proposed by the Framework were applied. The work resulted in: report containing the list of items of non-compliance with the LGPD; survey of vulnerabilities related to the security of personal data; risk analysis and classification; and finally, the elaboration of an action plan in line with the requirements of the LGPD. In addition, the case study made it possible to identify opportunities for improvement in the Framework’s initial model and contributed to the definition of future actions.
GAIA Athenas: Um framework colaborativo para apoio nas tomadas de decisões de implementações, práticas, conceitos e processos em empresas de base tecnológica
(Universidade Estadual de Londrina, 2022-09-10) Zampieri, Thiago Magalhães; Barros, Rodolfo Miranda de; Barros, Vanessa Tavares de Oliveira; Modesto, Lisandro Rogério
Resumo: Os sistemas de informação (SI) estão difundidos no cotidiano da vida moderna, além do que as pessoas estão cada vez mais dependentes dos softwares em suas atividades cotidianas [54]. Por sua vez, as empresas que desenvolvem tais soluções tecnológicas enfrentam cada vez mais desafios em seu ciclo de vida, desde demandas tradicionais, como: constante investimento para manter-se na vanguarda, altos custos com pessoas qualificadas e erros de especificações, também como demandas adjacentes que impactam na construção de softwares de qualidade, tais como: prazos bem apertados, agilidade na entrega e a manutenção da cultura da organização. Com isso, prever o caminho para uma evolução, torna-se uma tarefa árdua de se realizar. Mudanças nas regras de negócio ou regulamentações, falhas não previstas ou o surgimento de novos requisitos são exemplos de fatores que podem influenciar no sucesso ou insucesso de um determinado projeto de desenvolvimento de software. Assim sendo, o objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo de maturidade e capacidade para complementar a outros frameworks / processos / rotinas que possa ajudar nas tomadas de decisões sobre implementações, práticas, conceitos, bibliotecas ou qualquer forma de apoio ao desenvolvimento de software no que tange aos tópicos de: estágio, tecnologia, organização & gestão, time & cultura, arquitetura e ambiente, vertical e dilema em negócio de base tecnológica, focando sempre no "como fazer" e não no "que fazer", e possa ser implementado de forma progressiva, possibilita um maior controle e domínio da organização em relação a adoção de prática e técnicas. Para tanto, o presente trabalho compreende 4 níveis de maturidade, dispostos em 7 perspectivas de conhecimento distintos, 5 serviços, um questionário para a avaliação diagnóstica, um processo de implantação e outro de uso. De forma a validar o modelo, o mesmo foi avaliado por especialistas, por meio de um questionário avaliativo, recebendo avaliação bastante positiva em relação aos seus processos, templates e documentação. Ainda de forma a contribuir para a validação do modelo, realizou-se um estudo de caso em uma empresa de TI, a fim de entender a realidade do processo de aquisição de uma organização real, validar o modelo e melhorá-lo como um todo (processos, documentação e templates), constatando uma melhora significativa no processo de aquisição da organização alvo após a implantação de alguns serviços do modelo proposto. Abstract: Information systems (IS) are widespread in modern life, and people are increasingly dependent on software in their daily activities [54]. In turn, companies that develop such technological solutions face more and more challenges in their life cycle, from traditional demands, such as: constant investment to stay at the forefront, high costs with qualified people and specification errors, as well as demands adjacent factors that impact the construction of quality software, such as: very tight deadlines, quick delivery and maintenance of the organization's culture. With this, predicting the path to evolution becomes an arduous task to accomplish. Changes in business rules or regulations, unforeseen failures or the emergence of new requirements are examples of factors that can influence the success or failure of a given software development project. Therefore, the objective of this work is to develop a model of maturity and capacity to complement other frameworks / processes / routines that can help in decision making about implementations, practices, concepts, libraries or any form of support for software development in what concerns the topics of: internship, technology, organization & management, team & culture, architecture and environment, vertical and technology-based business dilemma, always focusing on "how to do it" and not "what to do", and can be implemented progressively, it enables greater control and mastery of the organization in relation to the adoption of practices and techniques. Therefore, the presente work comprises 4 levels of maturity, arranged in 7 different perspectives of knowledge, 5 services, a questionnaire for the diagnostic evaluation, an implementation process and other use case implementation. In order to validate the model, it was evaluated by specialists, through an evaluation questionnaire, receiving a very positive evaluation in relation to its processes, templates and documentation. Still in order to contribute to the validation of the model, a case study was carried out in an IT company, in order to understand the reality of the acquisition process of a real organization, validate the model and improve it as a whole (processes, documentation and templates), noting a significant improvement in the acquisition process of the target organization after the implementation of some services of the proposed model.
Attack Detection in Smart Home Networks using CluStream and Page-Hinkley Test
(Universidade Estadual de Londrina, 2022-12-12) Nakagawa, Fernando Henrique Yoshiaki; Zarpelão, Bruno Bogaz; Barbon Junior, Sylvio; Miani, Rodrigo Sanches
Resumo: A expansão das redes IoT aumenta a procura por sistemas de segurança que detectem ataques contra estes novos alvos. Tais dispositivos têm hardware simples, com memória e poder de processamento limitados, e muitas vezes são obrigados a ter um baixo consumo de energia. Atualmente são utilizados algoritmos de aprendizagem supervisionada por lotes para resolver este problema, mas eles apresentam algumas limitações. Estes algoritmos exigem amostras benignas e maliciosas para serem treinados, o que pode ser difícil de obter em redes reais. Além disso, uma vez treinados, é difícil atualizar o modelo de aprendizagem com comportamentos recentemente encontrados. Neste trabalho, propomos um esquema online e não supervisionado para detectar ataques em redes IoT residenciais. Este esquema é baseado na combinação de dois algoritmos: CluStream e Page-Hinkley Test. O esquema proposto não requer amostras rotuladas para ser treinado e aprende de forma incremental à medida em que é utilizado. Os testes foram realizados sobre dados obtidos a partir de conjuntos de dados disponíveis publicamente, consistindo em múltiplos dispositivos domésticos inteligentes e os resultados são satisfatórios. Diferentes tipos de ataques foram detectados com uma taxa de detecção global acima de 92%, enquanto a precisão se manteve por perto de 81%, com atraso médio de 151 iterações. Abstract: The expansion of IoT networks increases the demand for security systems that detect attacks against these new targets. These devices have simple hardware, limited memory and processing power, and often are required to have low energy consumption. Batch supervised learning algorithms have been employed to address this issue, but they presente some limitations. These algorithms demand benign and malicious labeled samples to be trained, which can be hard to obtain in real networks. Also, once they are trained, it is hard to update the learning model with newly found behaviors. In this work, we propose na online and unsupervised scheme to detect attacks in smart home IoT networks. This scheme is based on the combination of two algorithms: CluStream and Page-Hinkley Test. It does not require labeled samples to be trained and learns incrementally as it is used. Tests were performed over data obtained from publicly available datasets consisting of multiple smart home devices and the results are encouraging. Different types of attacks were detected with a overall detection rate above 92%, while the precision stayed Around 81%, with an average delay of 151 iterations.
Aplicação de aprendizado de máquina supervisionado e técnicas de correlação na análise de alertas de intrusão
Moraes, Eduardo Alves; Zarpelão, Bruno Bogaz [Orientador]; Barros, Rodolfo Miranda de; Amaral, Alexandre de Aguiar
Resumo: As tecnologias de invasão a redes de computadores vêm se sofisticando continuamente Por este motivo, as organizações estão buscando cada vez mais o uso de ferramentas de segurança da informação contra ataques, visando a proteção de seus bens digitais Para o combate a ações maliciosas nas redes de computadores, pode-se usar um Sistema de Detecção de Intrusão (IDS - Intrusion Detection System) Os IDS detectam vários tipos de comportamentos maliciosos em sistemas computacionais, que podem comprometer sua segurança e confiabilidade Eles geram alertas no formato de logs, resultantes das análises efetuadas por meio do monitoramento dos pacotes que transitam pela rede de computadores, visando a detecção de atividades maliciosas Com a informação obtida dos logs, é possível que administradores de rede tenham conhecimento do estado atual de seus ativos de redes, auxiliando-os no combate de possíveis invasões Embora os IDS auxiliem na proteção dos sistemas, existe um problema: a geração de um grande volume de alertas, que sobrecarregam os administradores de rede Além disso, alguns desses alertas podem estar reportando situações que, na verdade, não são ataques Este trabalho apresenta uma proposta de correlação off-line de alertas de intrusão que tem duas características principais: (i) a redução do volume de alertas, utilizando uma filtragem por prioridades e aprendizado de máquina supervisionado para eliminação de alertas falsos positivos; (ii) identificação de relacionamentos entre os alertas de forma a evidenciar as estratégias de ataque utilizadas contra a rede em análise
Framework para desenvolvimento ágil de software educacional voltado ao portador de transtorno do espectro autista
Camargo, Murilo Crivellari; Barros, Rodolfo Miranda de [Orientador]; Zerbetto, Cristiane Affonso de Almeida; Campos, Vitor Valério de Souza
Resumo: O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é um distúrbio de etiologia desconhecida, que envolve limitações de ordem social, comunicativa e comportamental Estudos recentes sugerem um aumento no número de portadores do transtorno, especialmente ocasionado pela adoção de critérios de diagnóstico mais abrangentes e flexíveis Com isso, nota-se também um aumento considerável de softwares educacionais voltados para este público, incluindo o uso de tecnologias como Realidade Virtual, Kinect, e até mesmo terapia musical Apesar deste cenário, o desenvolvimento de software para indivíduos autistas é complexo Por um lado, as diretrizes de acessibilidade digital não são específicas para o autismo e, por outro, existe uma carência de processos de desenvolvimento que contemplem a usabilidade do público TEA com plenitude Desta forma, este trabalho propõe um framework para desenvolvimento ágil de softwares educacionais voltados ao portador de Transtorno do Espectro Autista Inicialmente, realizou-se uma revisão sistemática de fontes primárias cujo objeto de estudo fosse o desenvolvimento de software educacional acessível ao público TEA Em seguida, o framework foi modelado e descrito detalhadamente, incluindo a arquitetura do processo, artefatos gerados, agentes envolvidos, entradas e saídas e documentação Por fim, apresenta-se uma investigação da integração do framework com o processo de desenvolvimento ágil adotado por um laboratório de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC), bem como a aplicação de uma avaliação qualitativa com especialistas Os resultados obtidos sugerem que o framework pode ser integrado com sucesso aos modelos ágeis vigentes, auxiliando o desenvolvimento de softwares acessíveis que de fato contemplem as necessidades e preferências do indivíduo autista
Modelo GAIA Abstração Game : o poder do jogo como ferramenta mediadora do processo de ensino-aprendizagem
Oliveira, Eder Diego de; Barros, Rodolfo Miranda de [Orientador]; Campos, Vitor Valério de Souza; Brancher, Jacques Duílio; Martins, Rosane Fonseca de Freitas
Resumo: Com a chegada das novas tecnologias e das mudanças geradas por elas, viu-se a necessidade de entendê-las e utilizá-las como aliadas na busca de mecanismos que possam auxiliar tanto o aluno quanto o professor no processo de ensino-aprendizagem Diante desse cenário, esta pesquisa apresenta um modelo de desenvolvimento que visa auxiliar professores e desenvolvedores na elaboração de jogos educacionais Esse modelo é denominado Modelo Gaia Abstração Game, que emprega as técnicas dos jogos cooperativos e a teoria da aprendizagem significativa para o desenvolvimento dos jogos Como estudo de caso, utilizou-se o modelo para desenvolver o jogo Gaia Abstração Game OO, que tem como objetivo auxiliar o processo de ensino-aprendizagem do paradigma da Orientação a Objetos, cujo conceito é um dos mais complexos da computação atual Por ser um paradigma que trabalha muito com a abstração e a classificação dos objetos, nem sempre fica claro para os alunos, embora seja fundamental para a aprendizagem das disciplinas iniciais dos cursos de informática Este trabalho está fundamentado nas pesquisas de autores que abordam a importância dos jogos como mecanismo facilitador da aprendizagem As principais contribuições deste trabalho são: destacar que o jogo pode contribuir para despertar o interesse do aluno; tornar as aulas dinâmicas e atrativas; fazer com que os alunos acumulem conhecimento de forma lúdica e prazerosa; facilitar a mediação do conhecimento; criar um ambiente de cooperação mútua entre os alunos, tendo como base o estímulo para o seu desenvolvimento integral
Método adaptativo de programação da produção apoiado por um sitema de medição de desempenho e melhoria contínua
Belan, Helder Carlo; Palma, Jandira Guenka [Orientador]; Kato, Edilson Reis Rodrigues; Camargo-Brunetto, Maria Angélica de Oliveira; Guazzi, Dirceu Moreira
Resumo: Nas indústrias de manufatura, um dos principais problemas enfrentados é a baixa liquidez dos investimentos devido à elevada imobilização de capital, desta forma, as indústrias necessitam de um planejamento que forneça um controle fino de cronograma da produção e distribuição de matéria prima e recursos no chão de fábrica, para o melhor aproveitamento da capacidade produtiva, reduzindo os estoques em processo e melhor satisfação dos clientes com prazos de entregas mais precisos Neste âmbito este trabalho propõe um método de programação da produção apropriado/adaptado às necessidades de cada indústria englobando uma ou mais técnicas de sequenciamento que devem gerar soluções melhores à medida que são adaptadas às necessidades do cenário produtivo Denominado de MAP-Prod o método deve incorporar características de duas abordagens: reativa no tratamento de rupturas durante a execução e proativa no aperfeiçoamento dos parâmetros a cada fim de ciclo de produção O ciclo de adaptação será caracterizado por ações de melhoria encontradas através da coleta de informações sobre a execução do plano de produção e análise de indicadores em um sistema de medição de desempenho Essas adaptações à técnica de sequenciamento serão acompanhadas por um sistema de melhoria contínua para diagnosticar a eficácia dessas alterações
Uma abordagem para coalizões em negociação automática de contratos multilaterais
Santos, Anderson Paulo Avila; Baccarin, Evandro [Orientador]; Digiampietri, Luciano Antônio; Amorim, Fernanda Araujo Baião; Barros, Rodolfo Miranda de; Kaster, Daniel dos Santos [Coorientador]
Resumo: Nos dias atuais, percebe-se um aumento da necessidade de sistemas de suporte a tomada de decisão em cadeias produtivas Este tipo de cadeia é por natureza dinâmica e heterogênea Ela compreende uma cadeia de negociações entre fornecedores e consumidores ou usuário dentro de algumas etapas Sistemas multiagentes podem ser empregados para permitir negociações automáticas Tais sistemas compreendem vários agentes de negociação autônomos Negociações automáticas bem sucedidas podem ser registradas através de um contrato eletrônico, que são, em geral, bilaterais Contudo, alguns estágios da cadeia produtiva poderiam se organizar em Organizações Virtuais por meio de contratos multilaterais Além disso, alguns desses negociadores podem compartilhar interesse em comum, promovendo a cooperação entre eles, através das coalizões Dado que as cadeias de suprimentos são diversificadas e que são compostas por elementos heterogêneos, o número de possíveis organizações de uma coalizão é variado, esta Dissertação propõe uma investigação sistemática de algumas das formas possíveis de formar coalizões Também fornece uma estrutura para apoiar a implementação de agentes de negociação capazes de atuar em coalizões Este framework é uma extensão do ??????C?? framework As principais contribuições desse trabalho são: (i) uma abordagem para o problema de coalizão de negociadores de maneira abrangente; (ii) propor um modelo para negociadores no contexto de coalizões levando em conta os riscos; (iii) implementar um ambiente de execução, simulação e experimentação de coalizões de acordo com o modelo criado
Um modelo de processo de engenharia de requisitos para padronização e aumento de qualidade
Dorigan, José André; Barros, Rodolfo Miranda de [Orientador]; Góis, Lourival Aparecido de; Proença Junior, Mario Lemes; Felinto, Alan Salvany
Resumo: Um dos maiores problemas encontrados na Engenharia de Requisitos é o fato dos requisitos estarem mal especificados, inconsistentes com a necessidade do cliente ou mal escritos Este trabalho apresenta um modelo de Processo de Engenharia de Requisitos que possibilita a padronização da descrição de requisitos, através do reuso de palavras, buscando aumentar a qualidade da especificação O processo aqui proposto atuará na área de Análise, Especificação e Validação de Requisitos auxiliando o Engenheiro de Requisitos na escrita dos requisitos em Linguagem Natural Apresenta-se um estudo comparativo entre processos que lidam com a garantia de qualidade em requisitos e um Estudo de Caso para avaliar e validar o processo proposto, identificando benefícios da sua utilização num desenvolvimento de software
Modelagem chuva-vazão utilizando redes neurais artificiais
Scheidt, Felippe Alex; Camargo-Brunetto, Maria Angelica de Oliveira [Orientador]; Carvalho, André Carlos Ponce de Leon Ferreira de; Ayrosa, Pedro Paulo da Silva; Hoto, Robinson Samuel Vieira; Roloff, Gláucio [Coorientador]
Resumo: Este trabalho apresenta uma metodologia para modelagem da relação ao da transformação chuva-vazão de uma bacia hidrográfica utilizando redes neurais artificiais (RNA) acoplada a um algoritmo genético (AG) num intervalo de discretização diário e mensal Esta modelagem foi aplicada na bacia hidrográfica do rio Piquiri, localizada no estado do Paraná, Brasil Os resultados dessa modelagem foram comparados a um modelo autorregressivo de média móvel e demonstraram que as RNAs são mais adequadas para a modelagem da relação chuva-vazão do que os modelos autorregressivos Além disso, comparou-se o desempenho e características das redes neurais artificiais com um modelo híbrido utilizando RNA e AG, onde foi observado que o modelo híbrido obteve melhor representação do processo de transformação chuva-vazão
GAIADOC : uma ferramenta de documentação de código fonte direcionada aos requisitos de negócio
Luz Junior, Humberto Ferreira da; Barros, Rodolfo Miranda de [Orientador]; Felinto, Alan Salvany; Zarpelão, Bruno Bogaz; Góis, Lourival Aparecido de
Resumo: Com o objetivo de preencher uma lacuna nos métodos tradicionais de documentação de código fonte, que se concentram principalmente na documentação de API para outros programadores, esta pesquisa apresenta uma nova abordagem para a documentação dos requisitos de negócio, mapeando-os através de um conjunto de anotações Essas anotações, por sua vez, são interpretadas pela ferramenta GaiaDoc, que é especificada neste trabalho e é capaz de gerar a documentação em forma de especificações de caso de uso em uma linguagem e formato de fácil compreensão pelos participantes do projeto Junto com a proposta da ferramenta GaiaDoc, um fluxo de requisitos baseado no RUP é desenvolvido para se encaixar com as necessidades da nova abordagem de documentação de código fonte e é validado por meio das áreas de processo de requisitos do CMMI Dois estudos de caso da aplicação da metodologia proposta são apresentados antes das considerações finais
Desenvolvimento de ambientes virtuais orientado por modelos
Moreira, Márcio de Abreu; Palma, Jandira Guenka [Orientador]; Porto, Arthur Jose Vieira; Oliveira, Claiton de; Baccarin, Evandro
Resumo: O desenvolvimento de Ambiente Virtual não é uma tarefa trivial, pois tais sistemas são complexos e gerados dentro de um processo clássico de desenvolvimento de software, composto pelas fases de análise, planejamento, codificação, implantação, teste e manutenção As fases bem definidas estão presentes em empresas que adotam critérios de qualidade e/ou tenha processos de desenvolvimento definido No entanto, muitas empresas não possuem processo de desenvolvimento definido, e as que têm normalmente encontram dificuldades em produzir documentos com alto valor agregado para a manutenção, atualização e reutilização, em razão de uma comunicação restrita por falta de conhecimento, de maturidade e principalmente de rastreabilidade desde o requisito ao código e vice versa, assim geram uma coleção de documentos que não correspondem de forma fidedigna ao código implementado e nem são atualizados regularmente Estes problemas podem ser minimizados com uma abordagem do paradigma de MDD (Model-Driven Development), este paradigma tem o desenvolvimento dirigido por modelos, ou seja, o objetivo principal não é desenvolvimento orientado para geração de código fonte para a criação do produto software, mas para o desenvolvimento dos modelos que o representam Portanto, o paradigma requer a criação de modelos completos e consistentes, pois estes modelos são os principais artefatos do desenvolvimento, transformados automaticamente (ou semiautomático) em código por meio de ferramentas de modelagem e transformação de modelos Neste trabalho é abordado o desenvolvimento de Ambientes Virtuais orientado por modelo Para isto é proposto um metamodelo que utiliza a abordagem Model-Driven Architecture-MDA com seus diferentes níveis de abstração para gerar os ambientes e seus elementos por meio dos modelos construídos com a Linguagem de Modelagem UML, (Unified Modeling Language-UML) e Redes de Petri Para validar o metamodelo a proposta é aplicada no desenvolvimento de um ambiente virtual, especificamente um ambiente de Realidade Aumenta
Utilização de redes neurais de Spikes para tarefas de navegação de agentes robóticos autônomos
Mantovani, Rafael Gomes; Ayrosa, Pedro Paulo da Silva [Orientador]; Camargo-Brunetto, Maria Angélica de Oliveira; Attrot, Wesley; Periotto, Álvaro José
Resumo: Detectar e prevenir possíveis colisões é um dos aspectos mais importantes na robótica móvel Esta tarefa, embora aparente facilidade quando executada por seres vivos, mantêm sua dificuldade quando modelada e executada por agentes robóticos autônomos Além disso, roboticistas e pesquisadores têm sempre encontrado na natureza uma fonte inesgotável de inspiração Muitas vezes a robótica é utilizada para investigar questões abertas da neurociência e ciência cognitiva, pois ela é capaz de sujeitar hipóteses a rigorosos testes no mundo real, aperfeiçoando novos mecanismos que poderão ser utilizados em futuros sistemas de navegação Com o aumento do foco sobre a neurociência computacional nos últimos anos, uma nova variedade de modelos e algoritmos bioinspirados têm surgido na literatura específica, como é o caso das Redes Neurais de Spikes (Spiking Neural Networks - SNN) Tais modelos neurais incrementam o realismo biológico de suas unidades computacionais utilizando spikes individuais, permitindo incorporar informações espaco-temporais nos processos de comunicação e computação, como neurônios reais fazem O objetivo do presente trabalho é empregar uma SNN no tratamento (e prevenção) de colisões com obstáculos em um ambiente desconhecido (obsctacle avoidance)O algoritmo de aprendizado bioinspirado de plasticidade sináptica dependente de tempo de spike (spike-timing-dependent plasticity - STDP) é incluído na SNN para fazer com que o sistema seja capaz de aprender com as respostas dos estímulos externos e guiar a navegação do robô através do ambiente Baseado no conhecimento adquirido ao longo do tempo durante as simulações, o robô aprendeu a utilizar as informacoes externas captadas e descreveu trajetórias livre de colisões A distância em que os movimentos evasivos são realizados também cresce consideravelmente com o tempo, indicando que o robô executa uma navegação segura Durante as experimentações utilizou-se o kit de robótica Lego Mindstorms NXT A prototipação e implementação do modelo foi feita utilizando-se o framework para robótica Microsoft Robotics Developer Studio (MRDS), que além de proporcionar um ambiente virtual para simulações, fornece recursos para à programação de diversos tipos de hardware, incluso o NXT
GAIA gestão de regras de negócio : um framework para o gerenciamento de regras de negócios no desenvolvimento de software
Hisatomi, Marco Ikuro; Barros, Rodolfo Miranda de [Orientador]; Manhas Junior, Elieser Botelho; Campos, Vitor Valério de Souza; Góis, Lourival Aparecido de
Resumo: Há tempos que o Processo de Desenvolvimento de Software (PDS) tem demonstrado falhas em gestão, com resultados em projetos abortados ou softwares sem aderência aos negócios da organização Para ampliar as perspectivas de sucesso em projetos de software, percebe-se, nos últimos estudos, que a Gestão do Conhecimento (GC) tem influenciado e contribuído através da Gestão de Regras de Negócios (GRN) Neste sentido, o objetivo deste trabalho é apresentar o Framework GAIA-GRN cuja finalidade é aperfeiçoar o gerenciamento das regras de negócio visando elevar o nível de qualidade dos softwares e garantir o gerenciamento das necessidades reais em negócio, antes da definição dos requisitos de software Portanto, foram definidos cinco níveis de maturidade do processo de desenvolvimento de software, compostos por princípios culturais da organização e por um conjunto de serviços visando agregar valores ao processo de desenvolvimento de software integrado à gestão de regras de negócio Além disso, o estudo define um procedimento de implantação do Framework, baseado em um questionário de avaliação diagnóstica que identifica o nível de maturidade institucionalizado na organização A avaliação deste Framework foi submetida a especialistas em regras de negócio, obtendo resultados positivos para a aplicabilidade junto às empresas de software O fator inovador definido por esse Framework está relacionado ao entendimento das reais necessidades das regras de negócio antes de se tornarem requisitos de software Assim, esta proposta define a melhoria na gestão do processo de desenvolvimento e o aumento da qualidade do software desenvolvido em função da avaliação junto aos usuários de regras de negócio
Avaliação de usabilidade : integração de abordagens convencionais e automatizadas usando técnicas de Web Mining
Ferracioli, Fabrício; Camargo-Brunetto, Maria Angelica de Oliveira [Orientador]; Ayrosa, Pedro Paulo da Silva; Barros, Rodolfo Miranda de; Pimenta, Marcelo Soares
Resumo: Cada vez mais a importância da usabilidade vem sendo percebida no desenvolvimento de software No ambiente Web sua importância é ainda maior, devido a sua característica descentralizada e anônima Mesmo com o reconhecimento crescente de sua importância, a usabilidade ainda é vista como algo que consome muitos recursos Este trabalho explora duas alternativas que visam tratar essa barreira, a técnica Discount Usability e a automatização Ambas permitem economizar recursos como tempo, dinheiro e em alguns casos não exigem conhecimento especializado para utilização No contexto de automatização, uma técnica que pode ser utilizada é o Web Mining, mais particularmente através da análise de utilização usando os logs de servidor para buscar por padrões de comportamento dos usuários de uma aplicação O Web Mining, por sua vez, faz uso de técnicas de clusterização como parte de suas tarefas Resultados de pesquisas nessa área mostram que métodos híbridos são melhores em aspectos importantes, como qualidade dos resultados e escalabilidade A literatura também mostra que métodos automatizados de análise de usabilidade são capazes de auxiliar métodos não automatizados, o que traz vários benefícios Com base nisso, esse trabalho propõe um método híbrido de avaliação de usabilidade que utiliza a rede neural GHSOM seguida do método K-means Adicionalmente foi desenvolvido um protótipo de software que utiliza a abordagem proposta em uma aplicação Web da área de cuidados com saúde de modo a validá-la O método proposto foi capaz de auxiliar uma avaliação de usabilidade utilizando a abordagem Discount Usability, fornecendo dados sobre o comportamento dos usuários em tarefas bem estabelecidas, melhorando o gasto de recursos desse tipo de avaliação Além disso, o algoritmo de Web Mining proposto foi melhor que o já reconhecido SOM + K-means,como mostraram os valores lambda de Wilk medidos para cada tarefa de clusterização Por fim, uma metodologia de avaliação de usabilidade que combina o algoritmo híbrido proposto e a Discount Usability, é proposta como meio de avaliação de usabilidade destinada a grupos sem especialistas de usabilidade
GAIA lições aprendidas : um framework para gerência de lições aprendidas no processo de desenvolvimento de software
Góes, Anderson de Souza; Barros, Rodolfo Miranda de [Orientador]; Felinto, Alan Salvany; Zarpelão, Bruno Bogaz; Miani, Rodrigo Sanches
Resumo: Atualmente, tendo como base o mercado mundial, as organizações que trabalham com o desenvolvimento de software estão cada vez mais cercadas por riscos e desafios Riscos referentes ao tempo de desenvolvimento, ao custo, ao trabalho e principalmente da manutenção de uma mão de obra qualificada E, desafios, em sempre buscar um produto na qualidade que seja competitivo no mercado Com isso, realizar a Gestão do Conhecimento (GC), dentro dessas organizações, deixou de ser apenas um diferencial, uma opção de qualidade, e se tornou uma necessidade diária para essas empresas Para suprir essas necessidades e fornecer os subsídios necessários para a prática de GC, este estudo tem como objetivo apresentar o framework GAIA Lições Aprendidas (GAIA LA), cuja funcionalidade principal é aplicar a prática de Lições Aprendidas (LA), de forma gradativa e incremental dentro do Processo de Desenvolvimento de Software (PDS), aumentando a qualidade do software gerado e consequentemente o conhecimento dentro da empresa Para isso, são definidos cinco níveis de maturidade, sete serviços, um Questionário de Avaliação Diagnóstica (QAD), um checklist de avaliação, um processo de implantação, indicadores de desempenho e a opinião dos usuários Para tal, a aplicação e validação desse modelo foram realizadas na fábrica de software GAIA, pertencente ao Departamento de Computação (DC) da Universidade Estadual de Londrina Com os resultados iniciais coletados, pode-se observar que o framework atende aos requisitos essenciais para elevar o grau da Gestão de Lições Aprendidas (GLA) dentro de um PDS, visando aumentar o “conhecimento” das empresas, fazendo com que o mesmo, não permaneça, apenas, com seus idealizadores, e sim, se torne um patrimônio pertencente à organização
A meta-learning approach for auto-selection and auto-configuration of proximity graphs
Oyamada, Rafael Seidi; Kaster, Daniel dos Santos [Orientador]; Bueno, Renato; Zarpelão, Bruno Bogaz
Resumo: Devido à alta produção de dados complexos, as últimas décadas proporcionaram um avanço considerável no desenvolvimento de métodos de busca por similaridade Esses métodos consistem em indexar e recuperar dados por meio de suas características intrínsecas Recentemente, os métodos baseados em grafos superaram outros tipos de métodos na literatura de buscas por similaridade aproximada, tais como os métodos baseados em árvore, permutação e hash No entanto, encontrar um grafo adequado junto com seus parâmetros é uma tarefa desafiadora e demorada Uma vez que não existe uma parametrização precisa que se adapte à maioria dos conjuntos de dados e exigências do usuário, a escolha dos parâmetros é arbitrária ou baseada em uma busca em grade de execuções O objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma abordagem inteligente baseada em técnicas de meta-aprendizado para recomendar uma configuração de grafo adequada para um determinado conjunto de dados Nossas principais contribuições são a proposta de uma arquitetura genérica e estratégias para construir um sistema de recomendação preciso, evitando experimentações exaustivas para parametrizar métodos baseados em grafos para buscas por similaridade Especificamente, esta Dissertação de mestrado detalha a coleta de conhecimento para resolver o problema e duas estratégias diferentes para instanciar um recomendador A primeira estratégia é uma abordagem global, que induz modelos de regressão em relação a todo o espaço do conhecimento O segundo é baseado na similaridade do conjunto de dados, aprendendo modelos de regressão para grupos de conjuntos de dados com propriedades semelhantes Afirmamos que particionar o espaço do conjunto de dados para aprendizagem melhora a precisão das recomendações Este trabalho emprega uma variedade de conjuntos de dados reais com características extraídas de imagens e um grande conjunto de conjuntos de dados sintéticos variando os principais parâmetros que afetam a recuperação de similaridade Apresentamos experimentos avaliando as estratégias de instanciação propostas que atestam que nossas abordagens superam as linhas de base na maioria dos casos Também discutimos experimentos explorando aspectos das técnicas propostas para apoiar as alternativas que escolhemos ao longo do trabalho Os resultados mostram que nossas propostas fornecem recomendações adequadas para grafos de proximidade, auxiliando os usuários na construção de índices eficientes para recuperação por similaridade
Problema de roteirização de veículos com janelas de atendimento, frotas heterogêneas e entregas fracionadas
Queiroz, Marc Antonio Vieira de; Brancher, Jacques Duílio [Orientador]; Romeiro, Neyva Maria Lopes; Barros, Rodolfo Miranda de; Proença Junior, Mário Lemes
Resumo: Este trabalho apresenta uma solução para o problema de roteirização de veículos com janelas de atendimento, frota de veículos heterogêneas e entregas fracionadas A construção de rotas baseia-se na heurística de economia utilizando inserção sequencial, inspirado em algoritmos clássicos, como o desenvolvido por Clarke e Wright em 1964 O diferencial do trabalho aborda quatro pontos, número finito de veículos com capacidades de transporte distintos, estratégia de primeiro ponto da rota, avaliação de benchmarks padrões e resultado visual para as rotas elaboradas A implementação elaborada, apresenta uma solução parcial de um sistema de roteirização de veículos para as extensões em análise, sem levar em conta as restrições de negócio das empresas e o percurso geoespacial da roteirização Procura-se demonstrar a eficiência da metodologia e algoritmos empregados em relação a ocupação média do veículo, distância total percorrida e a demanda total de cada grupo de teste A heurística de economia empregada faz uso de quatro algoritmos, Economia Combinada (EC), Oportunidade Otimista de Economia (OOE), Oportunidade Real de Economia (ORE) e Oportunidade Real de Economia com parâmetro modelador de rota (OREl) Como resultado, seis grupos de testes foram preparados para os algoritmos desenvolvidos Utilizando os critérios de eficiência para as rotas construídas, cada um desses testes apresenta o desempenho do melhor algoritmo em conjunto com sua solução gráfica baseada no antes e depois das rotas e uma discussão sobre os valores obtidos
Paralelização de códigos computacionais para solução da equação de transporte sem simetria azimutal
Sotana, Tiago de Souza; Brancher, Jacques Duílio [Orientador]; Felinto, Alan Salvany; Natti, Paulo Laerte; Barbon Junior, Sylvio
Resumo: O método LTSN vem sendo extensamente utilizado para a solução da equação de transporte de partículas Inúmeros trabalhos foram desenvolvidos, tendo sempre como foco a obtenção de resultados numéricos para a equação Dentre os principais, pode-se citar: o dependente do tempo e em 2 e 3 dimensões Neste trabalho foi feita a paralelização do método LTSN para a solução da equação sem simetria azimutal Os algoritmos que foram paralelizados foram propostos por Brancher[1] e Segatto[2] A principal motivação para o desenvolvimento deste trabalho foi buscar melhorias na performance de ambos, identificando pontos fortes, fracos e também melhorias nos resultados já existentes na literatura Para este fim, utilizou-se o compilador Fortran 9, e também a biblioteca de álgebra linear LAPACK e o MPI, que foi utilizado na paralelização propriamente dita Ambos os algoritmos implementaram o mesmo método porém com características diferentes Brancher utilizou uma técnica de inversão recursiva de matrizes, enquanto Segatto utilizou a técnica da diagonalização para inverter a mesma matriz com Dummy Node Como principais resultados, são apresentadas as implementações em paralelo de ambos os algoritmos, e também resultados numéricos mais precisos para os graus de anisotropia L = 8, L = 82 e L = 299 e inéditos para L = 1999, que também representam um avanço significativo no processo de solução de transporte
O poder da tecnologia de workflow e dos mapas conceituais no processo de ensino e aprendizagem da UML
Tanaka, Simone Sawasaki; Barros, Rodolfo Miranda de [Orientador]; Proença Junior, Mario Lemes; Brancher, Jacques Duílio; Góis, Lourival A. de
Resumo: Esta Dissertação apresenta o estudo da aplicação de um fluxo de trabalho (workflow) para o ensino e aprendizagem da modelagem de diagramas utilizando a Linguagem de Modelagem Unificada (UML) Para esta investigação, utilizar-se-ão as características e benefícios dos mapas conceituais para auxiliar no entendimento da elaboração do diagrama, que podem ser utilizados tanto no ensino presencial quanto no ensino a distância As principais contribuições desta pesquisa foram a implementação do workflow para ajudar no ensino-aprendizagem dos modelos da UML e a definição do mapa conceitual, que representa a rastreabilidade para modelagem dos diagramas

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