O documento enumera e categoriza os requisitos e desafios de engenharia de software para o desenvolvimento de uma infraestrutura de computação pervasiva. Resume pesquisas existentes que abordam alguns desafios, mas não fornecem soluções integradas. Conclui que um desafio permanece sendo a produção de uma infraestrutura que integre soluções para todos os problemas levantados.

1. Infrastructure for Pervasive Computing:Infrastructure for Pervasive Computing:
ChallengesChallenges
Júlio César Silvello
Vinícius Pazutti Correia
CMP157 - Programação Paralela e Distribuída
Professor Cláudio Geyer
Karen Henricksen, Jadwiga Induslka, Andry Rakotonirainy
School of Computer Science and Electrical Engineering
The University of Queensland
& Distributed Systems Technology Centre
Workshop on Pervasive Computing and Information Logistics at
Informatik 2001, Vienna – September 25-28, 2001.

2. RoteiroRoteiro
 Tema
 Motivação
 Modelo
 Requisitos e Desafios
 Pesquisas existentes
 Agenda de pesquisa
 Conclusões
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3. TemaTema
 Enumeração e categorização dos requisitos e
desafios de engenharia de software envolvidos no
desenvolvimento de uma infraestrutura para
computação pervasiva
 avaliação do estado-da-arte em computação
pervasiva
 listagem de investigações futuras
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4. MotivaçãoMotivação
 Aplicações precisam, cada vez mais, de mais
autonomia e transparência
 através da confiança no conhecimento do
contexto
 através da redução de interações com usuários
 Aplicações devem trabalhar com ambientes
altamente dinâmicos em que os recursos,
como conectividade de rede, variam ao longo
do tempo
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5. ModeloModelo
É apresentado um modelo conceitual de alto
nível de computação pervasiva que consiste de:
 dispositivos
 usuários
 componentes de software
 interfaces de usuários
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6. ModeloModelo
 Componentes de Software
Unidades de programação que são dinamicamente
compostas para formar aplicações completas
 Interfaces de usuários
Entidades conceituais responsáveis pela interação
com o usuário, que podem estar distribuídas em
múltiplos componentes de software e dispositivos
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7. Requisitos e DesafiosRequisitos e Desafios
1. Dispositivos
1.1. Heterogeneidade dos Dispositivos
• sensores e atuadores: mediadores entre o meio físico e o
ambiente virtual
• dispositivos embutidos, como relógios e sapatos
• utensílios de casa e escritório, como vídeos, torradeiras,
telefones, etc.
• dispositivos móveis, como handheld e notebook
• computadores tradicionais
 Infraestrutura que conheça as características dos
dispositivos e gerencie a integração destes em um
sistema coerente que possibilite a interação entre
eles.
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8. Requisitos e DesafiosRequisitos e Desafios
1.2. Mobilidade dos dispositivos
• protocolo de rede resolve uma parte do problema
• é função da infraestrutura cooperar com as aplicações
na realização de tarefas relacionadas com a
mobilidade, como o gerenciamento da replicação dos
dados em casos de desconexão.
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9. Requisitos e DesafiosRequisitos e Desafios
2. Componentes de Software
 consciência do contexto
 adaptação
 mobilidade
 distribuição e interoperabilidade
 desenvolvimento rápido e uso eficiente de
componentes de software
 serviço de descoberta de componentes
 escalabilidade
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10. Requisitos e DesafiosRequisitos e Desafios
2.1. Mobilidade e Distribuição
• transparência para o desenvolvedor de componentes
• migração run-time em ambientes de execução heterogêneos
2.2. Consciência do Contexto
• reduzir interação com os usuários através do conhecimento do
contexto
• localização do usuário, hora, condições de tempo, proximidade a
outros dispositivos e serviços, etc.
• predição baseada no histórico do contexto
• integração de dados provenientes de diferentes sensores
• interpretação dos dados e inferência
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11. Requisitos e DesafiosRequisitos e Desafios
2.3 Adaptação
• mudança de requisitos “on the fly”
• a infraestrutura deve facilitar a adaptação através da substituição,
reconfiguração, adição ou remoção de componentes
2.4. Interoperabilidade
• interação entre componentes de software heterogêneos
2.5. Descoberta de componentes
• foi implementado diferentemente nas tecnologias existentes (Jini,
Bluetooth, etc.)
• a infraestrutura deve integrar as diferentes soluções
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12. Requisitos e DesafiosRequisitos e Desafios
2.6. Desenvolvimento e Uso Eficiente
• elevar o nível de abstração no desenvolvimento de
software
• ambientes de execução com provisão para carga e
execução de componentes sem se preocupar com
adaptação ou configuração
2.7. Escalabilidade
• preocupação com a crescente ubiqüidade
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13. Requisitos e DesafiosRequisitos e Desafios
3. Usuários
3.1. Contexto
• informações relativas ao contexto do usuário, como
preferências, etc.
3.2. Mobilidade
• mobilidade do usuário entre dispositivos
• migração automática ou reinstanciação
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14. Requisitos e DesafiosRequisitos e Desafios
4. Interfaces de Usuários
4.1. Interfaces Universais
• novos mecanismos de E/S, com touch screens e reconhecedores
de gestos
4.2. Adaptação
• mudança nos dispositivos de E/S (mobilidade do usuário)
• adaptação deve preservar uma visão consistente da aplicação
4.3. Usabilidade
• manter a atenção do usuário focada na tarefa e não nos problemas
periféricos
• interfaces projetadas para usuários leigos
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15. Pesquisas existentesPesquisas existentes
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16. Modelos de ContextoModelos de Contexto
 Sentient Computing
• Foco em localidade (estações base)
• Contexto é modelo lógico do mundo físico (objetos)
 HP’s Cooltown
• Modelo web de contexto, buscados por URL
• Portals and gateways locais – gerenciamento de serviços
• Modelos genéricos, dificuldade de processamento
 Context Toolkit
• Foco na programação – abstrações de
obtenção/processamento de contexto != uso do contexto
• Componentes: Context widgets, interpreters e aggregators
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17. Modelos de ContextoModelos de Contexto
Nenhum deles é adequado para satisfazer os
requerimentos da computação pervasiva!
As idéias de todos devem ser agrupadas,
juntamente com novos modelos de
programação para aplicações conscientes de
contexto que devem ser criados!
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18. Pesquisas existentesPesquisas existentes
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19. Plataformas de ServiçoPlataformas de Serviço
 Jini
 Java, RMI
 Componentes
• Infraestrutura de serviços em ambiente distribuído
• Modelo de programação para serviços distribuídos
• Conjuntos de serviços de sistema (service lookup)
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20. Plataformas de ServiçoPlataformas de Serviço
 MOCA
 Semelhante ao Jini, com foco na computação
móvel
 Descoberta, rede móvel, heterogeneidade de
dispositivos
 Componentes
• Repositório de serviços disponíveis
• Serviços locais (internos)
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21. Plataformas de ServiçoPlataformas de Serviço
 Ninja
 Considera escalabilidade – Internet
 Tolerância a falha, distribuição e composição de
serviços
 Serviços em plataforma vSpace (cluster)
 Descoberta de serviços hierárquica
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22. Plataformas de ServiçoPlataformas de Serviço
Todos satifazem alguns requerimentos de
computação pervasiva, mas muitos outros
assuntos estão além do escopo deles!
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23. Pesquisas existentesPesquisas existentes
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24. Ambientes AplicativosAmbientes Aplicativos
 HAVi
• Padrão para utensílios domésticos
• Descoberta e interação dinâmica de serviços
• Control applets (havlets)
 IBM’s MoDAL
• Baseado em XML
• Aplicativos baixados para os dispositivos dinamicamente
• BD local e compartilhada (TSpaces) – não escalável!
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25. Ambientes AplicativosAmbientes Aplicativos
Consideram apenas interfaces gráficas com o
usuário, mas a computação pervasiva
demandará muitos outros tipos de interface!
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26. Pesquisas existentesPesquisas existentes
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27. Ambientes de Computação PervasivaAmbientes de Computação Pervasiva
 PIMA
• Separa lógica do aplicativo de detalhes do ambiente RT
• Adaptação, balanceamento cliente/servidor dinâmicos
• Aprendizado dinâmico de serviços desconhecidos
 Aura
• Baseado em tarefas, compostas de serviços
• Protocolos de descoberta de serviços, recursos e carga
 Portolano
• Foco no ambiente, não no desenv. de SW
• Dados centralizados, com pacotes de busca de recursos
• Descoberta de serviços e arquiteturas de proxy para
dispositivos com poucos recursos
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28. Agenda de PesquisaAgenda de Pesquisa
 Descoberta e composição de componentes
 Maior autonomia e invisibilidade de aplicações
 Maior riqueza de contexto de diversas fontes
 Rapidez para desenv. novos componentes de SW
 Integração de ambientes e dispositivos heterogêneos
 Novos tipos de interfaces com o usuário
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29. Conclusões do AutorConclusões do Autor
 No trabalho foram levantados alguns, porém não
todos, os requisitos para computação pervasiva
 Enquanto alguns dos ingredientes necessários na
infraestrutura para computação pervasiva são
apresentados nos produtos e na pesquisa existentes,
um desafio considerável permanece sendo a
produção de soluções para uma infraestrutura de
computação pervasiva que integre a solução de todos
os desafios que foram descritos
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30. Nossas ConclusõesNossas Conclusões
 Artigo superficial
 Apresentação parcial do estado da arte
 Categorização interessante dos desafios
 Proposição de problemas, não soluções
 Apenas discussão, sem protótipo/modelo
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