Game engine for location-based services

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 201

Model-Based Systems Engineering in Concurrent Engineering Centers

Concurrent Engineering Centers (CECs) are specialized facilities with a goal of generating and maturing engineering designs by enabling rapid design iterations. This is accomplished by co-locating a team of experts (either physically or virtually) in a room with a narrow design goal and a limited timeline of a week or less. The systems engineer uses a model of the system to capture the relevant interfaces and manage the overall architecture. A single model that integrates other design information and modeling allows the entire team to visualize the concurrent activity and identify conflicts more efficiently, potentially resulting in a systems model that will continue to be used throughout the project lifecycle. Performing systems engineering using such a system model is the definition of model-based systems engineering (MBSE); therefore, CECs evolving their approach to incorporate advances in MBSE are more successful in reducing time and cost needed to meet study goals. This paper surveys space mission CECs that are in the middle of this evolution, and the authors share their experiences in order to promote discussion within the community

Model-Based Systems Engineering in Concurrent Engineering Centers

Concurrent Engineering Centers (CECs) are specialized facilities with a goal of generating and maturing engineering designs by enabling rapid design iterations. This is accomplished by co-locating a team of experts (either physically or virtually) in a room with a focused design goal and a limited timeline of a week or less. The systems engineer uses a model of the system to capture the relevant interfaces and manage the overall architecture. A single model that integrates other design information and modeling allows the entire team to visualize the concurrent activity and identify conflicts more efficiently, potentially resulting in a systems model that will continue to be used throughout the project lifecycle. Performing systems engineering using such a system model is the definition of model-based systems engineering (MBSE); therefore, CECs evolving their approach to incorporate advances in MBSE are more successful in reducing time and cost needed to meet study goals. This paper surveys space mission CECs that are in the middle of this evolution, and the authors share their experiences in order to promote discussion within the community

A digital vault solution for banking institutions

Trabalho de projecto de mestrado, Segurança Informática, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019Este projeto surgiu no âmbito da necessidade que a empresa Securibox tem em fornecer um produto de armazenamento seguro compatível com o funcionamento na nuvem, para as instituições bancárias que operam no mercado francês. Com o aparecimento da banca on-line e o intuito de atrair mais clientes, as instituições bancárias começaram a oferecer serviços que vão para além dos serviços convencionais deste setor. Muitas vezes esses serviços tratam ou armazenam dados sensíveis dos seus clientes e podem até incluir informação e documentos pessoais dos utilizadores que estão hospedados noutras entidades, tais como faturas eletrónicas, transações bancárias de outras instituições financeiras e recibos de vencimento. No entanto, sempre que for necessário armazenar informação dos clientes, este processo tem de respeitar um conjunto de boas práticas e normas do país onde a instituição opera, utilizando para o efeito um cofre digital. No caso do mercado francês, existem poucas soluções que satisfazem, parcialmente ou totalmente, as normas e a legislação respeitante aos cofres digitais e que sejam tecnicamente eficientes e competitivas. O objetivo deste trabalho visou desenvolver uma versão inicial de uma solução que colmata a necessidade atual do mercado bancário francês relativo à área de armazenamento e manuseamento inteligente de dados. Para satisfazer as normas da União Europeia e da França em particular, é necessário armazenar os ficheiros de forma cifrada, registar o seu formato, como, quando e por quem estes formas acedidos e os seus meta-dados de modo a garantir a sua preservação mesmo após a eliminação dos mesmos. Este desafio foi resolvido, e para se destacar das soluções atualmente existentes, foi construída a base para no futuro integrar esta solução com o serviço Securibox ParseXtract, que tem a capacidade de analisar e extrair informação importante do conteúdo dos documentos, de uma forma estruturada e precisa, recorrendo a aprendizagem automática. Para o armazenamento dos documentos a solução adotada foi o OpenStack Swift – um software de código aberto, compatível com nuvens pública e privadas. Uma vez que os documentos podem ser eliminados do sistema pelo utilizador, é necessário a existência de uma plataforma, separada do OpenStack, para armazenar os dados relativos aos meta-dados dos documentos e acessos ao sistema. A solução encontrada para o armazenamento destes dados, consiste no seu registo, através de logs, numa base de dados não relacional – o MongoDB, que é compatível com tecnologias em nuvem e é eficiente com grandes volumes de dados. Para realizar a comunicação entre os vários componentes do cofre digital, foi criado um serviço que oferece uma REST API, o núcleo da solução. Nesta camada, os documentos são cifrados garantindo também a integridade, confidencialidade e o não-repúdio dos dados. Por último, um servidor Web que comunica com a REST API foi criado para demonstrar todas as funcionalidades do cofre digital. As principais vantagens desta solução consistem na utilização de tecnologias código aberto, na compatibilidade com o funcionamento na nuvem, na escalabilidade de todas as suas camadas, tais como o armazenamento de dados, logs e serviço web API, e numa melhor integração com outros produtos da Securibox, que deste modo reduzem o custo da solução para o cliente final. Do ponto de vista conceptual, esta solução pode ser utilizada não apenas pelo sector bancário, mas também por qualquer outra área empresarial onde é necessário armazenar grandes volumes de dados em nuvem privada e pública em simultâneo, tendo como base uma solução facilmente escalável e onde todas as ações dos seus utilizadores são rastreáveis em conformidade com a legislação.This project is a result of the Securibox need to provide a digital vault storage solution for some of their bank clients, operating in the French market. Since electronic banking has emerged, banking institutions began to provide online services that go beyond conventional bank services to attract more users. Sometimes those services involve operations with personal data of their customers which can include data and documents from other services, entities and companies. All this information must be stored on the banking institution side, using a secure digital vault storage, while respecting the legislation of the country where the institution is located. The goal of this work was to develop an initial solution, that would address the current needs of the French banking market, regarding intelligent data handling and storage. To be compliant with the European Union and the French legislation it is necessary to ensure the security and the privacy of the costumers documents and data. To address those requirements a REST API solution was developed using .Net technology. This solution is divided in 3 layers. The document storage layer, the metadata and log storage layer and the core layer. The documents are encrypted and stored at the OpenStack Swift environment, while metadata is stored at the MongoDB database as journal log entries. The information processing and the communication between OpenStack and MongoDB occurs at the core layer. This solution relies on open-source technologies, is easily scalable and compatible with other Securibox products. Conceptually it can be used, not only by banking institutions, but also by any organization or company that have to store and deal with large amounts of information

Implementation of a flowgraph-based satellite operations software for Earth Observation missions

This project aims to develop mission-critical software that facilitates the monitoring and automation of the operations plan between the Operation Center and the CubeSats. This software will assist operators in various tasks, including scheduling satellite passes, controlling one or multiple Ground Stations to follow the satellite, preparing execution plans with contingencies for all the different steps in the communication protocol, and automating these processes. To minimize errors introduced by operators, the software will offer an interactive user interface for configuring message sets and information exchange during contact. It will also allow for the setup of conditional blocks that depend on received data, creating a seamless and error-free feedback loop. The objective is to gradually reduce the operator's workload, to the point of making their interaction unnecessary. This will enable automated communication with the satellite at any time of day. As part of the operations, all uploaded and downloaded data will be stored for posterior processing, with automated processing wherever possible. The software will be developed using the Rust programming language, known for its speed, memory safety, and thread safety. Rust compiler detects a significant amount of common errors at compile-time, this will allow the development of a highly reliable and high-performance application. While the project will initially focus on supporting the 3Cat-4 satellite, it will also create the basis to operate any other satellite in the future, such as the RITA Payload

Operations research modeling environment for an ERP system

Estágio realizado na AlumniEI e Microsoft Development Center CopenhagenTese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 200

Adapter module for self-learning production systems

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica, Sistemas e ComputadoresThe dissertation presents the work done under the scope of the NP7 Self-Learning project regarding the design and development of the Adapter component as a foundation for the Self-Learning Production Systems (SLPS). This component is responsible to confer additional proprieties to production systems such as lifecycle learning, optimization of process parameters and, above all, adaptation to different production contexts. Therefore, the SLPS will be an evolvable system capable to self-adapt and learn in response to dynamic contextual changes in manufacturing production process in which it operates. The key assumption is that a deeper use of data mining and machine learning techniques to process the huge amount of data generated during the production activities will allow adaptation and enhancement of control and other manufacturing production activities such as energy use optimization and maintenance. In this scenario, the SLPS Adapter acts as a doer and is responsible for dynamically adapting the manufacturing production system parameters according to changing manufacturing production contexts and, most important, according to the history of the manufacturing production process acquired during SLPS run time.To do this, a Learning Module has been also developed and embedded into the SLPS Adapter. The SLPS Learning Module represents the processing unit of the SLPS Adapter and is responsible to deliver Self-learning capabilities relying on data mining and operator’s feedback to up-date the execution of adaptation and context extraction at run time. The designed and implemented SLPS Adapter architecture is assessed and validated into several application scenario provided by three industrial partners to assure industrial relevant self-learning production systems. Experimental results derived by the application of the SLPS prototype into real industrial environment are also presented

Development of a mobile application for georeferenced data collection in the field

Tese de mestrado, Bioinformática e Biologia Computacional, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019O século XX foi um período que se notabilizou por um conjunto de conquistas tecnológicas no campo da aquisição, processamento e distribuição da informação, com grande destaque à escala mundial na instalação das redes de telefonia, na invenção do rádio e da televisão e no crescimento ímpar da indústria informática, lançamento de satélites de comunicação e descoberta da Internet. O século XXI, tem sido marcado com todo este desenvolvimento tecnológico. O crescimento da nossa capacidade de recolher, processar e distribuir informações tem vindo a potenciar formas cada vez mais sofisticadas de processar a informação. Entre as principais mudanças do novo século está a evolução da computação móvel. Esta área tecnológica visa estudar sistemas de computadores nos quais há total mobilidade do utilizador, tornando aspetos como a dimensão um aspeto central no desenvolvimento de sistemas móveis. Desta forma, o utilizador tem total liberdade para obter e manipular informação em qualquer sítio e em qualquer lugar. O avanço na computação móvel tem potenciado um aumento significativo da utilização de dispositivos móveis para a resolução de tarefas diárias e, em particular, no acesso à informação. Com este aumento na utilização de dispositivos móveis, surgiram os smartphones, que permitem integrar as funcionalidades típicas de um telemóvel num conjunto de aplicações. O aumento destas funcionalidades, em conjunto com a tão aguardada convergência entre telefones e a Internet, tem vindo a potenciar o desenvolvimento de aplicações nas mais diversas áreas. Estas aplicações visam fornecer aos utilizadores uma função específica, que pode ser uma ferramenta de entretenimento ou trabalho, permitindo novas formas de trabalhar e novos estilos de vida. O grupo CoBiG2, uma das equipas do Centro de Ecologia, Evolução e Mudanças Ambientais (cE3c) da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, tem como objetivo estudar a diversificação evolutiva e ecológica de espécies em ambientes naturais e o processo genómico de adaptação de organismos e populações aos seus habitats. O objetivo geral deste grupo é entender a genética e a genómica das mudanças ambientais e as suas consequências para a biodiversidade. De forma a atingir os seus objetivos, os investigadores têm a necessidade de recolher dados descritivos de amostras de diferentes espécies no seu habitat natural. Neste momento, todos os dados recolhidos em campo, bem como o seu armazenamento em formato de dados, são feitos manualmente. Este método mostrou-se ineficaz, pois, dada a quantidade de trabalho a ser feito e dados a serem tratados, afeta fortemente a produtividade do grupo. Assim, para contornar a ineficiência na recolha e armazenamento de dados, este projeto tem como objetivo automatizar todo o processo de recolha e desenvolver uma solução baseada no uso do processamento de dados. Pretende-se com esta dissertação identificar os desafios no desenvolvimento de aplicações móveis para o sistema operacional Android que atendam aos seguintes requisitos: Suporte à navegação em mapas digitais; Determinação da localização geográfica do utilizador em tempo real, usando tecnologias de localização para telemóveis; Suporte no armazenamento local de conteúdo, para lidar com o uso offline da aplicação móvel; Comunicar com um servidor remoto para consultar e atualizar dados numa base de dados. Os objetivos desta dissertação são os seguintes: Conceber e implementar uma base de dados para suportar o armazenamento e manipulação dos dados recolhidos pela aplicação móvel no campo; Identificar e analisar os desafios inerentes ao desenvolvimento de aplicações Android com serviços de localização e recursos de armazenamento local; Conceber e implementar um protótipo de uma aplicação móvel que atenda aos requisitos mencionados acima; Conceber e desenvolver um Website para que os utilizadores possam visualizar e gerir os dados recolhidos pela aplicação; Avaliar os resultados dos protótipos em cenários controlados. Como resultado esperado está a construção de um sistema informático que visa automatizar os processos de recolha, armazenamento, visualização e gestão de dados descritivos e georreferenciados de amostras biológicas recolhidas em campo. É ainda esperado que o sistema permita que o processo de recolha de dados se realize mesmo quando o utilizador não tem conexão à Internet, uma vez que, geralmente, os locais de recolha deste tipo de dados possuem pouca cobertura de rede. Assim, este projeto teve como objetivo desenvolver uma aplicação móvel como ferramenta de trabalho para investigadores de um grupo, cujo objetivo é auxiliar na recolha de dados georreferenciados em campo. A escolha do desenvolvimento de uma aplicação móvel deve-se à forte expansão global do mercado dos smartphones e à subsequente disponibilidade de aplicações móveis. Devido ao tamanho reduzido dos smartphones, facilidade de transporte e alta complexidade tecnológica, tanto em termos de capacidade de processamento quanto dos inúmeros recursos que oferecem, foi estabelecido que esta seria a escolha mais favorável para atender às necessidades em campo dos membros do grupo CoBiG2. A aplicação toma o nome de “C2MC – CoBiG2 Mobile Collector”. A existência de várias plataformas para desenvolvimento móvel, que utilizam diferentes linguagens e ferramentas de programação, dificulta a produção de uma aplicação que cubra todos os sistemas operativos. No entanto, a aplicação foi desenvolvida para o sistema operativo Android, uma vez que, é a plataforma móvel com maior crescimento nos últimos anos, fornece o kit de desenvolvimento de aplicações (disponível para a comunidade de developers a custo zero) e integra as APIs da Google, como as Google Maps APIs. Como suporte à aplicação móvel, foi desenvolvida uma base de dados para armazenar os dados recolhidos de forma consistente, não redundante e com integridade lógica. Desde o início da computação que as operações de armazenamento e recuperação de informações andam de mãos dadas. Estas operações, por mais simples que pareçam, têm as suas dificuldades e determinam em grande parte a fiabilidade e eficiência do sistema envolvente, sendo assim necessário aplicar uma abordagem inteligente e eficaz. Desta forma, de maneira a retirar da aplicação cliente, a responsabilidade de gerir o acesso, a persistência, a manipulação e a organização dos dados, foi utilizado o Sistema de Gestão de Bases de Dados Relacionais MySQL. Também como suporte, foi desenvolvido um Website, de forma a permitir aos utilizadores visualizar e gerir os dados recolhidos pela aplicação móvel na base de dados. Um dos desafios inerentes ao desenvolvimento de uma aplicação para auxílio no trabalho de campo, é a necessidade de haver comunicação entre a aplicação e a base de dados, e por isso, necessidade de conexão à Internet. Para o efeito, a aplicação foi desenvolvida para que funcionasse tanto offline como online. À medida que o sistema foi desenvolvido, todos seus componentes foram alvo de testes, de forma a verificar se os requisitos necessários foram implementados corretamente. A primeira fase do processo de testes ocorreu durante o desenvolvimento das componentes do sistema em ambiente local usando ferramentas de trabalho para programadores. A segunda fase consistiu em realizar testes em ambiente real, ou seja, utilizar a aplicação móvel no campo, recolher e enviar dados ao servidor e, de seguida, visualizá-los e manipulá-los por meio da aplicação Web. Todos os objetivos inicialmente propostos, foram concretizados com sucesso. Sem dúvida que os próximos anos terão um enorme impacto sobre como as novas tecnologias da informação interagem com áreas do conhecimento científico. O futuro dos sistemas de informação parece promissor quando se trata de automatizar processos e desenvolver soluções baseadas no uso de processamento de dados, que visam aumentar a eficiência de investigadores e, consequentemente, a sua produtividade no trabalho. Como sugestão para trabalho futuro, propõe-se desenvolver a aplicação móvel para os sistemas operativos mais utilizados, a fim de integrar uma maior comunidade de utilizadores. É também proposta a implementação de funcionalidades que permitam integrar imagens e arquivos de som aos dados adicionados na aplicação móvel. Poderá também ser interessante desenvolver aplicações semelhantes, embora adaptadas, para outras equipas do cE3c.The advance in mobile computing has boosted a significant increase in the use of mobile devices for solving daily tasks and, in particular, to access information. With this increase in the use of mobile devices, smartphones have emerged. The increase of these features, together with the long-awaited convergence between phones and the Internet, has been driving the development of applications in the most diverse areas. This project aimed to develop a mobile application as a working tool for researchers of the CoBiG2 group. The main objective was to assist in the collection of georeferenced data in the field. For this purpose, and due to the strong global expansion of the smartphone market and subsequent availability of mobile applications, it was decided to develop a mobile application that would meet the proposed requirements. The application was developed for the Android operating system, and integrates the Google Maps APIs. The application’s named is ‘C2MC - CoBiG2 Mobile Collector’. To support the mobile application, a database was developed in order to store the collected data consistently, non-redundantly and with logical integrity. Also, as a support, a Website was developed to allow users to visualize and manage the data in the database. Regarding the implemented database, the proposed and implemented database structure was developed in the Relational Database Management System MySQL. As the system was developed, its components were thoroughly tested to verify if the required requirements were implemented correctly. The first phase of the testing process occurred during the development of the system’s components in a local environment, using developers working tools. The second phase consisted of performing tests in a real environment, i.e., using the mobile application in the field, collecting data and sending it to the server, and then visualizing and manipulating it through the Web application

New hardware support transactional memory and parallel debugging in multicore processors

This thesis contributes to the area of hardware support for parallel programming by introducing new hardware elements in multicore processors, with the aim of improving the performance and optimize new tools, abstractions and applications related with parallel programming, such as transactional memory and data race detectors. Specifically, we configure a hardware transactional memory system with signatures as part of the hardware support, and we develop a new hardware filter for reducing the signature size. We also develop the first hardware asymmetric data race detector (which is also able to tolerate them), based also in hardware signatures. Finally, we propose a new module of hardware signatures that solves some of the problems that we found in the previous tools related with the lack of flexibility in hardware signatures

A framework for development and implementation of secure hardware-based systems

Orientador : Ricardo Dahab.Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de ComputaçãoResumo A concepção de sistemas seguros demanda tratamento holístico, global. A razão é que a mera composição de componentes individualmente seguros não garante a segurança do conjunto resultante2. Enquanto isso, a complexidade dos sistemas de informação cresce vigorosamente, dentre outros, no que se diz respeito: i) ao número de componentes constituintes; ii) ao número de interações com outros sistemas; e iii) 'a diversidade de natureza dos componentes. Este crescimento constante da complexidade demanda um domínio de conhecimento ao mesmo tempo multidisciplinar e profundo, cada vez mais difícil de ser coordenado em uma única visão global, seja por um indivíduo, seja por uma equipe de desenvolvimento. Nesta tese propomos um framework para a concepção, desenvolvimento e deployment de sistemas baseados em hardware que é fundamentado em uma visão única e global de segurança. Tal visão cobre um espectro abrangente de requisitos, desde a integridade física dos dispositivos até a verificação, pelo usuário final, de que seu sistema está logicamente íntegro. Para alcançar este objetivo, apresentamos nesta tese o seguinte conjunto de componentes para o nosso framework: i) um conjunto de considerações para a construção de modelos de ataques que capturem a natureza particular dos adversários de sistemas seguros reais, principalmente daqueles baseados em hardware; ii) um arcabouço teórico com conceitos e definições importantes e úteis na construção de sistemas seguros baseados em hardware; iii) um conjunto de padrões (patterns) de componentes e arquiteturas de sistemas seguros baseados em hardware; iv) um modelo teórico, lógico-probabilístico, para avaliação do nível de segurança das arquiteturas e implementações; e v) a aplicação dos elementos do framework na implementação de sistemas de produção, com estudos de casos muito significativos3. Os resultados relacionados a estes componentes estão apresentados nesta tese na forma de coletânea de artigos. 2 Técnicas "greedy" não fornecem necessariamente os resultados ótimos. Mais, a presença de componentes seguros não é nem fundamental. 3 Em termos de impacto social, econômico ou estratégicoAbstract: The conception of secure systems requires a global, holistic, approach. The reason is that the mere composition of individually secure components does not necessarily imply in the security of the resulting system4. Meanwhile, the complexity of information systems has grown vigorously in several dimensions as: i) the number of components, ii) the number of interactions with other components, iii) the diversity in the nature of the components. This continuous growth of complexity requires from designers a deep and broad multidisciplinary knowledge, which is becoming increasingly difficult to be coordinated and attained either by individuals or even teams. In this thesis we propose a framework for the conception, development, and deployment of secure hardware-based systems that is rooted on a unified and global security vision. Such a vision encompasses a broad spectrum of requirements, from device physical integrity to the device logical integrity verification by humans. In order to attain this objective we present in this thesis the following set of components of our framework: i) a set of considerations for the development of threat models that captures the particular nature of adversaries of real secure systems based on hardware; ii) a set of theoretical concepts and definitions useful in the design of secure hardware-based systems; iii) a set of design patterns of components and architectures for secure systems; iv) a logical-probabilistic theoretical model for security evaluation of system architectures and implementations; and v) the application of the elements of our framework in production systems with highly relevant study cases. Our results related to these components are presented in this thesis as a series of papers which have been published or submitted for publication. 4Greedy techniques do not inevitably yield optimal results. More than that, the usage of secure components is not even requiredDoutoradoCiência da ComputaçãoDoutor em Ciência da Computaçã