Scalable Automatic Service Composition using Genetic Algorithms

A composition of simple web services, each dedicated to performing a specific sub- task involved, proves to be a more competitive solution than an equivalent atomic web service for a complex requirement comprised of several sub-tasks. Composite services have been extensively researched and perfected in many aspects for over two decades, owing to benefits such as component re-usability, broader options for composition requesters, and the liberty to specialize for component providers. However, most studies in this field must acknowledge that each web service has a limited context in which it can successfully perform its tasks, the boundaries defined by the internal constraints imposed on the service by its providers. The restricted context-spaces of all such component services define the contextual boundaries of the composite service as a whole when used in a composition, making internal constraints an essential factor in composite service functionality. Due to their limited exposure, no systems have yet been proposed on the large-scale solution repository to cater to the specific verification of internal constraints imposed on components of a composite service. In this thesis, we propose a scalable automatic service composition capable of not only automatically constructing context-aware composite web services with internal constraints positioned for optimal resource utilization but also validating the generated compositions on a large-scale solution repository using the General Intensional Programming System (GIPSY) as a time- and cost-efficient simulation/execution environment

A Survey of Challenges for Runtime Verification from Advanced Application Domains (Beyond Software)

Runtime verification is an area of formal methods that studies the dynamic analysis of execution traces against formal specifications. Typically, the two main activities in runtime verification efforts are the process of creating monitors from specifications, and the algorithms for the evaluation of traces against the generated monitors. Other activities involve the instrumentation of the system to generate the trace and the communication between the system under analysis and the monitor. Most of the applications in runtime verification have been focused on the dynamic analysis of software, even though there are many more potential applications to other computational devices and target systems. In this paper we present a collection of challenges for runtime verification extracted from concrete application domains, focusing on the difficulties that must be overcome to tackle these specific challenges. The computational models that characterize these domains require to devise new techniques beyond the current state of the art in runtime verification

Interactive virtual method applied in urban design education. Mixed Approach

La memòria d'aquesta tesi tracta sobre l'ús de la transformació digital en l'ensenyament i els processos de disseny urbà, a través de conceptes innovadors i metodologies pràctiques. L'objectiu és promoure l'ús de tecnologies digitals, en particular per avaluar la inclusió de la realitat virtual en diversos entorns d'ensenyament formals i informals del disseny urbà col·laboratiu, per tal de millorar, accelerar i augmentar el seu impacte social de forma positiva i millorar l'ensenyament universitària ajudant al fet que els estudiants consolidin amb major efectivitat les seves habilitats. Amb les característiques d’un sistema de realitat virtual, podem provar la nostra hipòtesi en funció de demostrar: (1) La implementació d'estratègies virtuals gamificades en el camp del disseny urbà generarà una millora i motivació en la participació ciutadana i dels estudiants, ja que l’entorn és més dinàmic, real i permet un disseny col·laboratiu àgil gràcies a les tecnologies visuals immersives, mentre avaluen críticament el resultat d'un disseny urbà i prenen decisions. (2) L'ús de sistemes virtuals interactius per a la comprensió de l'espai tridimensional millora en els estudiants i professionals la percepció de la comprensió de l'espai, generant major enteniment de les condicions d'ubicació, dimensions i relacions dels espais urbans, i defensar els arguments de projectes urbans i propostes urbanes definides interactivament que proven diverses estratègies d'acció. Per provar les nostres hipòtesis, fem servir un mètode quantitatiu i qualitatiu aplicat en diferents escenaris i als diferents perfils d'usuaris, estudiants, professionals i usuaris finals. Els resultats mostraran que és possible potenciar la transformació digital, millorar la motivació pública, la implicació i la satisfacció en els processos de presa de decisions urbanes, així com complementar l'adquisició de competències urbanes específiques necessàries per a la professió en estudiants d'Arquitectura.La memoria de esta tesis trata sobre el uso de la transformación digital en la enseñanza y los procesos de diseño urbano, a través de conceptos innovadores y metodologías prácticas. El objetivo es promover el uso de tecnologías digitales, en particular para evaluar la inclusión de la realidad virtual en diversos entornos de enseñanza formales e informales del diseño urbano colaborativo, con el fin de mejorarlo, acelerar y aumentar su impacto social positivo y mejorar la enseñanza universitaria ayudando a que los estudiantes consoliden con mayor efectividad sus habilidades. Con las características de un sistema de realidad virtual, podemos probar nuestra hipótesis en función de demostrar: (1) El uso de sistemas virtuales interactivos para la comprensión del espacio tridimensional mejora en los estudiantes y profesionales la percepción de la comprensión del espacio, generando mayor entendimiento de las condiciones de ubicación, dimensiones y relaciones de los espacios urbanos, y defender los argumentos de proyectos urbanos y propuestas urbanas definidas interactivamente que ensayan diversas estrategias de acción. (2) La implementación de estrategias virtuales gamificadas en el campo del diseño urbano generará una mejora y motivación en la participación ciudadana y en los estudiantes, ya que es un entorno de colaboración más dinámico, real y ágil gracias a las tecnologías visuales inmersivas, mientras evalúan críticamente el resultado de un diseño urbano y toman decisiones. Para probar nuestras hipótesis, utilizamos un método cuantitativo y cualitativo aplicado en diferentes escenarios y a diferentes perfiles de usuarios, estudiantes, profesionales y usuarios finales. Los resultados mostrarán que es posible potenciar la transformación digital, mejorar la motivación pública, la implicación y la satisfacción en los procesos de toma de decisiones urbanas, así como complementar la adquisición de competencias urbanas específicas necesarias para la profesión en estudiantes de Arquitectura.The memory of this thesis deals with the use of digital transformation in the teaching and processes of urban design, through innovative concepts and practical methodologies. The objective is to promote the use of digital technologies, in particular, to evaluate the inclusion of virtual reality in various formal and informal teaching environments of collaborative urban design, in order to improve it, speed up, and increase its positive social impact and improve university teaching by helping students consolidate their skills more effectively. With the characteristics of the VR system, we can test our hypothesis based on demonstrating: (1) The use of virtual-interactive systems for the understanding of three- dimensional space improve in students and professionals the perception of the comprehension of the space, generating a greater understanding of the location conditions, dimensions and relationships of urban spaces, and defend the arguments of urban projects and interactively defined urban proposals rehearsing various strategies of action. (2) The implementation of virtual gamified strategies in the field of urban design will generate improvement and motivation in citizen participation and students as it is a more dynamic, real and agile collaborative environment thanks to the immersive visual technologies as they critically evaluate the result of the urban design and make decisions. To validate our hypothesis, we use a quantitative and qualitative method applied in different scenarios and to a different profile of users, students, professionals and end users. The results will show that it is possible to empower digital transformation, to improve public motivation, implication, and satisfaction in urban decision-making processes as well as complementing the improvement of the perception of the comprehension of the space needed for the profession in Architecture students

Mathematics in Software Reliability and Quality Assurance

This monograph concerns the mathematical aspects of software reliability and quality assurance and consists of 11 technical papers in this emerging area. Included are the latest research results related to formal methods and design, automatic software testing, software verification and validation, coalgebra theory, automata theory, hybrid system and software reliability modeling and assessment