SysSU - A System support for ubiquitous computing

The hardware technologies necessary for the realization of Ubiquitous Computing (eg, smartphones, tablets, sensors and smart appliances) have evolved and, today, software components that enable new forms of interaction, able to recognize the face and voice of users, track its location and provide ways to incorporate augmented reality, needed in ubiquitous environments, are being widely developed. In addition, the Software Engineering has evolved to incorporate new development techniques seeking to increase quality and reduce production time of these software artifacts. However, in Ubiquitous Computing difficulties arise in the design of architectures, modeling collaboration among heterogeneous software components, system engineering, and marketing, implementation and validation of the system as a whole. Thus, the development of ubiquitous systems still presents many challenges due to the great diversity and complexity of your requirements. Especially, in ubiquitous environments, where the volatility and heterogeneity of devices, services and applications are common features, and unbound forms of interactions between entities in interoperable distributed software system becomes essential. This volatility and heterogeneity influence the way services are provided in the system, as they are discovered and invoked and how their activities are coordinated to achieve the ultimate goal of the applications. Therefore, this dissertation proposes a new software infrastructure in the form of a support system, called SysSU (System Support for Ubiquity). This support system is shown by a reference architecture and a formal specification. The architecture is based on models Linda and publish / subscribe for the purpose of achieving the desired decoupling. Since the formal specification determines the semantics of the primitives used for the interactions between software components and syntax of the messages exchanged between them in order to standardize implementations. To validate the proposed work, a reference implementation, based on formal specification and architecture, was built. This implementation was used to develop a case study consisting of two separate applications, and UbiPrinter GREat Tour, which exhibit characteristics of volatility and heterogeneity.As tecnologias de hardware necessárias para a realização da Computação Ubíqua (e.g., smartphones, tablets, sensores e eletrodomésticos inteligentes) evoluíram e, atualmente, componentes de software que possibilitam novas formas de interação, capazes de reconhecer a face e a voz dos usuários, rastrear a sua localização e prover formas de incorporar realidade aumentada, necessários em ambientes ubíquos, estão sendo largamente desenvolvidos. Além disso, a Engenharia de Software evoluiu e passou a incorporar novas técnicas de desenvolvimento buscando aumentar a qualidade e diminuir o tempo de produção desses artefatos de software. Contudo, na Computação Ubíqua as dificuldades surgem no projeto das arquiteturas, na modelagem da colaboração entre os componentes de software heterogêneos, na engenharia do sistema, e na comercialização, implantação e validação do sistema como um todo. Assim, o desenvolvimento de sistemas ubíquos ainda apresenta inúmeros desafios devido à grande diversidade e complexidade dos seus requisitos. Particularmente, em ambientes ubíquos, onde a volatilidade e a heterogeneidade de dispositivos, serviços e aplicações são características comuns, formas de interações desacopladas e interoperáveis entre as entidades de software distribuídas no sistema tornam-se essenciais. Essa volatilidade e heterogeneidade influencia a forma como os serviços são disponibilizados no sistema, como são descobertos e invocados e como suas atividades são coordenadas para se atingir o objetivo final das aplicações. Nesse contexto, este trabalho de dissertação propõe uma nova infraestrutura de software, na forma de um sistema de suporte, denominada SysSU (System Support for Ubiquity). Esse sistema de suporte é apresentado por meio de uma arquitetura de referência e de uma especificação formal. A arquitetura é baseada nos modelos Linda e publish/subscribe com o propósito de se atingir o desacoplamento desejado. Já a especificação formal determina a semântica das primitivas utilizadas para as interações entre os componentes de software e a sintaxe das mensagens trocadas entre eles com o objetivo de padronizar as implementações. Para validar o trabalho proposto, uma implementação de referência, baseada na arquitetura e na especificação formal, foi construída. Essa implementação foi utilizada no desenvolvimento de um estudo de caso consistindo de duas aplicações distintas, GREat Tour e UbiPrinter, que apresentam características de volatilidade e heterogeneidade