Bacharelado em Ciência da Computação (Sede)

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TCC - Trabalho de Conclusão de Curso

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Alocação dinâmica de recursos para URLLC em redes 5G NFV-MEC
(2020-11-03) Souza, Caio Bruno Bezerra de; Araújo, Danilo Ricardo Barbosa de; Balieiro, Andson Marreiros; http://lattes.cnpq.br/9825617657358787; http://lattes.cnpq.br/2708354422178489; http://lattes.cnpq.br/5915479506163386
A Quinta Geração de redes móveis (5G) busca suportar uma diversidade de aplicações categorizadas em três tipos: largura de banda móvel melhorada (eMBB, do inglês, enhanced Mobile Broadband), comunicação do tipo máquina massiva (mMTC, do inglês, massive Machine Type Communications) e comunicação com baixa latência e confiabilidade muito alta (URLLC, do inglês, Ultra Reliable Low Latency Communications), em que a última é talvez a mais desafiadora devido as suas restrições de latência fimafim (poucos milissegundos), baixa probabilidade de perda de pacotes e alta disponibilidade da rede, não alcançáveis nas redes móveis atuais. Assim como nas gerações anteriores, grande parte dos esforços de pesquisa tem se concentrado nas redes de acesso por rádio (RAN, do inglês, Radio Access Network), sendo o núcleo 5G frequentemente assumido como sendo similar em operação aos dos datacenters comuns, embora esteja claro que eles podem não conseguir lidar com os requisitos dos serviços URLLC. O suporte as aplicações URLLC em ambientes de computação de borda multiacesso (MEC, do inglês, MultiAccess Edge Computing) utilizando virtualização de funções de rede (NFV, do inglês, Network Functions Virtualization) traz desafios, em que diferentes aspectos devem ser considerados. Este trabalho busca analisar o aprovisionamento de recursos para serviços URLLC em redes 5G baseadas em MECNFV, considerando o tempo de configuração/inicialização da Função de rede Virtual (VNF, do inglês, Virtualized Network Function), a possibilidade de falha durante o atendimento, associados à técnica de préinicialização de recursos, determinando os limites de quão minimamente performático o aprovisionamento de recursos do URLLC deve ser. Para isso, foi proposto nesta monografia um modelo analítico baseado em teoria de fila e validado via simulador desenvolvido em Rede de Petri Colorida e o tempo médio de resposta, a probabilidade de bloqueio e o número médio de recursos ativos são analisados sob diferentes taxas de chegada de serviços, taxas de inicialização (setup) de recursos, capacidade máxima do sistema, quantidade de recursos (contêineres) e número de contêineres préinicializados. A partir disso foi observado que o efeito da taxa de setup menor pode ser mitigado pela préinicialização de contêineres, diminuindo o tempo de espera para atendimento do serviço.
Optimization of public transport networks by considering alternative positions for network stations
(2024-02-20) Montarroyos, Ingo Porfírio Pastl; Araújo, Danilo Ricardo Barbosa de; http://lattes.cnpq.br/2708354422178489; http://lattes.cnpq.br/3644210138447014
Projeto integrado de redes ópticas de longa distância e Metropolitanas usando algoritmos de inteligência computacional: estudo de caso para o estado de Pernambuco
(2017) Nascimento, Jorge Candeias do; Araújo, Danilo Ricardo Barbosa de; http://lattes.cnpq.br/2708354422178489; http://lattes.cnpq.br/8065833426856653
Nos dias atuais, várias tecnologias de redes com diferentes preços e adequações vem surgindo no mercado. Um projeto de topologia de rede envolve várias métricas, as métricas são utilizadas para avaliar um projeto. Na avaliação utilizamos métricas como, por exemplo, as métricas de robustez (que auxiliam na capacidade da rede de se recuperar de uma falha), probabilidade de bloqueio e consumo energético. O ideal para otimizar a infraestrutura, em um projeto de redes, seria usar as tecnologias mais recentes, só as mais eficientes, mesmo que tais tecnologias sejam mais caras. Entretanto, das métricas a serem consideradas neste tipo de projeto, uma delas é o custo (capital empregado). Portanto, nem sempre é viável usar o que há de mais caro no mercado. Muitas questões técnicas podem ajudar no controle das métricas destes projetos, dentre elas está a topologia da rede (interconexão do links). Algoritmos evolucionários multiobjetivos (algoritmos inspirados na evolução das espécies) vem sendo estudados no estado da arte para a concepção de topologias de rede. Ao mesmo tempo, algoritmos de clustering (algoritmos especializados em separar amostras em grupos) vem sendo usados em outros tipos de estudos em redes. Este estudo teve por objetivo fazer o uso de algoritmos de inteligência computacional na construção de um projeto de topologia de redes, utilizando o estado de Pernambuco como um estudo de caso. Em uma primeira etapa do estudo, foi usado um algoritmo de clustering na divisão do estado em grupos. A intenção dessa parte do trabalho foi de medir a cobertura da rede em relação a toda a dimensão do estado, e, dessa forma garantir a completude da rede. Além disso a etapa de clustering também objetivou propor um modelo de controle de custos através de mescla de diferentes tecnologias para a rede (Passiva ou ativa) dependendo da função do trecho de rede. Em uma segunda etapa, foi usado um algoritmo evolucionário multiobjetivo para compor diversas topologias de redes que atendiam aos clusters criados na etapa anterior. Esse algoritmo, evoluiu as diversas topologias de rede em função de melhorar quatro métricas, Probabilidade de Bloqueio, Custo, Consumo energético e Conectividade algébrica. O algoritmo multiobjetivo foi concebido como um algoritmo memético, e, após um conjunto de execuções, foram comparados os desempenhos do algoritmo com e sem a alteração. Os resultados dos testes, na primeira etapa, mostraram que as técnicas de clustering são bastante eficientes e adaptáveis ao objetivo proposto tanto no que se diz respeito a completude da rede quanto no controle de custos. Já na segunda etapa, ou etapa de busca multiobjetivos, foi constatado, através do uso de um indicador de qualidade (o hypervolume), que houve melhora do algoritmo em relação a convergência e a diversidade à curva de Pareto, com o uso em sua nova forma como algoritmo memético.
Proposta de um meta-modelo para avaliação de robutez de redes de computadores com base na combinação de métricas topológicas
(2017) Barros, Gustavo Henrique Pinto Soares de; Araújo, Danilo Ricardo Barbosa de; http://lattes.cnpq.br/2708354422178489; http://lattes.cnpq.br/1155438495823549
Uma crescente demanda por robustez e resiliência em redes de computadores surge da grande diversidade de aplicações das mesmas. Os sistemas modernos apresentam cada vez mais um caráter crítico, e a ocorrência de perturbações podem acarretar em sérias perdas, sejam elas humanas, econômicas ou ambientais. A fibra óptica atua nos sistemas de comunicação atuais como o principal meio de transferência de dados. Dentre suas diversas aplicações, que dependem fortemente de sua infra-estrutura, estão a Internet, televisão a cabo e sistemas que necessitam de altas taxas de transmissão. A natureza não homogênea e complexa das topologias destas redes determinam os altos custos nas avaliações das mesmas. E por este motivo, as redes ópticas são o objeto de estudo deste trabalho. A quantificação de confiança de uma rede de computadores é frequentemente alcançada através de simulações de falhas em nós e conexões. Simulações estas em que o custo temporal e financeiro crescem proporcionalmente ao tamanho da rede. Este trabalho avalia a possibilidade da obtenção de valores de métricas de robustez em redes complexas de computadores, as quais seriam adquiridas originalmente a partir de simulações, utilizando um método alternativo que aplica regressão e que tem como entrada um conjunto de valores de métricas simples correlacionadas não obtidas por simulações e utiliza um modelo de redes neurais artificiais para predizer os resultados das simulações visando alcançar um menor custo temporal. Os resultados são avaliados após uma comparação entre os valores obtidos pelo modelo proposto e os valores obtidos por simulações de falhas aleatórias e simulações de ataques direcionados. Eles indicam que o método descrito apresenta uma margem de erro satisfatória,entre 10−³ e 10−9, e que se atingiu com sucesso a obtenção dos valores simuláveis através do métodos de regressão em um menor intervalo de tempo.
Redes ópticas de acesso: uma análise comparativa entre EPON e SuperPON
(2024-12-12) Silva, Marcos Antonio da; Araújo, Danilo Ricardo Barbosa de; http://lattes.cnpq.br/2708354422178489
A demanda por elevadas taxas de transmissão para serviços de internet tem aumentado ao longo do tempo, resultando em um grande fluxo de dados. Este projeto foca nas redes de acesso, que fornecem internet de qualidade para residências e pequenas empresas. A fibra óptica, conhecida por prometer altas taxas de transmissão tanto para upstream quanto para downstream, pode transportar vários Gbps, dependendo da arquitetura da rede e dos equipamentos utilizados, como o OLT (Optical Line Terminal). Redes ópticas passivas, que utilizam fibras ópticas interligadas na topologia estrela e na configuração ponto-multiponto, são compostas apenas por componentes ópticos passivos entre o terminal de linha óptica (OLT) e a unidade de rede óptica (ONU). Como uma estratégia de evolução tecnológica, essas redes podem ser utilizadas para aproveitar a infraestrutura existente de cabos de cobre e coaxiais na rede de acesso, servindo como cabo alimentador para tecnologias como Digital Subscriber Line (DSL), Cable Modem, e Local Multipoint Distribution System (LMDS), futuramente, para levar a fibra óptica até as instalações dos usuários. Todo o projeto foi realizado em um simulador devido ao alto custo e à novidade da tecnologia SuperPON, que é difícil de encontrar em lojas convencionais. Porém, a tecnologia EPON é extremamente acessível, pois está consolidada no mercado há bastante tempo. com vários provedores já utilizando essa tecnologia para levar internet a bairros ou cidades, dependendo do projeto, porém tanto a EPON como a SuperPON foi feita no omnet++ versão 4.1. Este projeto visa demonstrar a diferença entre as tecnologias EPON e SuperPON, ambas redes ópticas passivas, avaliando o custo-benefício de cada uma. Neste estudo, as particularidades de ambas as tecnologias são exploradas, considerando o tamanho da rede. Observa-se que a EPON (Ethernet Passiva Optical Network) se destaca por seu custo significativamente mais baixo em comparação com a SuperPON ao expandir a rede para áreas menores, devido à menor necessidade de gastos com CO (Central Office) e equipamentos. Em contrapartida, a SuperPON apresenta uma vantagem de custo ao expandir para áreas maiores, pois requer menos CO, tornando-se uma opção mais vantajosa nesses cenários. Outra comparação realizada neste trabalho é a quantidade de ONUs (Optical Network Units) que podem ser suportadas pelas redes EPON e SuperPON. Na EPON, uma fibra pode suportar até 64 ONUs em uma rede com um divisor 1:8, resultando em 8 CTOs (Caixas de Terminação Óptica). Em uma rede com um divisor 1:16, é possível ter 4 CTOs. Por outro lado, na rede SuperPON. é possível acomodar até 1024 ONUs em uma única fibra com um divisor 1:8, o que se traduz em 128 CTOs. Com um divisor 1:16, podemos ter 64 CTOs.
Sentiment analysis of tweets related to SUS before and during COVID-19 pandemic
(2021-02-19) Silva, Henrique Farias Pereira da; Andrade, Ermeson Carneiro de; Araújo, Danilo Ricardo Barbosa de; Dantas, Jamilson Ramalho; http://lattes.cnpq.br/5655706091153128; http://lattes.cnpq.br/2466077615273972; http://lattes.cnpq.br/9810796504568932
Smart Tour PE: um aplicativo android para monitoramento remoto de pontos turísticos no estado Pernambuco
(2021-07-13) Fonsêca, Eder Lucena Andrade da; Araújo, Danilo Ricardo Barbosa de; http://lattes.cnpq.br/2708354422178489; http://lattes.cnpq.br/9564226085565142
Desde a década de 90 o setor de turismo vem apresentando um crescimento sustentável, nem mesmo o período de retração econômica daquela época foi capaz de freá-lo, em períodos mais recentes, por volta de 2018 e 2019 o setor estava batendo novos recordes de chegadas internacionais, sendo a pandemia causada pela COVID19 o único ”desastre” capaz de frear essa sequência. Passado mais de um ano desde o início da pandemia, com o desenvolvimento da medicina e seus importantes avanços na criação de vacinas eficazes e meios viáveis para retomada da normalidade, espera-se que a busca por destinos turísticos volte a crescer muito em breve, sendo o turismo de natureza apontado como o nicho que mais provavelmente será buscado. Portanto, é importante que sejam disponibilizadas soluções tecnológicas para apoiar o turismo, em especial o turismo de natureza. Esta monografia pretende idealizar uma ferramenta capaz de passar informações precisas sobre o clima, o que vai garantir que o turista aproveite ao máximo o tempo que ele dispõe para lazer, podendo visitar o local que melhor lhe apraz, escolhendo desde praias a trilhas arborizadas em uma área de preservação, de acordo com suas pretensões climáticas. A visualização do clima nos pontos turísticos ocorrerá através de um aplicativo idealizado nesta monografia, pensado para funcionar em dispositivos móveis com capacidade de acessar a internet. Este aplicativo vai captar informações de estações climáticas instaladas em pontos turísticos do estado de Pernambuco durante a execução do projeto de pesquisa relacionado a esta monografia, subsidiando o usuário também com geolocalização, streaming de vídeo de câmeras locais, rotas para acesso ao local desejado, bem como informações adicionais sobre telefones de serviços públicos e um botão de pânico para casos de extrema emergência. De acordo com testes de usabilidade realizados com o público-alvo, apenas 3% deles considerou o aplicativo difícil de usar e 97% considerou fácil ou muito fácil. Além disso, o aplicativo obteve uma nota de 75 pontos no indicador de Net Promoter Score, quando a média para o setor de turismo no Brasil é de 70 pontos, além de uma série de outros indicadores positivos a serem explanados mais adiante.
Uso de técnicas de detecção de comunidades para análise de redes ópticas
(2021-12-09) Barros, Jonas Freire de Alcântara Marques de; Araújo, Danilo Ricardo Barbosa de; http://lattes.cnpq.br/2708354422178489; http://lattes.cnpq.br/6917406943428049
O crescimento da utilização dos serviços na Internet tem promovido uma crescente demanda por elevadas taxas de transmissão. Essa demanda tem sido suprida principalmente por redes ópticas. Na etapa de projeto dessas redes, o engenheiro deve possuir a capacidade de avaliar o desempenho de uma determinada rede antes de sua efetiva implantação física. Nesse processo de projeto várias topologias são consideradas. A comparação entre topologias é feita através de métricas que indicam um determinado aspecto da rede. Normalmente as métricas consideradas são os indicadores de desempenho, como Throughput, Probabilidade de Bloqueio, Resiliência e também outros indicadores, como o Custo da rede. Os indicadores de desempenho são importantes, pois eles informam a qualidade de uma determinada topologia. Portanto, esses indicadores de desempenho são imprescindíveis para os projetos de design dessas redes. A forma mais confiável de calcular os valores desses indicadores de desempenho é através de simulações. Porém, as simulações apresentam um alto custo computacional, elevando o tempo necessário para obter informações acerca das topologias; visto que, nesses projetos um número muito grande de diferentes topologias precisa ser considerado. Por outro lado, um grande número de pesquisas dos mais diversos domínios do conhecimento vem sendo feitas na área de detecção de comunidades em grafos. Entretanto, não existem aplicações destas técnicas em redes de fibra óptica de alta capacidade. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo investigar a existência de correlação entre a capacidade que uma rede de fibra óptica possui de formar comunidades e os seus indicadores de desempenho. Mais especificamente, a sua Probabilidade de Bloqueio e indicadores de Resiliência. A análise foi realizada comparando a Probabilidade de Bloqueio e Resiliência dessas redes com as métricas de clusterização através de gráficos de dispersão. De acordo com os resultados, existe uma correlação positiva entre as métricas de comunidades e os indicadores de desempenho das redes e comparativamente foi obtido um speedup de aproximadamente 4500 vezes entre métricas de clusterização e as simulações.