Um processo de desenvolvimento de software focado em sistemas distribuídos autonômicos

• Main Author: Pedro Felipe do Prado
• Other Authors: Marcos José Santana
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2017
• Subjects: Avaliação de desempenho; Computação autonômica; Pesquisa operacional; Processo de desenvolvimento de software; Sistemas distribuídos; Autonomic computing; Distributed systems; Operations research; Performance evaluation; Software development process
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-13092017-110656/

Os Sistemas Distribuídos (SDs) tem apresentado uma crescente complexidade no seu gerenciamento, além de possuir a necessidade de garantir Qualidade de Serviço (QoS) aos seus usuários. A Computação Autonômica (CA) surge como uma forma de transformar os SDs em Sistemas Distribuídos Autonômicos (SDAs), com capacidade de auto-gerenciamento. Entretanto, não foi encontrado um processo de desenvolvimento de software, focado na criação de SDAs. Na grande maioria dos trabalhos relacionados, simplesmente é apresentado um SD, juntamente com qual aspecto da CA deseja-se implementar, a técnica usada e os resultados obtidos. Isso é apenas uma parte do desenvolvimento de um SDA, não abordando desde a definição dos requisitos até a manutenção do software. Mais importante, não mostra como tais requisitos podem ser formalizados e posteriormente solucionados por meio do auto-gerenciamento fornecido pela CA. Esta tese foca na proposta de um processo de desenvolvimento de software voltado para SDAs. Com esse objetivo, foram integradas diferentes áreas de conhecimento, compreendendo: Processo Unificado de Desenvolvimento de Software (PU), SDs, CA, Pesquisa Operacional (PO) e Avaliação de Desempenho de Sistemas Computacionais (ADSC). A prova de conceito foi feita por meio de três estudos de caso, todos focando-se em problemas NP-Difícil, são eles: (i) otimização off-line (problema da mochila com múltiplas escolhas), (ii) otimização online (problema da mochila com múltiplas escolhas) e (iii) criação do módulo planejador de um gerenciador autonômico, visando realizar o escalonamento de requisições (problema de atribuição generalizado). Os resultados do primeiro estudo de caso, mostram que é possível usar PO e ADSC para definir uma arquitetura de base para o SDA em questão, bem como reduzir o tamanho do espaço de busca quando o SDA estiver em execução. O segundo, prova que é possível garantir a QoS do SDA durante sua execução, usando a formalização fornecida pela PO e sua respectiva solução. O terceiro, prova que é possível usar a PO para formalizar o problema de auto-gerenciamento, bem como a ADSC para avaliar diferentes algoritmos ou modelos de arquitetura para o SDA. === Distributed Systems (DSs) have an increasing complexity and do not have their management, besides having a quality of service (QoS) to its users. Autonomic Computing (AC) emerges as a way of transforming the SDs into Autonomous Distributed Systems (ADSs), with a capacity for self-management. However, your software development process is focused on creating SDAs. In the vast majority of related works, simply an SD model, along with what aspect of the AC implement, a technique used and the results obtained. This is only a part of the development of an ADS, not approaching from an definition of requirements for a maintenance of software. More importantly, it does not show how such requirements can be formalized and subsequently solved through the self-management provided by AC. This proposal aims at a software development process for the DASs. To this end, different areas of knowledge were integrated, including: Unified Software Development Process (PU), SDs, CA, Operations Research (OR) and Computer Systems Performance Evaluation (CSPE). The proof of concept was made through three case studies, all focusing on NP-Hard problems, namely: (i) off-line optimization (problem of the backpack with multiple choices), (ii) (Problem of the backpack with multiple choices) and (iii) creation of the scheduling module of an autonomic manager, aiming to carry out the scheduling of requests (problem of generalized assignment). The results of the first case study show that it is possible to use OR and CSPE to define a base architecture for the DAS in question, as well as reduce the size of the search space when SDA is running. The second, proves that it is possible to guarantee the QoS of the DAS during its execution, using the formalization provided by the OR and its respective solution. The third, proves that it is possible to use the PO to formalize the self-management problem, as well as the ADSC to evaluate different algorithms or architecture models for the ADS.