as áreas científicas do mieic - faculdade de engenharia ...projfeup/submit_16_17/... · existem...
TRANSCRIPT
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 1/18
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
As áreas científicas do MIEIC
Quais as áreas de Informática abrangidas pelo
MIEIC, numa perspectiva de interesse científico
Projeto FEUP 2016/2017 - MIEIC:
Coordenador Geral: Coordenador de Curso:
Manuel Firmino da Silva Torres José Magalhães Cruz
Sara Maria Pinho Ferreira
Equipa MIEIC02_2:
Supervisor: J. Magalhães Cruz Monitor: Vânia Leite
Estudantes & Autores:
Bruno Sousa - [email protected] Francisco Filipe - [email protected]
In Young Jang - [email protected] João Gonçalves - [email protected]
Tiago Silva - [email protected] Luís Oliveira - [email protected]
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 2/18
Resumo
O avanço tecnológico ao longo dos últimos anos foi evidente, tanto que se
pode dizer que a tecnologia foi uma das áreas que mais contribuiu para o ser humano
nos mais diversos ramos, principalmente na ciência. O seguinte relatório, realizado no
âmbito da unidade curricular “Projeto FEUP”, tem como principal objetivo dar a
conhecer as diferentes áreas científicas que o Mestrado Integrado em Engenharia
Informática e Computação (MIEIC) abrange.
Assim, num primeiro plano, foi fundamental conhecer o assunto em estudo e,
num nível mais geral, expor os tópicos fundamentais que tratam este tema: perspetiva
geral do MIEIC e das mais diversas áreas de estudo; qual o lado científico do MIEIC e
as áreas científicas que este abrange.
Só depois nos preocupámos em debruçar sobre algumas áreas mais restritas
que, na nossa opinião, eram as mais relevantes e que mereciam ser mencionadas.
Áreas essas ligadas à investigação e desenvolvimento tanto de software como de
hardware, de modo a acelerar o processo de evolução no mundo da informática.
Concluímos assim que é indispensável a aposta em áreas científicas pois ao
longo deste processo verificámos que, de facto, as áreas científicas ligadas às novas
tecnologias são aquelas que mais contribuem para o avanço desta e fazem com que
seja possível “viver no futuro”.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 3/18
Índice
Lista de Figuras .......................................................................................................... 4
Lista de Acrónimos..................................................................................................... 5
Introdução ao MIEIC ................................................................................................... 6
As diferentes áreas de estudo do MIEIC ........................................................... 6
Áreas de Interesse Científico ..................................................................................... 8
Arquitetura e Organização de Computadores .................................................... 9
Programação ................................................................................................... 10
Engenharia de Software .................................................................................. 11
Inteligência Artificial ......................................................................................... 13
Sistemas de Informação .................................................................................. 14
Sistemas Operativos e Redes ......................................................................... 15
Conclusões ............................................................................................................... 16
Referências Bibliográficas ....................................................................................... 17
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 4/18
Lista de figuras
Fig.1. O “interior” de um computador
Fig.2. Importância do Sistema Operativo num Computador
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 5/18
Lista de acrónimos
FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.
MIEIC - Mestrado Integrado em Engenharia Informática e Computação.
UC – Unidade Curricular.
INESC TEC - Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores, Tecnologia e
Ciência.
IA – Inteligência Artificial
QREN - Quadro de Referência Estratégico Nacional
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 6/18
Introdução ao MIEIC
A informática reúne muitas técnicas que o homem desenvolveu com o objectivo
de potenciar as suas capacidades de pensamento, memória e comunicação. É a
ciência que se ocupa do tratamento automático e racional da informação considerada
como suporte dos conhecimentos e das comunicações, que se encontra associada à
utilização de computador e seus programas.
O Mestrado Integrado em Engenharia Informática e Computação pretende
então proporcionar formação profissional sólida e especializada que permita a
conceção, especificação, projeto e realização de produtos, processos e serviços,
tendo como base os Computadores, a Computação e as Tecnologias da Informação.
Pretende também proporcionar formação científica e de engenharia de base sólida,
fundamental para a interação com outras especialidades da Engenharia e como
suporte a uma prática profissional de excelência. Assim, pode-se dizer que o MIEIC é
um curso que mostra ser abrangente, transmitindo não só competências a nível das
áreas da informática, mas também a vários níveis da engenharia.
As diferentes áreas de estudo do MIEIC
Ao longo dos seus anos de vida, o MIEIC tem-se mostrado um curso versátil,
capaz de transmitir conhecimento nas diferentes áreas da informática. Neste curso,
são várias as áreas de aplicação dos conhecimentos adquiridos. Apesar da divisão em
diferentes áreas, umas mais ligadas à ciência e outras mais ligadas à indústria, estas
estão interligadas, pois umas alimentam outras. No entanto, os seus objetivos diferem,
o que faz com que elas se distanciem. Desde áreas mais próximas das empresas e
indústrias às áreas mais ligadas à investigação e ciência.
As áreas científicas caraterizam-se por serem áreas que possibilitam a
evolução no mundo tecnológico. Servem-se de conhecimentos científicos para
melhorar a tecnologia existente. O seu objetivo consiste em ultrapassar os limites da
tecnologia atual de modo a gerar uma nova era tecnológica. No MIEIC, estas áreas
centram-se em:
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 7/18
Arquitetura e conceção de sistemas de informação;
Conceção e desenvolvimento de sistemas e aplicações;
Investigação ou desenvolvimento tecnológico.
As áreas empresariais/industriais usam o conhecimento adquirido nas áreas
científicas e aplicam-no com o objetivo de transmitir ao público esses avanços
científicos.
Nos empregadores típicos para os Engenheiros Informáticos da FEUP incluem-
se os seguintes:
● Empresas de desenvolvimento de software;
● Empresas fornecedoras de serviços informáticos;
● Empresas de serviços como a banca e seguros;
● Empresas que integrem os seus próprios centros de serviços
informáticos em áreas tais como os transportes, a distribuição, a logística,
etc.
● Instituições de investigação e desenvolvimento.
Neste relatório vamo-nos apenas focar nas diferentes áreas de cariz científico
abordadas no MIEIC.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 8/18
Áreas de Interesse Científico
As áreas de interesse científico no MIEIC têm como objetivo preparar os
estudantes ao longo do percurso académico para que estes , com os conhecimentos
adquiridos possam dar o seu contributo para melhorar a área científico da informática.
Para isso são devidamente selecionadas as unidades curriculares mais importantes
nesta área.
De seguida iremos focar aquelas que, na nossa opinião, são as mais
importantes na nossa área e que mais podem contribuir em prol desta.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 9/18
Arquitetura e Organização de Computadores
Uma das áreas científicas abrangidas pelo curso de Engenharia Informática e
Computação na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto é a Arquitetura de
Computadores. Esta subparte do curso está dividida por três unidades curriculares
obrigatórias e duas opcionais, possuindo todas seis créditos (ETC’s).
As cadeiras obrigatórias estão distribuídas igualitariamente ao longo dos três
primeiros semestres: Arquitetura e Organização de Computadores no 1º semestre do
1º ano, Microprocessadores e Computadores Pessoais no 2º semestre do 1º ano e
Laboratório de Computadores no 1º semestre do 2º ano.
Por outro lado, as disciplinas opcionais estão ambas (Arquiteturas Avançadas e
de Computadores; Seminário de Redes e Tecnologias de Informação) presentes no 1º
semestre do 5º ano do curso.
A Arquitetura e Organização de Computadores relaciona a parte funcional e de
um computador do ponto de vista do programador/utilizador com a parte interna que
não é visível nem para o programador nem para o utilizador do dispositivo. Para além
disso, esta área trata do funcionamento geral de um computador, com uma análise
aprofundada à contribuição de cada parte do computador no processo geral do
computador.
Esta área cientifica é de
relativa importância para o
MIEIC, pois é fundamental
entender a estrutura de um
computador a nível elementar
para perceber como este
funciona, sendo isto fundamental
para um engenheiro informático
poder otimizar o seu trabalho.
Fig 1. O “interior” de um computador http://casa-dos-resumos.hi7.co/casa-dos-resumos/casa-dos-
resumos-5645502bb147e.jpg
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 10/18
Programação
A programação é uma das áreas mais conhecidas da Informática. Quando se
fala em Informática, as pessoas tendem a associar mais frequentemente com
programação. Esta associação não é nenhum acaso. Esta área é um dos pilareas da
nossa área curricular, o MIEIC, assim como do mundo virtual em geral. É ela que torna
possível a maioria das tarefas que hoje se realizam nos diferentes computadores e a
sua evolução tem permitido quebrar barreiras nas funcionalidades destes.
Quanto à programação, em si, trata-se de um processo de escrita, teste e
manutenção de um programa de computador, sendo esse programa escrito numa
linguagem de programação, que é um método padronizado para comunicar instruções
para um computador, e um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para
definir um programa de computador. Esta linguagem permite que um programador
especifique precisamente sobre quais dados um computador vai atuar, como estes
dados serão transmitidos ou armazenados e quais as ações que devem ser tomadas
sob várias circunstâncias.
Existem diversas linguagens de programação trabalhando cada uma delas de
diferentes modos. Isto vai permitir aos programadores a hipótese de criar programas
diferentes para diferentes linguagens.
Quanto às linguagens de programação destacam-se como mais populares:
Java
C
C++
Python
C#
PHP
Não é usual encontrarem-se muitos projetos relacionados diretamente com esta
área científica. Como sendo algo que está sempre presente, no desenvolvimento da
maioria dos projetos de cariz tecnológico vai ser necessária a utilização de
conhecimento adquirido nesta área. Mais à frente neste relatório vão estar presentes
alguns projetos em que tal acontece. A programação é utilizada como um meio e não
um fim. Isto mostra a importância desta área científica em relação às outras.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 11/18
Engenharia de Software
”Engenharia de Software é a criação e a utilização de sólidos princípios de
engenharia a fim de obter software de maneira económica, que seja confiável e que
trabalhe em máquinas reais.”
Friedrich Ludwig Bauer
Esta foi a primeira definição de Engenharia de Software. Atualmente,
Engenharia de software é uma área do conhecimento da Computação que busca
estruturar de forma racional e científica a especificação, desenvolvimento,
manuseamento e manutenção de sistemas de software aplicando tecnologias e
métodos da Ciência da computação, Gerência de projetos , das Engenharias e outros
campos do conhecimento. É um ramo muito vasto. Não está só limitada à
programação, mas a muito mais que isso (Hessam Moussavi Senior Civil Engineer -
Oil & Energy professional).
Um Engenheiro de Software é um especialista em sistemas computacionais,
estrutura de Software e em reconhecer as limitações do Hardaware existente. O
processo é complicado e delicado, portanto, o uso de diagramas, fluxogramas e a
criação de algoritmos para dizer ao computador o que fazer são criados.
Existem vários tipos de Software que um Engenheiro de Software pode
desenvolver tais como:
Aplicações Empresariais.
Design de Software.
Sistemas de Controlo de Rede.
Construção de software (sistemas operativos; jogos de computador,…)
Teste de Qualidade e Manutenção de software.
Gerência de configuração de software.
Gerência de engenharia de software
A evolução da tecnologia nas diferentes áreas de aplicação desta, fazem com que
a Engenharia de Software esteja a evoluir a um ritmo bastante elevado. Esta é uma
área cada vez mais presente e tem desenvolvido vários projetos ao longo dos anos.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 12/18
O projeto presente neste relatório foi desenvolvido por um dos laboratórios do
INESC TEC, que emprega inúmeros investigadores, dos quais muitos já passaram
pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e também pela área curricular
do MIEIC.
Projeto: PRACTICE
O Laboratório de Software Confiável (HASLab) do INESC TEC, iniciou em
novembro de 2013 o projeto europeu PRACTICE (Privacy-Preserving Computation in
the Cloud), que visa criar uma infraestrutura de Cloud (nuvem) segura que coloque
tecnologias criptográficas avançadas à disposição de todos os seus utilizadores.
A infraestrutura PRACTICE, que será fortemente orientada para a indústria,
consistirá numa plataforma segura para serviços e aplicações organizacionais, e
incluirá servidores de aplicações e ferramentas automáticas para o desenvolvimento
de aplicações, satisfazendo os requisitos de segurança e privacidade relevantes.
Assim, o HASLab estará envolvido no desenvolvimento de linguagens de
programação e ferramentas de compilação para a implementação de sistemas de
computação seguros, bem como de tecnologias de armazenamento de dados para dar
suporte a aplicações Cloud com requisitos de segurança.
O HASLab será um dos intervenientes no projeto graças às suas competências na
área da conceção e implementação de algoritmos e protocolos criptográficos,
verificação formal de software e sistemas de armazenamento de dados altamente
escaláveis para ambientes Cloud.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 13/18
Inteligência Artificial
O ser humano deu a si próprio um nome científico “homo sapiens” - os homens
sábios - pois a sua capacidade mental é muito importante na sua vida diária. A
inteligência artificial, ou IA, tenta perceber as entidades inteligentes. Por isso, uma
razão para estudar isso é aprender mais sobre nós próprios. Diferentemente da
psicologia e filosofia, que também são áreas que têm interesse na inteligência e
conhecimento, a IA pretende construir entidades inteligentes. As IA são importantes
porque são úteis para nós. Ninguém consegue prever o futuro com detalhes, mas é
óbvio que os computadores com níveis de inteligência iguais ou superiores às do ser
humano serão úteis.
A área científica relacionada com Inteligência Artificial, é assim uma das áreas
mais importantes pois é aquela que mais está diretamente relacionada com o futuro. O
seu estudo no MIEIC é muito importante, pois esta área pode ajudar, e bastante, as
restantes. A possibilidade de possuir no futuro aparelhos construídos pelo homem com
maior capacidade cognitiva facilita o trabalho às restantes áreas. A evolução nesta
área implica a evolução nas restantes.
Sendo uma área de elevado interesse científico, o desenho de novos projetos
ocorre constantemente. Mais uma vez, vai ser dado o exemplo de um projeto
desenvolvido num dos laboratórios da instituição INESC TEC.
Projeto: Palco 3.0
O INESC TEC participou no desenvolvimento do Projeto Palco 3.0 – Sistema Web
Inteligente de Apoio à Gestão de uma Rede Social na Área da Música.
O Palco 3.0 visou a evolução da plataforma base de um portal de conteúdos
musicais já existente (http://palcoprincipal.com), com o objetivo de fomentar e
maximizar a automatização e inovação de vários processos, tais como a identificação
de conteúdos, pesquisa seletiva, organização, partilha, recomendação e tratamento
inteligente de todo o tipo de dados envolvidos (músicas, preferências, textos, fotos,
posts, entre outros).
Com este projeto, pretendem-se diversas inovações científicas e tecnológicas nas
áreas da Análise de Sinais Áudio musicais, de Machine Learning e Data Mining, dos
Sistemas Web adaptativos, e mesmo na área da Inteligência Colectiva e plataformas
colaborativas.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 14/18
Sistemas de Informação
Sistemas de Informação são sistemas, sejam eles automatizados ou manuais, que
abrangem pessoas, dados, actividades, máquinas e/ou métodos organizados para
reunir, processar, transmitir e disseminar dados que representam informação para o
usuário. Estes elementos interagem entre si para processar informação e divulgá-la de
forma adequada em função dos objectivos de uma organização.
O estudo dos sistemas de informação surgiu como uma subdisciplina das ciências
da computação, com o objectivo de racionalizar a administração da tecnologia no seio
das organizações. O campo de estudo foi-se desenvolvendo até vir mesmo a fazer
parte dos estudos superiores dentro da administração.
Esta área é bastante importante pois através da análise organizada e ponderada
de informação podem-se fazer decisões mais acertadas e mais vantajosas. A evolução
e o estudo desta área poderá no futuro tornar possível uma melhor gestão de
informação, assim como a possibilidade de uma maior eficiência quer na distribuição e
no armazenamento desta.
Projeto: NSS - The Networked Service Society
A “The Networked Service Society”, projeto elaborado pelo ERCIS é um exemplo
destes projetos é uma rede flexível e eficiente de empresas e administrações públicas
e é essencial para entrar e servir clientes globalmente.
O principal objectivo deste projecto multinacional é fortalecer as estruturas de
investigação a longo prazo do ERCIS (European Research Center for Information
Systems) com as instituições parceiras situadas na região Ásia-Pacífico. Para este
efeito, são realizados cooperativamente seminários, workshops e visitas de pesquisa.
No MIEIC, esta é uma das áreas abrangidas. É uma unidade curricular introdutória
aos Sistemas de Informação nas Organizações e foca-se na forma como os Sistemas
de Informação contribuem quer para a construção de valores nas organizações quer
na importância dos mesmos se encontrarem alinhados com a sua estratégia de
negócio.
Através desta área científica, são transmitidos conhecimentos para saber analisar,
conceber, implementar e documentar sistemas de informação de complexidade
moderada utilizando o modelo Sistemas de Gestão de Bases de Dados relacionais.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 15/18
Sistemas Operativos e Redes
Na área científica de Sistemas Operativos e Redes, o Mestrado Integrado em
Engenharia Informática e Computação disponibiliza a frequência de nove unidades
curriculares, três das quais obrigatórias - Sistemas Operativos, Redes de
Computadores e Sistemas Distribuídos – e mais seis como opções nos 4º e 5º anos.
Na nossa vida e mesmo nas aulas de MIEIC usamos os computadores a partir
de sistemas operativos, só manuseando programas que operam sobre o sistema
operativo. Conhecendo a estrutura e o funcionamento do sistema operativo, os seus
processos, bem como a sua interface de programação de aplicações (API), o
estudante de MIEIC vai saber fazer com que os sistemas operativos saibam gerir
melhor os recursos, a alocação e gestão de memória, a gestão de armazenamento e
tirar o melhor partido no desenvolvimentos de software para a API fornecida pelo
sistema operativo em questão, a partir dos seus algoritmos, abstrações,
funcionamento e estrutura.
O Sistema Operativo é o programa mais importante do computador. Sem ele o seu
equipamento não funciona. A aposta nesta área e no melhoramento deste tipo de
software traz grandes vantagens pois melhora o desempenho de um computador e
aumenta as suas funcionalidades.
Fig. Importância do Sistema Operativo num Computador
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 16/18
Conclusões
As áreas científicas, a par com o conhecimento científico nelas estudado, são
bases fundamentais para a área curricular do MIEIC. Tal como em qualquer outra
área da Engenharia, o conhecimento científico, mais uma vez, predomina. A sua
importância deve-se ao seu grande impacto no mundo e no seu desenvolvimento, pois
sendo uma peça fundamental, sem conhecimento científico será muito difícil atingir
objetivos, tanto na vida académica como profissional.
Apesar de algumas áreas científicas estarem mais presentes que outras no
mundo informático, todas elas são importantes. Os diversos ramos científicos na área
curricular do MIEIC, na prática, acabam por se complementar uns aos outros. Apesar
das suas diferenças nos temas tratados eles acabam por ter pontos em comum que
podem ser trabalhados em conjunto. E esta existência de vastas áreas científicas
distintas umas das outras na área curricular do MIEIC, faz com que este possibilite
uma educação mais completa, formando engenheiros mais capazes nos mais diversos
ramos da Informática.
Em suma, as áreas científicas têm-se mostrado importantes ao longo dos anos, e a
aposta nesta área tem dado frutos. Isto só mostra que estas áreas realmente podem
fazer a diferença na área da Informática e não só. São elas que nos separam do
futuro. É, então, de esperar que se continue a dar o devido valor a estas áreas e que
se continue a apostar nestas, não só pelos benefícios que traz à área da Informática,
mas também pelo bem que pode trazer ao ser humano.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 17/18
Referências bibliográficas
WordPress. 2011.”Conceito de Sistema de Informação”. Acedido a 17 de Outubro de 2016
http://conceito.de/sistema-de-informacao Wikipédia. 2016. “Sistemas de Informação”. Acedido a 12 de Outubro de 2016 https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_informa%C3%A7%C3%A3o ERCIS. 2010. “The Network Serviced Society”. Acedido a 17 de Outubro de 2016. http://www.networkedservicesociety.net/ Universidade do Porto (UP). 2016. “Ficha da unidade curricular de Sistemas de Informação”. Acedido a 5 de outubro de 2016. https://sigarra.up.pt/feup/pt/ucurr_geral.ficha_uc_view?pv_ocorrencia_id=384954 Universidade do Porto (UP). 2016. “Ficha da unidade curricular Laboratório de Bases de Dados e Aplicações Web”. Acedido a 5 de outubro de 2016. https://sigarra.up.pt/feup/pt/ucurr_geral.ficha_uc_view?pv_ocorrencia_id=384950 Universidade do Porto (UP). 2016. “Ficha da unidade curricular de Linguagens e Tecnologias Web”. Acedido a 5 de outubro de 2016. https://sigarra.up.pt/feup/pt/ucurr_geral.ficha_uc_view?pv_ocorrencia_id=384945 Universidade do Porto (UP). 2016. “Ficha da unidade curricular de Arquitetura e Organização de Computadores”. Acedido a 12 de outubro de 2016. https://sigarra.up.pt/feup/pt/ucurr_geral.ficha_uc_view?pv_ocorrencia_id=368691 Stuart J. Russell and Peter Norvig. 1995. “Artificial Intelligence: A Modern Approach”. Prentice-Hall. INESC TEC. 2016.”Palco 3.0”. Acedido a 16 de Outubro de 2016 https://www.inesctec.pt/liaad/projetos/casos-de-sucesso/palco-3-0-noticia/ Stallings, William. 2012. “Operating Systems - Internals and Design Principles”. 7ª Edição. Pearson Education. Inc. (Pearson / Prentice Hall). Stevens, Richard W. e Stephen A. Rago. 2005. “Advanced Programming in the UNIX Environment”. 2ª Edição. Addison-Wesley Professional.
Quai as áreas científics abrangidas pelo MIEIC, numa perspectiva de interesse científico 18/18
Tanenbaum, Andrew S. 2011. “Computer Networks”. 5ª Edição. Prentice Hall. Tanenbaum, Andrew S. 2007. “Distributed Systems Principles And Paradigms”. 2ª Edição. Pearson Education. Inc. (Pearson / Prentice Hall). Tanenbaum, Andrew S. 2009. “MODERN OPERATING SYSTEMS”. 3ª Edição. Pearson Education. Inc. (Pearson / Prentice Hall). Universidade do Porto (UP). 2016. “Ficha da unidade curricular de Sistemas Operativos e Redes”. Acedido a 12 de outubro de 2016. https://sigarra.up.pt/feup/pt/ucurr_geral.ficha_uc_view?pv_ocorrencia_id=384938 INESC TEC. 2016. “PRATICE”. Acedido a 16 de Outubro de 2016 https://www.inesctec.pt/haslab/projetos/projetos-em-destaque/practice/