Sistemas Ciberfísicos e Internet das Coisas

Código:

M.EIC043

Sigla:

SCI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Arquitetura de Computadores, Sistemas Operativos e Redes

Ocorrência: 2023/2024 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Informática
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Informática e Computação

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EIC	14	Plano de estudos oficial	2	-	6	39	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

1. Entender tendências atuais de CPS e IoT:
• Descrever casos de uso típicos e diferenciar seus requisitos de sistema.
• Explicar o impacto potencial no desenvolvimento de sistemas em larga escala.
2. Compreender arquiteturas, modelos de computação e princípios de infra-estrutura:
• Definir diferentes elementos de arquitetura.
• Discutir motivação para cada elemento arquitetural e modelo de computação.
3. Conhecer as plataformas, arquiteturas e protocolos:
• Explicar vantagens e desvantagens da conectividade sem fios.
• Distinguir diferentes tecnologias sem fios comuns e suas principais características.
• Diferenciar plataformas e protocolos.
• Explicar papel do modelo publicação-subscrição.
4. Descrever as questões relacionadas com confiabilidade, segurança e privacidade.
5. Projetar e implementar sistemas baseados em CPS e IoT combinando diferentes componentes.
6. Comparar diferentes soluções de projeto para sistemas CPS e IoT.
7. Analisar, projetar, implementar e documentar sistemas CPS e IoT.

Resultados de aprendizagem e competências

Esta unidade curricular aborda diferentes arquiteturas, modelos de computação, técnicas e ferramentas aplicáveis no desenvolvimento de sistemas ciberfísicos.
Embora exista nesta unidade curricular uma componente de exposição, de exemplos e casos, a transmissão de conhecimento processa-se maioritariamente através da execução de projetos por grupos de estudantes.
A exposição destes tópicos e respetiva prática contribuem decisivamente para permitir aos estudantes familiarizar-se com o corpo de conhecimento relacionado com os sistemas ciberfísicos e internet das coisas.
Os conteúdos abordados no tópico 1 contribuem para os OAs 1, 5 e 6. Os conteúdos abordados nos tópicos 2, 3 e 5 são transversais e contribuem para as competências descritas em todos os OAs. O tópico 4 contribui para os OAs 1, 3, 5 e 7. Finalmente, o tópico 6 oferecerá uma visão dos desenvolvimentos de investigação e inovação, contribuindo para os OAs 1, 2, 5, 6 e 7.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. CPS e IoT: Modelos de referência, casos de uso e requisitos.
2. Arquitetura do CPS
Sistemas de controlo em rede e embutidos, modelos de computação e confiabilidade.
3. Dispositivos, conectividade end-to-end e protocolos
Restrições de dispositivos, plataformas de hardware comuns e principais características.
Protocolos mais utilizados, desempenho e segurança.
4. Middleware / plataformas e interoperabilidade
Camadas, modelo de comunicação publish-subscribe, plataformas mais usadas, interoperabilidade semântica.
5. Confiabilidade, segurança e privacidade.
6. Novos paradigmas em CPS e IoT.

Bibliografia Obrigatória

-; Cyber-physical systems: foundations, principles and applications, Song, H., Rawat, D. B., Jeschke, S., & Brecher, C., 2016
-; Beyond the Internet of Things: Everything Interconnected, Batalla, J.M., Mastorakis, G., Mavromoustakis, C. & Pallis, E. , 2017
Platzer, A.; Logical foundations of cyber-physical systems , Springer, 2018
Serpanos, D. & Wolf, M.; Internet-of-Things (IoT) Systems: Architectures, Algorithms, Methodologies, Springer, 2018

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

1. Palestras para exposição dos aspetos teóricos; algumas palestras realizadas por investigadores ou convidados da indústria; as palestras devem abranger no máximo 1/4 da UC.
2. Alguns tópicos mais detalhados, especificamente 3 e 4, usarão a metodologia flipped classroom, para promover a aprendizagem independente, o pensamento crítico e o raciocínio.
3. Discussão de tópicos e de casos de estudo com os estudantes em seminários; escolha de tópicos é feita pelos pelo estudante de acordo com trabalhos relevantes; seminários devem cobrir no máximo 1/3 da UC.
4. O método principal será a aprendizagem ativa, implementado através de um projeto realizado ao longo de todo o semestre. O projeto deve ser elaborado e planeado pelos estudantes e envolve uma componente de avaliação de requisitos de qualidade. O trabalho do projeto deve ocupar metade da UC.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	40,00
Trabalho prático ou de projeto	60,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	15,00
Elaboração de projeto	54,00
Estudo autónomo	54,00
Frequência das aulas	39,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Condições de Frequência: Nota mínima de 50% na classificação do projeto. Nota mínima de 40% em cada miniteste.

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação contínua (40%) + Projeto (45%) + Seminário (15%)