ISEP - DM – Engenharia Informática

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http://hdl.handle.net/10400.22/364

O curso de mestrado encontra-se dividido em três áreas de especialização em Engenharia Informática: Tecnologias do Conhecimento e Decisão; Arquitecturas, Sistemas e Redes e Sistemas Gráficos e Multimédia. 1. ÁREA TECNOLOGIAS DO CONHECIMENTO E DECISÃO - Esta área desenvolve competências que permitem o salto qualitativo da Sociedade da Informação para a Sociedade do Conhecimento e posteriormente para a Sociedade da Decisão. Os diplomados desta área para além de saberem lidar com os dados em sistemas de armazém de dados e fazer o respectivo processamento analítico, são também capazes de planear, desenhar e implementar o desenvolvimento de Sistemas de Apoio à Decisão, Sistemas Baseados em Conhecimento e, em particular, os Sistemas Periciais. Nesta área são também fornecidos aos alunos conhecimentos para o desenvolvimento de sistemas através do paradigma de programação Agentes Inteligentes e Sistemas Multi-agente. É dado ênfase à usabilidade de sistemas e ambientes através de tecnologias de conhecimento e aprendizagem automática; são estudadas, meta-heurísticas, optimização combinatória, métodos gerais de pesquisa, computação evolucionária e abordagens híbridas para optimização de problemas. São estudados os principais algoritmos de Data Mining para extracção do conhecimento implícito em grandes repositórios de dados; é também proporcionado um conjunto de conhecimentos teóricos e práticos no âmbito da simulação discreta e contínua e finalmente são dotados aos alunos conhecimentos e competências teóricas e práticas fundamentais sobre engenharia de ontologias e a sua aplicação a sistemas de informação e de conhecimento distribuídos, heterogéneos e abertos, nomeadamente no contexto da World Wide Web e da Web Semântica. 2. ÁREA ARQUITECTURA, SISTEMAS E REDES - A área de Arquitecturas, Sistemas e Redes visa dotar os alunos de conhecimentos transversais relativamente à integração de sistemas computacionais, com particular atenção em arquitecturas avançadas, interligando sistemas heterogéneas e distribuídos. Abordam-se por isso os conceitos necessários ao desenvolvimento de sistemas distribuídos e heterogéneos (incluindo sistemas embebidos e móveis), tanto ao nível da concepção de software como ao nível das plataformas computacionais (sistemas operativos, máquinas virtuais, linguagens). De igual forma, são abordados os conceitos, requisitos e métodos inerentes à interligação de aplicações e sistemas heterogéneos, e os conhecimentos em segurança e gestão de sistemas que permitam colocar em funcionamento aplicações complexas, heterogéneas e distribuídas com elevados graus de fiabilidade. Em paralelo são leccionadas competências transversais e estruturantes, como, por exemplo, processos de gestão da inovação, empreendedorismo e desenvolvimento de negócio. 3. ÁREA SISTEMAS GRÁFICOS E MULTIMÉDIA - Aborda os processos de concepção, desenvolvimento e aplicação avançada de sistemas gráficos interactivos e multimédia. As competências transmitidas incluem a aplicação de metodologias e processos de concepção, autoria e desenvolvimento destes sistemas em ambientes de Engenharia e a utilização de ambientes e de ferramentas padronizadas que lhe estão associadas. Transversalmente a estas áreas de desenvolvimento são apresentados os conceitos gerais como a usabilidade e acessibilidade, bem como metodologias de construção de interfaces com o utilizador, numa perspectiva de sensibilização dos alunos para o papel fundamental que os processos de interacção entre o utilizador e a máquina desempenham no sucesso das aplicações informáticas. São também considerados aspectos ligados ao planeamento, gestão e implementação em equipa destes sistemas e respectivo plano de negócio. É dado especial relevo à aplicação destas capacidades ao contexto específico de concepção e especificação, implementação e avaliação de conteúdos digitais de carácter educativo como software educativo, bem como produção de conteúdos de imagem, áudio e vídeo.

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Transferências Assíncronas de Dados Não-Finitos através de Data Spaces
Publication . CORREIA, AFONSO MIGUEL FERNANDES; Coelho, Jorge Manuel Neves
Data has become an increasingly vital asset for organizations, as the volume of information being generated reaches an all-time high. This growth affects not only individual enterprises but also entire supply chains, with data sharing becoming key to organizational success. Yet, data exchange remains a complex endeavor, as businesses must comply with strict security, sovereignty and privacy requirements. Data Spaces were introduced to address these challenges, fostering ecosystems of trust where organizations can share information while preserving data sovereignty. At the core of this concept lies the Connector, a key component that acts as the gateway for data to flow between Data Space participants. Connectors support both synchronous and asynchronous transfers, handling either finite or non-finite data. A prominent initiative in this field is the Eclipse Dataspace Components (EDC) project, an open-source framework for building Data Space components. Although this project aims to establish data sharing environments where any type of transfer is possible, it lacked support for asynchronous non-finite data transfers. The goal of this dissertation is to develop a new functionality for the EDC project to enable this type of data transfers, addressing this gap. As part of this work, interviews were conducted with members of an organization participating in the Catena-X Data Space. These revealed that asynchronous non-finite data transfers were already taking place through workarounds that were either complex, costly, or incompatible with the core principles of Data Spaces. The interviewees also shared their expectations on how these transfers should occur instead, allowing for the definition of technical requirements. Building on the insights gathered from the interviews, a design for handling asynchronous non-finite data transfers was proposed to the EDC project. This proposal was discussed within the community, being adjusted until a consensus was reached. As a result, the final approach introduces three contributions to the project: a method to identify non-finite data, a service to perform asynchronous non-finite data transfers, and a mechanism to trigger transfers on demand. Following this design, a solution was developed to fulfill the defined requirements and tackle the identified problem. Its outcomes were presented to the participants of the interview process, receiving positive feedback. On a technical level, the EDC maintainers approved the contributions, including the feature for the upcoming release. In the end, the defined objectives were achieved. Besides contributing the developed feature, this dissertation also provides a detailed overview of Data Spaces and the initiatives in this field. In conclusion, continued development on projects such as the EDC are essential to potentiate the benefits of Data Spaces, creating value for organizations seeking to thrive in this data-driven ecosystem.
2025-10-27Master thesis Open access Show more
Design System: Padronização e otimização da usabilidade de aplicativos no Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Maranhão
Publication . ARAÚJO, RAINAN CARNEIRO; Martins, António Constantino Lopes; Silva, Luís Fernando Maia Santos
Os sistemas de informação estão em constante evolução, e consequentemente, as empresas e instituições devem continuar garantindo a entrega de aplicações de qualidade aos usuários. Nesse mesmo contexto, o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFMA), que possui uma variedade de aplicações digitais, precisa garantir a consistência da identidade visual institucional dos seus sistemas e utilizar técnicas de usabilidade para proporcionar uma experiência agradável aos usuários. Um exemplo disso é o aplicativo móvel TicketIF, utilizado pelos alunos do IFMA - Campus Caxias para validar o acesso às refeições no restaurante universitário. Em 2022, foi realizada uma pesquisa de usabilidade no aplicativo, na qual a aplicação obteve 80.4 pontos de acordo com o System Usability Scale (SUS), sendo considerada aceitável. No entanto, além do TicketIF, outros sistemas desenvolvidos por alunos frequentemente carecem de características que garantam a consistência visual da instituição. Esses sistemas, muitas vezes, apresentam abordagens distintas de usabilidade, uma vez que os desenvolvedores não dispõem de uma documentação única orientada para padronizar essas questões. Isso pode resultar em experiências inconsistentes e menos otimizadas para os usuários. Deste modo, este trabalho tem como proposta desenvolver um Design System para o IFMA - Campus Caxias, promovendo a identidade visual do IFMA com objetivo de melhorar a usabilidade dos sistemas digitais desenvolvidos na instituição. Portanto, foram criadas diretrizes e componentes do Design System como botões, tipografia, cores, formulários, e entre outros, que atendam às necessidades específicas do campus. Em seguida, foi realizada uma análise de usabilidade utilizando o SUS após a implementação do Design System no aplicativo móvel TicketIF, buscando validar sua eficácia na prática. Desta forma, pudemos identificar o impacto que essa proposta oferece comparando os resultados com avaliações anteriores a implementação. Os resultados dos testes de usabilidade revelaram que a aplicação apresentava diversos problemas de funcionamento, principalmente devido a uma reforma nos servidores e rotas de rede, o que impactou os resultados da pesquisa. Ao considerarmos apenas os usuários para os quais a aplicação não apresentou falhas, obtivemos a nota A+ com 85 pontos de acordo com o SUS, o que é considerado um excelente resultado. No entanto, ao incluir todos os usuários, a pontuação caiu para A-, com um total de 80 pontos, o que ainda pode ser considerado uma pontuação ótima. Portanto, em comparação com a versão anterior da aplicação, obtivemos avaliações positivas sobre a nova versão, além de termos garantido um visual alinhado aos princípios de design do IFMA. Após a análise e validação, foi feito a documentação do Design System com código fonte, métricas de acessibilidade e componentes de interface, com o objetivo de fornecer um recurso completo e acessível para os desenvolvedores do IFMA. Esse processo visa garantir a continuidade e aperfeiçoamento do Design System ao longo do tempo, promovendo melhorias na produção de software na instituição.
2025-09-09Master thesis Open access Show more
Segurança e governança de acessos privilegiados: Estratégias de PAM
Publication . PINTO, TIAGO ANDRÉ MACEDO; Leite, Jorge Manuel Canelhas Pinto
Este documento analisa as soluções de Privileged Access Management (PAM) disponíveis no mercado, com foco nas necessidades e requisitos iniciados no Super Bock Group, destacando a relevância atual de uma ferramenta deste tipo para cibersegurança, governança de acessos privilegiados e conformidade regulatória, especialmente em ambientes corporativos como é o caso. Com base em vulnerabilidades identificadas após um ciberataque à empresa, foram avaliadas soluções líderes de mercado, como CyberArk, Delinea e BeyondTrust, para determinar o quão se adaptam às necessidades exigidas pela organização. A análise abrange funcionalidades, vantagens e desvantagens, bem como a conformidade com normas europeias. Para além disto, discute-se também a arquitetura da implementação (on-premises e cloud) e tendências futuras. Os resultados obtidos fornecem uma base sólida para a escolha de uma solução PAM e a definição da respetiva implementação, que será concretizada no âmbito da presente dissertação. Assim, este documento contribui para a compreensão das capacidades e limitações das ferramentas PAM, permitindo assim uma decisão informada e estratégica.
2025-07-30Master thesis Embargoed access Show more
Portal de gestão de serviços
Publication . COSTA, TIAGO FILIPE BORGES; Leite, Jorge Manuel Canelhas Pinto
O presente relatório, desenvolvido no âmbito da Unidade Curricular de Dissertação do Mestrado em Engenharia Informática – Cibersegurança e Administração de Sistemas, do Instituto Superior de Engenharia do Porto, documenta um projeto orientado à resolução de um problema identificado na empresa Natixis em Portugal, relacionado com a gestão centralizada de serviços. A empresa enfrenta a necessidade de implementar uma solução que permita gerir, de forma centralizada, os seus serviços aplicacionais, promovendo a otimização dos processos de gestão e operação. A abordagem proposta assenta no desenvolvimento de uma solução composta por dois componentes principais: um para a monitorização de serviços e outro para a execução de ações, garantindo uma gestão eficaz e integrada. Este relatório descreve detalhadamente todas as fases do projeto, incluindo o estudo da literatura científica e das tecnologias disponíveis, o planeamento, a análise do problema, o desenho da solução principal, a implementação e, por fim, uma análise crítica dos resultados obtidos. Com base na implementação e nos testes realizados, a solução desenhada apresentou o comportamento esperado, o que indica que, após concluída e considerando os pontos destacados para trabalho futuro, satisfará totalmente o objetivo traçado.
2025-07-29Master thesis Embargoed access Show more
Resumo estruturado de vídeo usando LLMs e MLLMs
Publication . NETO, RUI JORGE MACHADO; Pereira, Nuno Alexandre Magalhães
In industrial environments, operational safety and efficiency depend heavily on timely detection of anomalies. This dissertation presents a complete, structured video summarization pipeline tailored to identify anomalies in industrial settings, using recent advances in Large Language Models (LLMs) and Multimodal LLMs (MLLMs). Beyond reviewing stateof-the-art methodologies in video captioning and anomaly detection, this work delivers a practical implementation combining intelligent frame sampling, context-aware captioning using advanced MLLMs such as gpt-4.1-mini and gemini-2.5-pro, and object detection via YOLOv11. A custom benchmark dataset with 100 Image-Question-Answer (IQA) triplets was developed to evaluate the perceptual capabilities of various MLLMs in industrial scenarios. Additionally, a novel "Model-as-a-Judge" framework was employed to assess models captioning and pipeline summarization quality beyond lexical metrics. The final pipeline achieved a summarization quality score of 0.72 and accurately detected five of six safety-critical anomalies in over an hour of our self-recorded, real-world CNC machine footage. The research has been recognized by the scientific community, being accepted for presentation at the SASYR Symposium. These contributions advance the field of applied Artificial Intelligence (AI) for industrial safety monitoring through a robust and efficient multimodal video analysis system.
2025-07-17Master thesis Open access Show more
Geração de horários para instituições de ensino superior
Publication . PEREIRA, SAMUEL PEDRO DA ROCHA; Bettencourt, Nuno Miguel Gomes
University Course Scheduling Problem (UCSP) is classified as an NP-Hard problem, which is a combinatorial optimization problem that requires effective methods to manage the high level of complexity in constraints, optimization of time and resources, and assure its practical applicability to higher educational institutions. In an attempt to solve the UCSP, this document analyzes a wide array of methodologies, including Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Optimization (PSO), and Local Search (LS), among others. Strong emphasis is made on the aptitude and limitations of each approach, further to adaptability to specific scheduling scenarios. This work addresses the key research questions so that relevant insights, valuable for enhanced understanding, could be extracted to drive further improvement in automated scheduling systems. Based on the findings, a solution was designed and developed with a modular architecture, implementing GA and PSO, along with a dedicated correction module, which uses LS to explore nearby solutions and reduce constraint violations. Generated schedules were evaluated through fitness functions, identifying conflicts in resource assignments and penalizing them accordingly, which allowed comparisons with other schedules, including manually created ones, based on implemented criteria. This solution was then experimented with a real-world scenario, using data from the Bachelor’s Degree in Informatics Engineering at ISEP. The results compare various configurations and strategies, for each algorithm, demonstrating the effectiveness of the proposed solution in generating feasible and optimized schedules, highlighting its potential for practical deployment and future research in automated university course scheduling.
2025-10-20Master thesis Open access Show more
Aplicação de machine learning na identificação precoce da doença de Crohn e estratificação da sua gravidade com base em anomalias metabólicas.
Publication . BORGES, SARA CARDOSO; Tavares, José Antonio Reis; Malheiro, Nuno
Atualmente, com a quantidade crescente de dados disponíveis nos mais variados setores, tem emergido a necessidade de procurar abordagens tecnológicas capazes de analisar grandes volumes de dados. Assim, a Machine Learning (ML), um ramo da Inteligência Artificial (AI), tem-se tornado cada vez mais popular, permitindo aplicar algoritmos a conjuntos de dados com o intuito de prever resultados ou identificar relações entre as informações do dataset. As técnicas de ML têm vindo a ganhar popularidade do ramo da medicina, permitindo prever e monitorizar a evolução de determinadas doenças. Este estudo pretende aplicar estratégias de ML a dados analíticos de casos com doença de Crohn, bem como de casos com doenças hereditárias do metabolismo, explorando o potencial dos perfis metabólicos como biomarcadores e a sua utilidade na estratificação de doentes. O estudo progrediu em várias etapas: pré-preparação dos dados; aplicação de modelos de classificação, avaliando a capacidade preditiva de diferentes algoritmos na distinção de diagnósticos; implementação de clustering no conjunto completo de amostras, visando a identificação de diferentes perfis metabólicos; e aplicação de clustering restrito a doentes com Crohn, analisando a heterogeneidade interna nesta população e sugerindo a existência de grupos mais predispostos a complicações, como o desenvolvimento de fístulas perianais. Os resultado alcançados reforçam a importância da combinação da análise metabolómica com técnicas de ML, tanto na identificação de padrões metabólicos, como no potencial da utilização de biomarcadores no apoio do diagnóstico e acompanhamento da doença. Este trabalho contribui, assim, para evidenciar o papel da metabolómica e da Inteligência Artifical no avanço da medicina de precisão aplicada à Doença de Crohn.
2025-10-08Master thesis Open access Show more
Development of microservices-based APIs for smart energy systems
Publication . COSTA, RODRIGO OLIVEIRA; Ramos, Sérgio Filipe Carvalho; Soares, João André Pinto
The transition to sustainable energy systems requires the seamless integration of diverse and distributed technologies. However, challenges related to standardization and interoperability across international platforms continue to hinder this progress. This thesis explores the development of a microservices-ready API tailored for Smart Energy Systems, addressing these integration barriers through a modular and scalable backend design. While a fully distributed microservices architecture was initially envisioned, the implemented solution adopts a monolithic architecture structured according to microservices principles, enabling future service decomposition without significant redesign. The developed API aims to empower citizens to actively participate as prosumers within Energy Communities, supporting functionalities such as peer-to-peer energy trading, load management, and energy storage optimization. Designed with interoperability in mind, the platform promotes collaboration with international partners and facilitates integration into broader smart energy ecosystems. This work includes a comprehensive analysis of requirements, system architecture, implementation, and validation in realistic use cases. By aligning architectural flexibility with future scalability goals, the research contributes to the advancement of citizen-centric and sustainable energy systems.
2025-09-04Master thesis Open access Show more
Tradeoffs entre desempenho e energia em aplicações Java entre bases de dados relacionais e não relacionais
Publication . SOUSA, ROGÉRIO MOURA DE; Azevedo, Isabel de Fátima Silva
This dissertation investigates the performance and energy consumption tradeoffs in Java applications using relational and non-relational database technologies. With the increasing complexity and volume of data, the selection of an appropriate database system has become a critical decision for developers and system architects. Traditional relational databases such as PostgreSQL are known for their reliability and efficiency in structured data and complex queries, while non-relational databases like MongoDB and Apache Cassandra provide greater flexibility and scalability for handling unstructured or large datasets. The study adopts a rigorous methodology combining a literature review and controlled experiments to analyse three core aspects: the impact of the database type on performance and energy consumption in different database operations, the benefits of query optimisation techniques such as indexing, and the role of data volume in system efficiency. Multiple test scenarios were designed and executed using tools such as Grafana k6 and Kepler to measure relevant performance and energy metrics. The results confirm that no single solution fits all cases. While relational databases perform better in consistency-heavy select operations and structured query workloads, non-relational systems offer superior scalability and responsiveness in high-throughput or large-scale data environments. Additionally, the use of optimisation strategies was shown to significantly improve both energy efficiency and performance across database types. These findings highlight the importance of aligning database technologies with application-specific requirements to achieve energy-aware and performance-optimised solutions.
2025-07-18Master thesis Open access Show more
Technological interventions in mental health: A VR and mobile-based gamification approach for anxiety management
Publication . MASCARENHAS, RICARDO OLIVEIRA; Carvalho, Carlos Miguel Miranda Vaz de
Anxiety and panic attacks are among the most prevalent mental health challenges today, significantly impacting individuals’ daily lives, emotional stability, and overall well-being. Despite the availability of effective therapeutic techniques, such as guided meditation and breathing exercises, many individuals struggle to access and apply these tools consistently, particularly during acute episodes. This gap reveals the need for accessible, personalized, and engaging digital interventions that support both prevention and crisis management. This thesis presents the design, development, and evaluation of a digital solution that leverages Virtual Reality (VR) and mobile applications to assist individuals in managing anxiety. The system integrates evidence-based techniques into two primary modules: a Daily Work Module, promoting regular emotional regulation, and an SOS Module, for immediate intervention during crises. To maximize user engagement, the solution incorporates gamification elements grounded in psychological principles. Specifically, it maps the 5-4-3-2-1 grounding technique to a sequence of interactive, sensory-focused mini-games. The development follows a lifecyclebased Work Breakdown Structure (WBS) and a Design-Based Research (DBR) methodology. The prototype was evaluated with two major approaches, involving usability testing (SUS) and qualitative feedback from both mental health experts and end-users. The results confirmed the high usability and therapeutic potential of the application. Participants reported significant feelings of calmness and immersion, highlighting the effectiveness of the breathing and interactive grounding phases. The SOS mode was consistently validated as a valuable and reassuring feature for crisis management. Ethical considerations, such as data privacy and informed consent under GDPR, were paramount throughout the design. The outcome is a validated, user-centered framework for a gamified mental health tool that combines therapeutic efficacy with technological innovation, demonstrating a promising direction for accessible and engaging digital interventions.
2025-07-23Master thesis Open access Show more

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