[pt] Um dos grandes problemas no desenvolvimento de software é atender a todas as necessidades específicas de cada usuário em um domínio. A pesquisa sobre sistemas extensíveis tenta resolver este problema. Sistemas extensíveis são desenvolvidos de maneira que possam ser configurados pelos usuários finais, adicionando, modificando ou removendo funcionalidades e, assim, evoluir com o tempo. Uma área de pesquisa relacionada a aplicações extensíveis para pessoas experts no domínio, mas que não são profissionais de programação, é a de desenvolvimento por usuários finais (End-User Development - EUD). No entanto, não se encontra na literatura pesquisas que visem especificamente apoiar o designer na tomada de decisões sobre quando é interessante estender o sistema e qual parte dele poderá sofrer tal extensão. O objetivo deste trabalho é informar o designer sobre diferentes oportunidades de extensão relacionadas ao resultado da análise de tarefas e de usuários. Para isto, ele apresenta uma classificação, baseada na Engenharia Semiótica, que abrange as técnicas e aplicações extensíveis pesquisadas. Depois, ele identifica nas perguntas da análise de usuários e tarefas, quais se relacionam com as técnicas descritas nesta classificação. Assim, o designer pode identificar em que situações e quais métodos podem ser usados para estender o sistema. Para avaliar esta proposta, desenvolvemos um estudo de caso para reprojetar a ferramenta de autoria Composer, com o objetivo de mantê-la flexível e extensível, sem exigir muito conhecimento dos usuários sobre a linguagem subjacente ao domínio do sistema, a NCL (Nested Context Language). / [en] One of the major problems of software development is to pay attention to all specific needs of each user in a domain. The proposal to use extensible applications tries to solve this problem. Extensible systems are developed so that they can be shaped by end-users, adding, modifying or removing functionalities, and so evolve in time. A research area related to extensible applications for domain expert users who are not programming professionals is that of End User Development - EUD. However, it is not found in the literature, research that specifically support the designer in making decisions about when it is interesting to extend the system and which part of it can be extended. The purpose of this work is to inform the designer about different extension opportunities related to the result of user and task analysis. It presents a classification, based on Semiotic Engineering, which encompasses the investigated techniques and the extensible applications. Then, it identifies, in the user and task analysis questions, those related to the techniques described in this classification. Therefore, the designer can identify which approaches can be used in which situations to extend the system. To evaluate this proposal, we developed a case study to re-build an authoring tool for interactive multimedia programs called Composer. The study goal was to keep the application flexible and extensible without requiring from users too much knowledge about the application´s underlying language - the NCL (Nested Context Language).

[pt] Este trabalho apresenta uma ferramenta baseada em modelos para derivação de produtos de LPSs, denominada GenArch. O objetivo principal da ferramenta é permitir que a comunidade de desenvolvimento de software tradicional, utilize conceitos e fundamentos de abordagens de LPSs na produção de seus sistemas ou partes de seus sistemas sem a necessidade do entendimento de modelos e conceitos complexos. A abordagem implementada pela ferramenta foi elaborada com base em fundamentos do desenvolvimento dirigido por modelos. Centrada na definição de três modelos (características, implementação e configuração), a ferramenta permite a derivação automática de produtos ou frameworks existentes. O trabalho também define um conjunto específico de anotações Java que possibilitam a geração automática dos modelos de derivação a partir dos elementos de implementação da arquitetura de uma LPS. A plataforma Eclipse e as tecnologia EMF e openArchitectureWare foram utilizadas como base para a implementação da ferramenta. Uma extensão da ferramenta que atende especificamente aos modelos de componente Spring e OSGi, também é proposta nessa dissertação. Tal extensão permite a instanciação automática da LPS e aplicações através de diferentes tipos de customizações, variando da configuração fina de propriedades de componentes até a seleção automática de quais componentes irão compor o produto final. Como parte de validação da abordagem, a ferramenta foi utilizada na derivação automática de três diferentes estudos de caso: (i) o framework JUnit; (ii) uma LPS de jogos J2ME; e (iii) uma aplicação web baseada em serviços. Diversas lições aprendidas e resultados do uso da ferramenta nestes três diferentes cenários são também apresentadas. / [en] This work presents a model-based tool for product derivation, called GenArch, which aims to enable the mainstream software developer community to use the concepts and foundations of the SPL approach, without the need to understand complex concepts or models. The tool approach is build on top of model-driven development techniques. It is centered on the definition of three models (feature, implementation and configuration models), which enable the automatic instantiation of software product lines (SPLs) or frameworks. A set of specific Java annotations are also defined to allow generating automatically many of the models, based on existing implementations elements of SPL architectures. The Eclipse platform, and EMF and openArchitectureWare technologies are used as the base for the implementation of the tool. The dissertation also presents a GenArch extension that addresses the new abstractions provided by the Spring and OSGi component models. Different kinds of customizations are provided by this extension varying from fine-grained configuration of component properties to the automatic selection of components that will compose the final product. As part of the approach validation, the tool was used in the derivation of three case studies: (i) JUnit framework; (ii) a J2ME games SPL; (iii) a service oriented Web application. Several lessons learned and discussions resulting from the use of the tool also are described.

[pt] Pesquisas sobre visualização de dados estatísticos demonstram a necessidade de sistemas que apóiem tomadas da decisões e análises visuais. Constatando problemas de construção de visualizações por usuários inexperientes, nossa questão de pesquisa foi: Como apoiar usuários inexperientes na construção de visualizações eficientes com dados estatísticos? Assim, desenvolvemos ViSC, um sistema de recomendações que apóia a construção interativa de gráficos para visualizar dados estatísticos, através de uma série de recomendações baseadas nos dados selecionados e na interação do usuário com a ferramenta. O sistema explora uma ontologia de visualização para oferecer um conjunto de gráficos que ajudam a responder questões baseadas em informação relacionadas aos dados exibidos no gráfico. Percorrendo os gráficos recomendados através de suas questões relacionadas, o usuário implicitamente adquire conhecimento tanto do domínio quanto dos recursos de visualização que melhor representam os conceitos do domínio de interesse. Esta dissertação apresenta os problemas que motivaram a pesquisa, descreve a ferramenta ViSC e apresenta os resultados de uma pesquisa qualitativa realizada para avaliar ViSC. Para a avaliação, utilizamos o Método de Inspeção Semiótica (MIS) e o Retrospective Communicability Evaluation (RCE) — uma combinação do Método de Avaliação da Comunicabilidade (MAC) e Retrospective Think Aloud Protocol. Concentramo-nos em verificar como as recomendações influenciam na realização de uma tarefa e nas visualizações geradas para então endereçar nossa questão mais ampla. / [en] Research on statistical data visualization emphasizes the need for systems that assist in decision-making and visual analysis. Having found problems in chart construction by novice users, we decided to research the following question: How can we support novice users to create efficient visualizations with statistical data? Thus we, created ViSC, a recommender system that supports the interactive construction of charts to visualize statistical data by offering a series of recommendations based on the selected data and the user interaction with the tool. The system explores a visualization ontology to offer a set of graphs that help to answer information-based questions related to the current graph data. By traversing the recommended graphs through their related questions, the user implicitly acquires knowledge both on the domain and on visualization resources that better represent the domain concepts of interest. This dissertation presents the problems that motivated the research, describes the ViSC tool and presents the results of a qualitative study conducted to evaluate ViSC. We used two methods in our evaluation: the Semiotic Inspection Method (SIM) and the Retrospective Communicability Evaluation (RCE) — a combination of the Communicability Evaluation Method (CEM) and Retrospective Think Aloud Protocol. We first analyze how the questions influence the users traversal through the graph and, then, we address the broader question.

[pt] Atualmente há uma necessidade de uso da tecnologia para efetivar a participação do cidadão na sociedade. Os usuários estão deixando de ser somente consumidores passivos de software e uma fração crescente deles já passa a usar a tecnologia como um meio de expressão de novas ideias e oportunidades. Em um cenário democrático de futuro, quantas mais pessoas puderem manifestar-se através do uso eficaz e eficiente de tecnologia, menor o risco de que aqueles que podem fazê-lo determinem o que os demais poderão fazer. Porém, o processo de ensino e aprendizado de raciocínio computacional, base de competência para a autoexpressão através de software, é um grande desafio. Os professores de escolas de ensino fundamental e médio, por exemplo, geralmente não têm formação ou auxílio para ensinar conteúdos que envolvem conceitos de computação com os quais não estão familiarizados e, portanto, precisam, eles próprios, aprender. Esta tese apresenta um modelo para o design de documentação ativa destinada a apoiar o ensino e aprendizado de raciocínio computacional. O modelo é baseado em Engenharia Semiótica e sua instanciação em um cenário real de uso resultou em um documento utilizado em vários estudos empíricos realizados ao longo de três anos, em escolas de ensino fundamental e médio na região metropolitana do Rio de Janeiro. Na dimensão técnico-científica, a principal contribuição da tese é uma ferramenta epistêmica para estruturar as análises e decisões durante o design da metacomunicação de documentos ativos destinados a apoiar o ensino e aprendizado de autoexpressão através de software. / [en] Nowadays, there is a need to use technology to effect citizen participation in society. Users are no longer only passive software consumers and a growing share of them are using technology as a medium to express new ideas and opportunities. In a democratic future scenario, the more people can manifest themselves through the effective and efficient use of technology, the lower the risk that those who can do it determine what others will do. However, the process of teaching and learning computational thinking, which is the basic skill for self-expression through software, is a big challenge. Teachers need to learn computational concepts themselves before they can teach them to students. In elementary and high school they generally do not have support for teaching this kind of content. This thesis presents a model for the design of active documentation which aims at supporting the teaching and learning of computational thinking. The model is based on Semiotic Engineering theory and its instantiation in a real scenario came about as an active document used in several empirical studies during three years with elementary and high schools in the metropolitan region of Rio de Janeiro. Technically and scientifically, the main contribution of this thesis is an epistemic tool for structure analyses and decisions during the design of metacommunication of active documents to support the teaching and learning of self-expression through software.

[pt] Contratos de software podem ser escritos como expressões lógicas capazes de identificar falhas que ocorrem durante a utilização de um software. É possível implementar a verificação de um contrato em um software através de assertivas executáveis. No entanto, a forma como assertivas convencionais são implementadas não é diretamente aplicável a sistemas distribuídos, uma vez que apresentam dificuldades para avaliar expressões temporais, tampouco as expressões podem envolver propriedades de diferentes processos. Este trabalho propõe um mecanismo baseado em logs com meta-informações para a verificação de contratos em sistemas distribuídos. Uma gramática para redigir contratos possibilita operações temporais, ou seja, permite a especificação de condições entre eventos, em diferentes instantes de tempo, ou mesmo garante uma sequência de eventos, durante um período de tempo. O fluxo de eventos gerado é avaliado assincronamente em relação à utilização do sistema, pela comparação com contratos, previamente escritos de acordo com a gramática, que representam as expectativas sobre o comportamento normal do sistema. / [en] Software contracts can be written as assertions that identify failures observed while using the software. Software contracts can be implemented through executable assertions. However, conventional assertions are not directly applicable in distributed systems, as they present difficulties to evaluate temporal expressions, as well as expressions involving properties of different processes. This work proposes a mechanism based on logs with meta-information to evaluate contracts in distributed systems. A grammar to write contracts enable temporal operations, e.g., allows specifying conditions between events at different timestamps, or even guaranteeing a sequence of events over a period of time. The flow of events is evaluated asynchronously in relation to the system execution, by comparison with contracts, previously written according to the grammar, representing the expectations on the behavior of the system.

[pt] O desenvolvimento de software interativo pode seguir diferentes tipos de processos, que vão desde os voltados a especificação (métodos tradicionais) àqueles voltados a prototipação (métodos ágeis). Em virtude da ênfase em documentação desde suas fases iniciais, os métodos tradicionais permitem uma maior reflexão sobre o software antes de sua implementação e contribuem para uma melhor manutenibilidade. Já os métodos ágeis têm uma quantidade de documentação reduzida, focando principalmente a implementação do sistema, a fim de trazer uma maior produtividade a este processo. À medida que os softwares se tornam mais interativos e acessíveis aos mais diversos usuários, preocupações com a interação humano-computador (IHC) vêm ganhando destaque no processo de desenvolvimento de software. No entanto, restrições de prazo e orçamento acabam por limitar a aplicação de técnicas e teorias de IHC já bem estabelecidas. Em conseqüência, semelhante ao que ocorreu com os processos de desenvolvimento de software, uma tendência tem sido a adoção de práticas de usabilidade mais simplificadas, tais como listas de verificação e diretrizes. No sentido de lidar com tais preocupações ainda em tempo de projeto e de uma maneira não tão simplificada, este trabalho incorpora algumas vantagens dos processos de desenvolvimento de software para definir um processo para o projeto de IHC. Tal processo busca unir o apoio à reflexão oferecido pela teoria da Engenharia Semiótica (EngSem) com a característica de agilidade de técnicas de prototipação de interfaces, incorporando os valores e princípios dos métodos ágeis, mais especificamente do processo de desenvolvimento eXtreme Programming (XP). / [en] Interactive software development can follow different kinds of processes, from specification-driven approaches (traditional methods) to prototype-driven approaches (agile methods). Due to the emphasis in documentation since its initial phases, traditional methods allow for more reflection on the software before its implementation and contribute to better maintainability. On the other hand, agile methods have reduced documentation, concentrating mainly on the implementation of the system, in order to increase the productivity in the software development process. As software becomes more interactive and accessible to a wider range of users, human-computer interaction (HCI) concerns have been gaining emphasis in the software development process. However, schedule and budget restrictions limit the application of known and accepted HCI techniques. As a consequence, and similar to what happened with software development processes, there has been a tendency to adopt simplified usability practices, such as checklists and guidelines. In order to deal with such concerns at design time, and in a way that is not so simplified, this work unites some advantages of different kinds of software development processes to define an HCI design process. This process brings together the support for reflection given by the Semiotic Engineering (SemEng) theory and the agility of interface prototype techniques, incorporating the values and practices from agile methods, more specifically of the eXtreme Programming (XP) development process.

[pt] A atividade de gerenciamento de reservatórios é uma tarefa essencial que visa o desafio da otimização da explotação de reservatórios de petróleo. Como resposta a tal desafio a indústria de óleo e gás vem desenvolvendo novas tecnologias, como a de poços inteligentes. Esses poços tem objetivo de baratear as operações de restaurações mais corriqueiras através do controle de sua tecnologia. Assim, este trabalho trata do desenvolvimento de campos inteligentes e apresenta um sistema de apoio à decisão capaz de otimizar, através de algoritmos evolucionários, o processo de controle da tecnologia de poços inteligentes considerando incertezas de falha e geológica. Além disso, o sistema se propõe a apoiar na tomada de decisão pelo uso ou não de poços inteligentes, dado um reservatório pronto para ser explorado ou para receber investimentos de expansão. O controle da tecnologia de poços inteligentes (IWT - Intelligent Wells Technology) empregado nesse estudo, refere-se à operação de abertura e fechamento dos dispositivos (válvulas) existentes nesses tipos de poços. Através da otimização com algoritmos genéticos se busca uma estratégia de controle pró-ativo, em outras palavras, agir antes do efeito, onde se busca nos tempos iniciais de produção uma configuração de válvulas que seja capaz de: atrasar a chegada da frente de água aos poços produtores, antecipar a produção de óleo ou melhorar a recuperação de óleo do campo; em conseqüência, uma operação que leve à maximização do valor presente líquido (VPL). O emprego de estratégias de controle que visam beneficiar a completação identifica o campo como inteligente. Outros trabalhos abordam o problema de otimização de controle de válvulas em poços inteligentes, porém eles utilizam métodos clássicos de otimização que limitam o número de válvulas ou ainda otimizam estratégias sem considerar os intervalos de tempo desejados para manutenção das válvulas. O modelo evolucionário empregado nesse estudo, baseado em algoritmos genéticos, consegue formular uma estratégia de controle para todas as válvulas presentes em uma determinada configuração de produção, em qualquer intervalo de tempo desejado, atendendo ao critério econômico de maximizar o VPL. Para apoiar a tomada de decisão, pelo uso ou não de poços inteligentes, consideram-se incertezas de falha e geológica. O modelo proposto foi avaliado em três reservatórios petrolíferos, sendo o primeiro um reservatório sintético, e os outros dois reservatórios mais complexos com características mais próximas das reais. Os resultados encontrados indicam que o modelo proposto permite alcançar boas estratégias de controle que levam a um aumento do VPL. A principal contribuição deste trabalho é a concepção e implementação de um sistema baseado em técnicas inteligentes capaz de apoiar no desenvolvimento e gerenciamento de reservatórios petrolíferos inteligentes considerando incertezas. / [en] The reservoir management is an important task that aims at the optimization of oil reservoir exploitation. To support this challenging mission, the oil and gas industry has been developing new technologies such as intelligent wells. The purpose of these wells is to reduce costs of the most common restoring operations by control of their actuators. Thus, this work deals with intelligent fields development and presents a decision support system able to optimize, by using evolutionary algorithms, the intelligent wells technology control process considering geological and technical uncertainties. In addition, the system gives support for the decision of rather to use or not intelligent wells, given a reservoir ready to be explored or to receive expansion investments. The control of Intelligent Wells Technology (IWT), as applied in this study, refers to the opening and closing operations of valves in these types of wells. An optimization based on genetic algorithms is used to produce a pro-active control strategy, that is, one that anticipates the actions to be taken in present time in order to achieve better results in the future. Such a strategy proposes a valve configuration that will be able to: delay the water cut on producer wells, advance the oil production or benefit the oil recuperation. As a result, the obtained configuration leads to a maximization of the NPV (Net Present Value). The usage of control strategies that aim to benefit completion identifies the oil field as intelligent. Other works also deal with valve control optimization problems in intelligent wells. However, they use classical optimization methods; these methods limit the number of valves or optimize strategies without considering time. The evolutionary model, based on genetic algorithm, applied in this study, can formulate a control strategy for all valves in a certain production configuration, for any desired time interval, according to the economical criteria of NPV maximization. In order to support the decision making for the use or not of intelligent wells, technical and geological uncertainties are considered. The proposed model was evaluated in three oil reservoirs. The first one is a synthetic reservoir, simple and not real; the other two are more complex with close to real characteristics. The results obtained indicate that the proposed model allows good control strategies that increase the NPV. The main contribution of this work is the conception and implementation of a system based on intelligent techniques that is able to support the development and management of intelligent oil reservoirs considering uncertainties.

[pt] O desenvolvimento de sistemas interativos envolve profissionais de várias áreas, dentre as quais interação humano-computador (IHC) e engenharia de software (ESw), cada qual com o seu foco e objetivo. IHC se concentra, de modo geral, em entender as características, necessidades e objetivos dos usuários da aplicação, o seu ambiente de trabalho e as tarefas que eles precisam ou desejam realizar através do sistema. A partir deste entendimento, IHC projeta a interface e interação, tendo como atividade constante a avaliação dos artefatos produzidos. Já a ESw tem como principal objetivo a especificação, implementação e testes das funcionalidades e arquitetura do sistema interativo. Essas duas áreas possuem um objetivo comum: a criação de um sistema interativo que atenda bem as necessidades dos usuários da aplicação. Para alcançar esse objetivo, este trabalho supõe que a comunicação entre os profissionais dessas áreas durante o processo de desenvolvimento é necessária para que se possa criar um entendimento compartilhado do problema e do que deve ser construído e, conseqüentemente, para que a camada de aplicação desenvolvida seja compatível com a camada de interação, mantendo-se a consistência do que será apresentado para o usuário final. Então, para apoiar a comunicação e negociação sobre o projeto da interação entre as áreas de IHC e ESw, esta pesquisa propõe uma ferramenta de comunicação fundamentada na engenharia semiótica, a ComunIHC-ES. Essa ferramenta contém informações sobre o domínio em questão, seus usuários, as tarefas envolvidas e o contexto de uso; uma linguagem para se projetar a interação; e elementos para apoiar a explicação deste projeto para os engenheiros de software. A ComunIHC-ES foi utilizada em um estudo de caso envolvendo profissionais dessas duas áreas e, após a análise dos resultados, obteve-se indícios de sua utilidade no apoio à comunicação e ao trabalho dos engenheiros de software. / [en] Developing interactive systems involves professionals from many areas of expertise, including HCI (Human-Computer Interaction) and Software Engineering (SE), each one with specific focus and goals. HCI focuses, generally, on understanding the users` characteristics, needs and objectives, their work environment and the tasks they need or want to perform using the system. Based on this understanding, HCI designs interface and interaction, constantly evaluating the produced artifacts. SE, on the other hand, aims primarily at specifying, implementing and testing the interactive system`s functionalities and architecture. These two areas have a common objective: to create an interactive system that meets the needs of its users. To attain this goal, this work supposes that, throughout the development process, communication is needed between the professionals from these areas, in order to create a shared understanding about the problem and about what should be built, so that, consequently, the developed application layer will be compatible with the interaction layer, promoting the consistency of what will be presented to the end user. Thus, to support both the communication and the negotiation about interaction design between HCI and SE professionals, this research proposes a communication tool based on semiotic engineering, called ComunIHC-ES. This tool contains information about the problem domain, its users, the tasks involved and the usage context; a language to represent the interaction; and elements that help to explain the HCI design to software engineers. ComunIHC-ES was used in a case study involving professionals from both areas and, after analyzing its results, indications were obtained of its usefulness in supporting both the HCISE communication and the software engineers work.

[pt] Com o crescimento dos sistemas de informação baseados na internet, empresas que mantém seus negócios eletrônicos através de sistemas web necessitam monitorar o andamento das atividades dos seus negócios. Várias técnicas para monitoramento e análise da execução de processos de negócio podem ser empregadas, dentre elas: (i) mineração de arquivos de log de servidores web, tais como o Apache; e (ii) inserção explícita de código de monitoramento diretamente no código da aplicação. Tais técnicas possuem várias limitações, entre elas, a dificuldade e falta de flexibilidade para corelacionar informação ocorrendo em diferentes requisições web, e/ou necessidade de várias modificações invasivas transversais diretamente no código de componentes/classes do sistema. Esse trabalho apresenta o projeto e implementação de um framework orientado a aspectos para monitoramento e análise de processos de negócio que ocorrem em sistemas web. Aspectos foram usados para implementar as variabilidades orientadas a aspectos de monitoramento de processos de negócio ocorrendo em sistemas web. O framework foi implementado usando as linguagens Java e AspectJ e foi validado por meio da sua instanciação para duas diferentes aplicações web. / [en] Over the last years, many mechanisms and techniques to monitor web applications have been proposed, such as, mining of log files from web servers and insertion of monitoring code directly in web applications. The adoption of these techniques presents several limitations such as: obstacles to correlate information from different web requests and/or requires several intrusive changes in the code of existing web applications. This dissertation presents an aspect-oriented framework to monitoring and analysing business processes. Aspect-oriented technologies are used to implement crosscutting variabilities of monitoring of web business processes. The framework has been developed using Java and AspectJ programming languages. It was instantiated and validated through the development of two different web applications.

[pt] Inicialmente a Internet era um canal de comunicação e distribuição de conteúdo textual. Com o advento do comércio eletrônico e a maturação da própria Web, ela se tornou uma plataforma de implantação de sistemas. Paralelamente, o próprio desenvolvimento de software evoluiu, com aplicações de novos conceitos da engenharia de software, tais como componentes, reuso e design patterns. No intuito de desenvolver práticas e tecnologias que aperfeiçoem a construção de softwares decidiu-se, neste trabalho, por conciliar estas duas tendências evolutivas. Swell é um ambiente para o auxílio no desenvolvimento de Sistemas Baseados na Web (SBWs), tendo como ponto forte a seleção semântica de web services. Trata-se de uma ferramenta cujo objetivo é ajudar nas tarefas de design e construção de aplicações, visando atingir alto grau de reuso. Este auxílio se dá através da descrição, busca e escolha de serviços para composição de aplicações. O ambiente Swell foi pensado de modo a dar suporte à evolução das tecnologias de componentes para Web. Ele provê pontos de flexibilização permitindo adaptação a novas descrições de web services e refletindo estas mudanças no mecanismo de busca. / [en] Initially the Internet was a communication channel and a text-based content dissemination vehicle. With the advent of e-commerce and Web's unfolding, it became a systems deployment platform. At the same time, software development also evolved, through the use of new software engineering concepts, such as components, reuse and design patterns. This work aims at helping to develop practices and technologies that improve software development by conciliating these two evolution trends. Swell is an environment that helps Web Based Systems development, having as a cornerstone the semantic selection of web- services. It is a tool whose objective is to help in the application design and development tasks, aiming to reach a high degree of reuse. This is achieved through the support for the description, search and selection of web services for application composition. The Swell environment was conceived as a framework with support for the evolution of web components technologies. It provides hot spots that allow for adaptation of new web services descriptions and reflection of these changes in the search engine.