[pt] O desenvolvimento de frameworks é caro, não só pela dificuldade intrínseca relacionada à captura do conhecimento do domínio, mas também por causa da falta de métodos e técnicas apropriados para dar suporte à sua evolução e desenvolvimento iterativo. Neste trabalho de tese é proposta a utilização de duas técnicas complementares para dar suporte a evolução de frameworks: regras de refactoring e regras de extensão. A técnica de refactoring foi desenvolvida para restruturar software de forma a tornar o código mais legível e fácil de ser reutilizado. Regras da extensão são propostas para modificar a estrutura de pontos de variação do framework, possibilitando a adição mais fácil de novas funcionalidades no design. Ambas as técnicas preservam o comportamento observável dos programas. Esta propriedade é verificada formalmente usando-se CCS e técnicas de verificação de modelo. A abordagem proposta é testada com o auxílio de uma ferramenta semiautomática, desenvolvida para dar suporte à aplicação das regras definidas. / [en] Framework development is expensive not only because of the intrinsic difficulty related to the elicitation of domain knowledge but also because of the lack of methods and techniques to support its evolution and interactive development. The present thesis proposes the use of two complementary techniques to support framework evolution: refactoring and extension rules. The refactoring technique has been developed to enable software re-structuring in a way to produce more readable and reusable code. Extension rules have been proposed to change the structure of the framework variation points by allowing the addition of new design functionalities. Both techniques preserve the observable behavior of programs. This property is formally verified in this work by using CCS approach to model checking. The proposed approach has been tested by means of a tool specially developed to support the application of the defined rules.

[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] Esse trabalho propõe uma abordagem sistemática para o desenvolvimento de frameworks usando técnicas orientadas a aspectos (OA). O objetivo central da abordagem é melhorar a capacidade de extensão e configuração de frameworks orientados a objetos (OO) para diferentes cenários de reutilização, através de uma melhor gerência de suas características. A abordagem é composta por: (i) um conjunto de diretrizes para o projeto e implementação de frameworks usando programação orientada a aspectos; e (ii) um modelo generativo usado para a instanciação automática do framework e suas variabilidades OO e OA. As diretrizes propõem a definição de um conjunto de pontos de junção de extensão (EJPs - extension join points) no código do framework, os quais podem ser usados para estender a funcionalidade básica do framework através da implementação de aspectos de extensão. Tais aspectos são responsáveis pela implementação de características transversais opcionais, alternativas ou de integração demandadas por usuários do framework. A abordagem é demonstrada com a implementação / refatoração de 3 frameworks OO pertencentes a diferentes domínios de aplicação. Uma avaliação da abordagem por meio de um estudo qualitativo e um estudo quantitativo é também apresentada. Finalmente, diversas lições aprendidas e discussões resultantes da experiência de uso da abordagem são descritas. / [en] This work proposes a systematic approach to framework development which relies on the use of aspect-oriented (AO) techniques. The main goal of the approach is to improve the extensibility and configurability of objectoriented (OO) frameworks. It is composed of: (i) a set of guidelines to design and implement frameworks using aspect-oriented programming; and (ii) a generative model which allows the automatic instantiation of the framework and its respective OO and AO variabilities. Our guidelines propose the definition of extension join points (EJPs) in the framework code, which can be used to extend the framework basic functionality by means of extension aspects. The extension aspects are responsible for implementing optional, alternative and integration crosscutting features required by the framework users. Since such aspects can be automatically unplugged from the framework code, our approach makes it easier to customize the framework to specific needs. Three cases studies are presented to illustrate the applicability of our approach to the development of frameworks from different domains. The approach is also evaluated through both a qualitative and a quantitative study. Finally, several lessons learned and discussions resulting from the use of the approach are described.

[pt] A combinação de computação móvel sem fio e tecnologias para a localização de dispositivos possibilitou o surgimento de um novo paradigma de computação conhecido como Serviços Baseados em Localização, cujo objetivo é estudar como prover ao usuário serviços personalizados que dependem da localidade onde este se encontra. Dentre esses serviços, destacam-se aqueles cuja principal função é dar apoio a diferentes formas de comunicação entre usuários de dispositivos móveis. Apesar de vários serviços terem sido desenvolvidos com esse intuito, são poucos os trabalhos que fizeram um levantamento de suas características comuns com o objetivo de projetar uma infra- estrutura genérica que sirva de base para o desenvolvimento de novos serviços. Isso serviu de motivação para esta dissertação, que trata do desenvolvimento de um framework que facilite a construção de serviços para comunicação baseada na localização de usuários móveis. Como estudos de caso, foram instanciados um aplicativo chamado Nita (Notes In The Air), que provê comunicação síncrona e assíncrona entre usuários presentes numa mesma localidade, e um aplicativo para comunicação instantânea similar ao BuddySpace. / [en] The combination of mobile wireless computing and location technology enabled the emergence of a new computing paradigm known as Location-Based Services, whose goal is to study how to provide personalized services to users depending on the their location. Among these services, very useful are the ones which support different kinds of communication between mobile users. Although several services have been developed with this goal, only few work aimed at identifying the common characteristics of these systems, with the goal of designing a generic infrastructure that serves as the basis for the development of new services. This was the main motivation for this thesis work, in which we designed an object framework facilitating the construction of applications for location-based communication among mobile users. As main case studies, we instantiated an application called Nita (Notes In The Air), which provides both synchronous and asynchronous communication between co- located users, and a location-enhanced instant messaging application similar to BuddySpace.

[pt] Softwares personalizados para as necessidades de um cliente proveem vantagem competitiva quando comparados aos softwares de proposito geral. Linhas de produtos de softwares tem como objetivo a produção de produtos personalizados a partir de um conjunto de features reutilizáveis. É conhecido que o reuso sistemático de features potencialmente leva a ganhos significativos como rápida produção de software a um baixo custo e com maior qualidade. Na prática, a construção de linhas de produtos de softwares empresariais pode se tornar uma tarefa arriscada e sujeita a erros quando se leva em consideração o uso das técnicas atuais de implementação de features. O desenvolvimento de linhas de produtos de software empresariais de fato requer a convergência coordenada de várias visões (ex., especialistas de domínio, projetistas de interface, e desenvolvedores). Neste caso, cada participante do processo de desenvolvimento tem uma linguagem particular para resolver o problema específico a sua especialidade. Os desafios para integração de diferentes linguagens, evitando uma potencial cacofonia, é o problema do conhecimento de configuração heterogêneo. Nesta tese, nos examinamos as dificuldades atuais na especificação do conhecimento de configuração heterogêneo e como solução nos propomos a noção de Linguagens de Modelagem do Conhecimento do Domínio (LMCD). O propósito das LMCDs é evidenciar os conceitos do domínio e suas interfaces de programação, o que ajuda reduzir o ofuscamento do código fonte e aumentar a compreensão. Além disso, evidenciando os conceitos específicos de domínio, somos aptos a prevenir inconsistências em produtos pela detecção de erros em toda a linha de produto de software. Outro resultado deste trabalho de pesquisa é GenArchPlus, uma ferramenta extensível que suporta de forma flexível a incorporação de LMCDs na engenharia de linhas de produtos de softwares tradicional. Nos enfatizamos os benefícios da ferramenta, incluindo simplicidade, expressividade, e a capacidade de ser independente de qualquer tecnologia de implementação do domínio. Finalmente, nos ilustramos e avaliamos o uso de LMCDs em três diferentes linhas de produtos de software. / [en] Customer-specific software can provide a competitive advantage compared to general-purpose software. A software product line (SPL) aims at tailoring customer-specific products from a set of reusable features. It is well known that systematic reuse of features potentially leads to significant gains such as faster production with low costs and high quality. In practice, building enterprise software product lines might become a laborious and error-prone task when we take into account the use of current implementation techniques. Successful development of modern enterprise software product lines requires the convergence of multiple views (e.g., domain experts, interface designers, and developers), which are usually managed via domain-specific concepts. In this case, each participant of the development process has a particular working language to solve specific problems to its expertise. The challenge of integrating these differences into the engineering process, avoiding the potential cacophony of multiple different languages, is the heterogeneous configuration knowledge problem. In this thesis, we examine the current shortcomings on the specification of heterogeneous configuration knowledge and as a solution we propose the notion of Domain Knowledge Modeling Languages (DKMLs). The purpose of DKMLs is to put in evidence the domain concepts and their programming interfaces, which help to reduce source code obfuscation and increase feature comprehension. Moreover, evidencing the domain-specific concepts, we are also able to prevent inconsistencies on products by detecting errors in the entire software product line. Another result of this research is the GenArchPlus, an extensible tool that supports the flexible incorporation of DKMLs in traditional software product line engineering. We emphasize the benefits of GenArchPlus, including simplicity, expressiveness, and being framework independent. Finally, we illustrate and evaluate the use of DKMLs in three different product lines.