[pt] Nesta tese investigou-se o desenvolvimento de software no contexto de groupware, especificamente para apoiar a aprendizagem colaborativa. O desenvolvimento de groupware, entretanto, não é trivial. Como todo software, há aspectos tecnológicos e sociais envolvidos no desenvolvimento. Quanto aos aspectos tecnológicos, o desenvolvimento de artefatos de infraestrutura ocupam grande parte do esforço destinado à implementação dessas aplicações, sobrando pouco tempo para a implementação de soluções inovadoras para as questões da colaboração propriamente ditas. Com respeito aos aspectos sociais, deve-se levar em conta que o trabalho em grupo é dinâmico e a composição dos grupos, bem como suas características, se alteram com o passar do tempo. Assim, desenvolveu-se uma linha de produtos de software para groupware baseado no Modelo 3C de Colaboração, onde os groupware são derivados a partir da formalização de técnicas de aprendizagem colaborativa em scripts de colaboração. Foi desenvolvido um protótipo, o GroupwareBuilder para interpretar o script de colaboração e derivar o groupware para suporte específico das suas atividades. Uma avaliação funcional e um estudo de caso foram realizados. Na avaliação funcional, buscou-se obter uma prova de conceito do GroupwareBuilder, na qual dois groupware foram derivados para apoiar os scripts de colaboração Debate Crítico e Buzz Groups. O estudo de caso foi realizado para observar como se daria a derivação de groupware para técnicas de aprendizagem colaborativa modeladas por diferentes professores. A principal contribuição deste trabalho é uma abordagem que possibilita a derivação e adaptação de groupware a partir de scripts de colaboração elaborados pelos usuários e não a partir de uma lista de requisitos funcionais, como em LPS’s tradicionais. / [en] In this thesis we explore software development on the context of groupware, specifically on supporting collaborative learning. Groupware development is not a trivial task given that technological and social issues are involved. Considering the technological issues, a huge amount of time is wasted on implementing infrastructure aspects leaving little time for implementation of innovative solutions on collaboration. Considering the social issues, we should take into account that group work is dynamic and that group composition changes over time. So, we developed a software product line for groupware based on the 3C Collaboration Model. The groupware derivation process starts with the formalization of the collaborative learning techniques in collaboration scripts. In order to support this collaboration process we developed the GroupwareBuilder, that reads the collaboration script and derives groupware tailored to the tasks described on the script. We made a functional evaluation and a case study. On the functional evaluation, we aimed on getting a proof of concept for GroupwareBuilder by deriving groupware for supporting the Critical Debate and Buzz Groups collaboration scripts. In order to analyze how GroupwareBuilder derives groupware from other collaborative learning techniques described by different teachers we made a case study. The main contribution of this thesis is an approach that enables the derivation of groupware and the customization of groupware in runtime from collaboration scripts written by the users, and not from a list of software requirements as used in other SPLs approaches.

[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] A configuração de produto é uma atividade chave para permitir a customização em massa. Ela corresponde a produção de um sistema computacional a partir de uma linha de produtos de software, respeitando as necessidades individuais dos clientes. Na prática, a atividade de configuração do produto pode se tornar uma tarefa complexa, principalmente porque envolve várias partes interessadas com diferentes competências para tomar decisões. Vários trabalhos proprõem decompor a atividade de configuração em estágios pré-estabelecidos, atravrés dos quais os interessados podem tomar suas decisões de forma separada e coerente. No entanto, quando há uma descentralização geográfica do conhecimento necessário em cada etapa e/ou quando os requisitos do cliente forem imprecisos e mudarem com frequência, essas soluções propostas não se aplicam. Para resolver essas questões, este trabalho proprõe uma abordagem de configuração dinâmica e colaborativa de produtos com base na metáfora de assistência pessoal. Os assistentes pessoais num ambiente cooperativo coordenam as decisões dos stakeholders e pró-ativamente executam tarefas, tais como o raciocínio sobre as implicaçõoes das decisões, integrando as decisões distribuídas e resolvendo os requisitos divergentes. Uma ferramenta protótipo, chamada Libertas, e dois cenários ilustrativos que avaliam a aplicabilidade da nossa abordagem também são apresentados. O primeiro cenário analisa o processo de configuração para configurar um sistema operacional para suportar os requisitos de negócio de uma empresa. O segundo aborda um cen´ario com uma linha de produtos de software para portais web. / [en] Product configuration is a key activity for enabling mass customization. It corresponds to tailoring a software application from a software product line, respecting individual customer requirements. In practice, the product configuration activity is challenging, mainly because it involves numerous stakeholders with different expertise making decisions. Several works claim to decompose the configuration activity into pre-arranged stages, whereby stakeholders can make their decisions in a separated way and coherent fashion. However, due to the decentralization in geography of the knowledge required in each stage and that customer requirements could be imprecise and change frequently, the proposed solutions do not apply. To address these issues, this work proposes a dynamic and collaborative product configuration approach based on the personal assistant metaphor. Personal assistants in a cooperative way coordinate stakeholders´ decisions and proactively perform tasks, such as reasoning about the ramifications of decisions, integrating distributed decisions and resolving divergent requirements. A tool prototype, called Libertas, and two case studies that evaluate the applicability of our approach are also presented. The first case study analyzes the configuration process to configure an operational system to support the business requirements of an enterprise. The second one addresses a scenario of a software product line for web portals.

[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.

[pt] Uma Linha de Produtos de Sistemas Multi-agentes (LP-SMA) define uma arquitetura de linha de produto de software (LPS) cujo projeto e implementação são realizados usando agentes de software para compreender features comuns e variáveis. O desenvolvimento de LP-SMA pode ser feito através de plataformas específicas de SMA e técnicas de implementação. Exemplos de tais técnicas são: frameworks orientados a objetos, compilação condicional, arquivos de configuração e programação orientada a aspectos (POA). Todavia, os estudos empíricos existentes não focam na abordagem de LP-SMA, considerando diferentes técnicas de implementação e plataformas específicas de desenvolvimento de SMA. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma comparação sistemática de diferentes técnicas de implementação de variabilidades de features de agentes no domínio de LP-SMA. Esta comparação sistemática envolveu o uso de duas plataformas de desenvolvimento de SMA (JADE e Jadex) e das técnicas de implementação: compilação condicional, arquivos de configuração e POA. Neste estudo, um conjunto de métricas de software foram utilizadas para avaliar atributos de qualidade, tais como modularidade e estabilidade. Para a realização deste estudo, duas LP-SMAs foram desenvolvidas. A primeira foi a LP-SMA do Expert Committee, uma linha de produto de sistemas de gerenciamento de conferências. A segunda foi a LP-SMA OLIS, que provê diversos serviços pessoais para os usuários. Os dados coletados durante a realização dos estudos empíricos permitiram o relato de um conjunto de lições aprendidas. / [en] A Multi-agent System Product Line (MAS-PL) defines a Software Product Line (SPL) architecture whose design and implementation are accomplished using software agents to address its common and variable features. The MAS-PL development can be performed through MAS specific platforms and implementation techniques. Examples of such techniques are: object-oriented frameworks, conditional compilation, configuration files and aspect-oriented programming (AOP). However, the existing empirical studies do not focus on MAS-PL approach, considering different implementation techniques and MAS specific platforms. In this context, this work presents a systematic comparison of different variability implementation techniques of agent features in the MAS-PL domain. This systematic comparison involved the use of two platforms of MAS development (JADE and Jadex) and implementation techniques conditional compilation, configuration files and AOP. In this study, a suite of software metries were used to evaluate quality attributes, such as modularity and stability. In order to perform this study, two MAS-PLs were developed. The first one was the Expert Commitee MAS-PL, a product line of conference management systems. The second one as the OLIS MAS-PL, which provides several personal services to the users. The collected data during the accomplished empirical studies allowed to report a set of lessons learned.