[pt] O desenvolvimento de software orientado a aspectos é um paradigma recente que introduz novas abstrações e mecanismos com o objetivo de melhorar a modularidade de interesses que se espalham pelo sistema. Entretanto, a satisfação de atributos de qualidade em sistemas orientados a aspectos não é tarefa simples e a utilização equivocada destas novas abstrações pode resultar em efeitos colaterais relacionados a princípios importantes da Engenharia de Software, tais como elevado acoplamento, baixa coesão dos módulos e incompleta modularidade dos interesses em aspectos. Problemas como estes não são facilmente verificáveis em sistemas de médio e grande porte sem um método adequado e, geralmente, consomem muito tempo e recursos. Portanto, torna-se necessário um método de avaliação que auxilie engenheiros de software na análise de sistemas orientados a aspectos. Este trabalho de mestrado propõe uma abordagem que provê suporte à avaliação quantitativa de implementações orientadas a aspectos. A abordagem incluiu: (i) um método de avaliação organizado em etapas, e (ii) uma ferramenta de medição e avaliação, chamada AJATO, que dá suporte ao método proposto. O método é composto por um conjunto de métricas e regras heurísticas. As métricas fornecem informações quantitativas e as heurísticas contribuem com algum raciocínio semântico dos números. A ferramenta AJATO é composta por quatro módulos que efetuam o parser do código, mapeamento de estruturas sintáticas em interesses, medição e avaliação heurística. Um conjunto de cinco estudos de caso envolvendo domínios de aplicação distintos foi realizado para avaliar a utilidade e usabilidade da abordagem proposta. / [en] Aspect-oriented software development is an emerging paradigm that provides new abstractions and mechanisms to support the modularization of crosscutting concerns through the software development lifecycle. However, the achievement of high-quality aspect-oriented software is not trivial. The inappropriate use of aspect-oriented abstractions and mechanisms potentially leads to the violation of important design principles, such as low coupling, high cohesion, incomplete modularization of crosscutting concerns into aspects, and so forth. These problems are not easily detectable and an ad hoc analysis of large designs and implementations is often expensive and time- consuming. Hence there is a need for an assessment method that assists software engineers in the analysis of their aspect-oriented implementations. This work proposes the development of a systematic approach to support the quantitative assessment of aspect-oriented software. The approach is organized in a stepwise fashion and is founded on a metrics suite and a comprehensive set of complementary rules. Our proposal is supported by a measurement and assessment tool. A set of five case studies from different application domains have been carried out in order to evaluate the usability and usefulness of our proposed approach.

[pt] O desenvolvimento de software orientado a aspectos (DSOA) vem obtendo maior atenção tanto da academia quanto da indústria. Sistemas orientados a aspectos compreendem novas abstrações de engenharia de software e tratam de diferentes dimensões de complexidade. Conseqüentemente, o DSOA traz novos problemas para a engenharia de software experimental. Novos mecanismos de avaliação são necessários para medir os graus de manutenibilidade e reusabilidade de sistemas orientados a aspectos. Esta dissertação apresenta um framework de avaliação para o DSOA composto por dois elementos: um conjunto de métricas e um modelo de qualidade. No intuito de evitar a reinvenção de soluções já testadas, esses elementos são baseados em princípios bem conhecidos da engenharia de software e métricas já existentes. O framework proposto foi avaliado no contexto de dois estudos empíricos de domínios distintos, com características, níveis de controle e níveis de complexidade diferentes. O primeiro estudo empírico comparou uma abordagem orientada a objetos com uma abordagem orientada a aspectos para o projeto e implementação de um sistema multi- agentes. O segundo estudo envolveu a aplicação do framework proposto para avaliar as implementações em Java e AspectJ dos padrões de projeto da GoF. / [en] Aspect-oriented software development (AOSD) is gaining wide attention both in research environments and in industry. Aspect- oriented systems encompass new software engineering abstractions and different complexity dimensions. As a consequence, AOSD poses new problems to empirical software engineering. It requires new assessment mechanisms to measure the maintainability and reusability degrees of aspect-oriented systems. This dissertation presents an assessment framework for AOSD, which is composed of two components: a suite of metrics and a quality model. These components are based on well-known principles and existing metrics in order to avoid the reinvention of well-tested solutions. The proposed framework has been evaluated in the context of two different empirical studies with different characteristics, diverse domains, varying control levels and different complexity degrees. The first study compared an object-oriented approach and an aspect-oriented approach to the design and implementation of a multi-agent system. The second study involved the application of the proposed framework to evaluate Java and AspectJ implementations of the GoF design patterns.

[pt] A aplicação de inteligência artificial (IA) em jogos digitais atualmente se encontra sob uma constante necessidade de melhorias, na tentaiva de atender as crescentes demandas dos jogadores por realismo e credibilidade no comportamento dos personagens do universo do jogo. De modo a facilitar o atendimento destas demandas, técnicas e metodologias de engenharia de software vêm sendo utilizadas no desenvolvimento de jogos. No entanto, o uso destas técnicas e a construção de middlewares na área de IA ainda está longe de gerar ferramentas genéricas e flexíveis o suficiente para o uso nesse tipo de aplicação. Outro fator importante é a falta de literatura disponível tratando de propostas relacionadas a esse campo de estudo. Esta dissertação discute o esforço de pesquisa no desenvolvimento de uma arquitetura flexível aplicável a diferentes estilos de jogos, que dê suporte a várias funcionalidades de IA em jogos e sirva com base a introdução de novas técnicas que possam melhorar a jogabilidade. Neste trabalho são apresentadas: questões de projeto de tal sistema e de sua integração com jogos; um estudo sobre a arquitetura de middlewares de IA; uma análise dos poucos exemplos desse tipo de software disponíveis; e um levantamento da literatura disponível. Com base nessa pesquisa, foi realizado o projeto e a implementação da arquitetura de um middleware de IA; também descritos nesse trabalho. Além da implementação propriamente dita, é apresentado um estudo sobre a aplicação de padrões de projeto no contexto do desenvolvimento e evolução de um framework de IA para jogos. / [en] The usage of artificial intelligence (AI) techniques in digital games is currently facing a steady need of improvements, so it can cater to players higher and higher expectations that require realism and believability in the game environment and in its characters' behaviours. In order to ease the fulfillment of these goals, software engineering techniques and methodologies have started to be used during game development. However, the use of such techniques and the creation of AI middleware are still far from being a generic and flexible enough tool for developing this kind of application. Another important factor to be mentioned in this discussion is the lack of available literature related to studies in this field. This dissertation discusses the research effort in developing a flexible architecture that can be applied to diferent game styles, provides support for several game AI functionalities and serves as basis for the introduction of more powerful techniques that can improve gameplay and user experience. This work presents: design issues of such system and its integration with games; a study on AI middleware architecture for games; an analysis of the state-of-the-art in the field; and a survey of the available relevant literature. Taking this research as starting point, the design and implementation of the proposed AI middleware architecture was conducted and is also described here. Besides the implementation itself, a study on the use of design patterns in the context of the development and evolution of an AI framework for digital games is also presented.