[pt] Um problema de projeto é a manifestação de uma ou mais decisões de projeto inadequadas que afetam negativamente requisitos não funcionais. Por exemplo, Fat Interface, um problema que indica quando uma interface expõe serviços não coesos, no qual dificulta a extensibilidade e a manutenibilidade de um sistema de software. Apesar de problemas de projeto serem prejudiciais aos sistemas, identificá-los é uma tarefa difícil, especialmente quando o código-fonte é o único artefato disponível. Embora pesquisadores venham investigando técnicas para ajudar os desenvolvedores a identificar problemas de projeto, há pouco conhecimento sobre o processo de identificar problemas de projeto. Por exemplo, anomalias de códigos, um indicador de problemas de projeto, têm sido usadas para ajudar desenvolvedores a identificar problemas de projeto. No entanto, ainda não sabemos se elas são suficientes para ajudá-los ou não. Em particular, nenhum estudo tentou entender como os desenvolvedores identificam problemas de projeto. Nesse contexto, nós realizamos alguns estudos para entender a identificação de problemas de projeto. Em nossos dois primeiros estudos, nós investigamos o papel que as anomalias de código desempenham durante a identificação de problemas de design. Nossos resultados indicam que as anomalias de código são relevantes para os desenvolvedores na prática, por exemplo, eles são relevantes para indicar elementos a serem refatorados. Apesar da relevância, descobrimos que as anomalias de código não são suficientes para ajudar os desenvolvedores a identificar problemas de projeto. Nesse sentido, conduzimos outro estudo para investigar quais outros indicadores os desenvolvedores usam na prática e como eles são usados. Este estudo resultou em uma teoria sobre como os desenvolvedores identificam problemas de projeto na prática. A teoria revela quais são os indicadores que os desenvolvedores usam, como eles usam esses indicadores e as características de tais indicadores que os desenvolvedores consideram úteis. Os resultados encontrados nos forneceram uma melhor compreensão do processo de identificação de problemas de projeto, abrindo caminho para a elaboração de técnicas mais eficazes em ajudar os desenvolvedores a identificar problemas de projeto. / [en] A design problem is the manifestation of one or more inappropriate design decisions that negatively impact non-functional requirements. For example, the Fat Interface, a problem that indicates when an interface exposes non-cohesive services, hampers the extensibility and maintainability of a software system. Despite its harmfulness, identifying a design problem in a system is difficult, especially when the source code is the only available artifact. Although researchers have been investigating techniques to help developers in identifying design problems, there is little or no knowledge about the process of identifying design problems. For instance, code smells, microstructures that are a surface indication of design problems, have been used in several techniques to support developers during the design problem identification. However, there is no knowledge if code smells suffice to help developers to identify design problems. In particular, no study has tried to understand how developers identify design problems in practice. Thus, in this thesis, we have conducted a series of studies to understand design problem identification. In our two first studies, we investigated the role that code smells play in supporting developers during the design problem identification. Our results indicate that code smells are relevant for developers in practice; for instance, they are relevant to indicate elements that need to be refactored. However, we found that code smells, despite their relevance, do not suffice in helping developers to identify design problems. In this vein, we conducted another study to investigate what indicators developers use in practice, and how they use them. This study resulted in a theory about how developers identify design problems in practice. For instance, the theory reveals the indicators that developers use, how they use these indicators, and the characteristics of such indicators that are perceived as helpful by developers. The results found by our studies provided us with a better understanding of the process of identifying design problems thitherto nonexistent. Moreover, our findings pave the way for the elaboration of more effective techniques to identify design problems in the source code.

[pt] Problemas de projeto afetam quase todo sistema de software, fazendo com que a sua manutenção seja cara e impeditiva. Como documentos de projeto raramente estão disponíveis, desenvolvedores frequentemente precisam identificar problemas de projeto a partir do código fonte. Entretanto, a identificação de problemas de projeto não é uma tarefa trivial por diversas razões. Por exemplo, a materialização de problemas de projeto tende a ser espalhada por diversos elementos de código anômalos na implementação. Infelizmente, trabalhos prévios assumiram erroneamente que cada anomalia de código individual – popularmente conhecida como code smell – pode ser usada como um indicador preciso de problema de projeto. Porém, evidências empíricas recentes mostram que diversos tipos de problemas de projeto são frequentemente relacionados a um conjunto de anomalias de código inter-relacionadas, conhecidas como aglomerações de anomalias de código. Neste contexto, esta dissertação propõe uma nova técnica para a síntese de aglomerações de anomalias de código. A técnica tem como objetivo: (i) buscar formas variadas de aglomeração em um programa, e (ii) sumarizar diferentes tipos de informação sobre cada aglomeração. A avaliação da técnica de síntese baseou-se na análise de diversos projetos de software da indústria e em um experimento controlado com desenvolvedores profissionais. Ambos estudos sugerem que o uso da técnica de síntese ajudou desenvolvedores a identificar problemas de projeto mais relevantes do que o uso de técnicas convencionais. / [en] Design problems affect almost all software projects and make their maintenance expensive and impeditive. As design documents are rarely available, programmers often need to identify design problems from the source code. However, the identification of design problems is not a trivial task for several reasons. For instance, the reification of a design problem tends to be scattered through several anomalous code elements in the implementation. Unfortunately, previous work has wrongly assumed that each single code anomaly - popularly known as code smell - can be used as an accurate indicator of a design problem. There is growing empirical evidence showing that several types of design problems are often related to a set of inter-related code anomalies, the so-called code-anomaly agglomerations, rather than individual anomalies only. In this context, this dissertation proposes a new technique for the synthesis of code-anomaly agglomerations. The technique is intended to: (i) search for varied forms of agglomeration in a program, and (ii) summarize different types of information about each agglomeration. The evaluation of the synthesis technique was based on the analysis of several industry-strength software projects and a controlled experiment with professional programmers. Both studies suggest the use of the synthesis technique helped programmers to identify more relevant design problems than the use of conventional techniques.