Computational Swarms (enxames computacionais), consistindo da integração de sensores e atuadores inteligentes no nosso mundo conectado, possibilitam uma extensão da info-esfera no mundo físico. Nós chamamos esta info-esfera extendida, cíber-física, de Swarm. Este trabalho propõe uma visão de Swarm onde dispositivos computacionais cooperam dinâmica e oportunisticamente, gerando redes orgânicas e heterogêneas. A tese apresenta uma arquitetura computacional do Plano de Controle do Sistema Operacional do Swarm, que é uma camada de software distribuída embarcada em todos os dispositivos que fazem parte do Swarm, responsável por gerenciar recursos, definindo atores, como descrever e utilizar serviços e recursos (como divulgá-los e descobrí-los, como realizar transações, adaptações de conteúdos e cooperação multiagentes). O projeto da arquitetura foi iniciado com uma revisão da caracterização do conceito de Swarm, revisitando a definição de termos e estabelecendo uma terminologia para ser utilizada. Requisitos e desafios foram identificados e uma visão operacional foi proposta. Esta visão operacional foi exercitada com casos de uso e os elementos arquiteturais foram extraídos dela e organizados em uma arquitetura. A arquitetura foi testada com os casos de uso, gerando revisões do sistema. Cada um dos elementos arquiteturais requereram revisões do estado da arte. Uma prova de conceito do Plano de Controle foi implementada e uma demonstração foi proposta e implementada. A demonstração selecionada foi o Smart Jukebox, que exercita os aspectos distribuídos e a dinamicidade do sistema proposto. Este trabalho apresenta a visão do Swarm computacional e apresenta uma plataforma aplicável na prática. A evolução desta arquitetura pode ser a base de uma rede global, heterogênea e orgânica de redes de dispositivos computacionais alavancando a integração de sistemas cíber-físicos na núvem permitindo a cooperação de sistemas escaláveis e flexíveis, interoperando para alcançar objetivos comuns. / Computational swarms, consisting of integrating smart networked sensors and actuators into our connected world, enable an extension of the info-sphere into the physical world. We call this extended cyber-physical info-sphere as the Swarm. This work proposes a Swarm vision with computational devices cooperating dynamically and opportunistically, generating organic and heterogeneous networks. This thesis proposes the computational architecture of the Swarm Operating System Control Plane that is the distributed software layer, embedded in all Swarm devices, responsible for managing Swarm resources, defining actors, how to describe and use services and resources, how to advertise and discover them, how to do transactions, content adaptation and multi-agent cooperation. The design of the architecture started with the review of the Swarm characterization itself, revisiting term definitions and establishing a terminology to be used. Requirements and challenges were identified and an operational vision was designed. This operational vision has been exercised with use case scenarios. The architectural elements were extracted from this vision and organized into an architecture that was tested against use cases, generating architectural reviews. Each of the architectural elements generated a state of the art review. A proof of concept of the framework was implemented and a demonstration was proposed and implemented. The selected demostration was the Smart Jukebox that exercises the distributed aspect and the dynamicity of the system. This work presents the vision of the emerging computing Swarm and presents a suitable framework. The evolution of this architecture may be the basis of a global heterogeneous and organic computer network leveraging cyberphysical systems to the cloud, and allowing the emergence of scalable and flexible systems to interoperate to achieve common goals.

Os objetivos deste trabalho de mestrado consistem em determinar: (i) como modificar a arquitetura de referência de Internet das Coisas para identificar e priorizar as necessidades dos usuários em um determinado contexto; (ii) como transformar dados sociais subjetivos em uma medida objetiva de impacto social; (iii) como correlacionar informações sociais e dados digitais de forma a medir a satisfação dos usuários com os serviços de Internet das Coisas desenvolvidos; (iv) como validar o sistema total; e (v) se a arquitetura é reconfigurável e pode ser adotada e validada em diferentes casos de uso. O método de desenvolvimento começa de uma extensa investigação bibliográfica sobre projetos, arquiteturas e plataformas de Internet das Coisas desenvolvidas e em desenvolvimento, tecnologia social e teoria de grafos. É proposto um mapa conceitual que serve de base a todo o trabalho. A teoria de grafos fornece um conjunto de métricas que permite identificar as reais necessidades de usuários e comunidades e, então, especificar as aplicações e serviços de Internet das Coisas a serem desenvolvidos. ´E proposta uma função de fitness para avaliar a satisfação de requisitos de uma especificação. A validação do método é feita por meio de um estudo de caso. Para uma cidade hipotética são descritos os serviços educacionais, de saúde e de transporte disponíveis. É identificado o problema de oferecimento de serviços educacionais a comunidades distantes e a necessidade desses serviços se integrarem com as entidades culturais e de saúde. Com isso, ´e especificada a aplicação Aula Móvil. Essa aplicação é completamente descrita por meio dos modelos de domínio, de informação, funcional e de comunicação da arquitetura de referência IoT-A. Para o desenvolvimento do software, é feita uma descrição completa em UML: diagrama de classes e diagramas de sequência. Apesar de se ter adotado um estudo de caso simples, fica demonstrada a viabilidade de se integrar a avaliação de dados estatísticos sociais no ciclo de projeto de aplicações de Internet das Coisas. ´E mostrado também que as aplicações de Internet das Coisas geram impacto social a curto, médio e longo prazos. O método e arquitetura propostos neste trabalho são suficientemente genéricos para serem utilizados em outras aplicações relacionadas a uma cidade e também em outros domínios como os de M2M e da iniciativa Industry 4.0. / The objectives of this master thesis consist in determining: (i) how modify an IoT reference architecture to identify and prioritize end user\'s needs in a given context; (ii) how transform subjective social data in a objective measure of social impact; (iii) how correlate social data and digital data to measure the end users\' satisfaction with the developed IoT services; (iv) how validate the total system; and (v) if the architecture is reconfigurable and can be adopted and validated in di?erent use cases. The development method started with and extensive bibliographic research about IoT projects, architectures and platforms, already developed and under development, social technology and graphs theory. A conceptual map is proposed and is used as a basis for the entire work. The graphs theory provides a set of metrics that allow the identification of end users\' and communities\' needs and, then, to specify the IoT applications and services to be developed. A fitness function is proposed to evaluate the fulfillment of requirements of a specification. The whole method validation is made by means of a case study. To do so, the available educational, health and transport services of a hypothetical city are described. The problem of o?ering educational services to distant communities and the need to integrate such services to the cultural and health entities are identified. As a result, a Mobile Class application is specified. This application is completely described by the domain, informational, functional and communicational models of the IoT-A reference architecture. For the software development, a complete UML description is made: class diagrams and sequence diagrams. In spite of having adopted a simple case study, the feasibility of integrating the social statistical data evaluation in the design cycle of IoT applications is demonstrated. It is also shown that IoT applications generate social impact in the short, medium and large terms. The method and architecture proposed in this work are generic enough to be used in other applications related to a city as is other domains as M2M and from the Industry 4.0 Initiative.

Atualmente, os sistemas robóticos têm sido necessários para uma diversidade de novos produtos, como em robôs de serviço e em robôs para ambientes perigosos. Como consequência, um aumento da complexidade desses sistemas e observada, exigindo também atenção considerável para a qualidade e a produtividade. Vale destacar que a complexidade de parte desses sistemas decorre, parcial ou totalmente, da necessidade de se utilizar diversos robôs para compor a solução. Em outra perspectiva, arquiteturas de referência surgiram como um tipo especial de arquitetura de software que consegue agregar conhecimento de domínios específicos, facilitando o desenvolvimento, padronização e evolução de sistemas de software. Nessa perspectiva, arquiteturas de referência foram também propostas para o domínio de robótica e de têm sido consideradas como um elemento importante para o desenvolvimento de sistemas para esse domínio. No entanto, existe uma falta de arquiteturas de referência especializadas em sistemas multirrobóticos de serviço. Assim, a principal contribuição desse trabalho e o apoio ao desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço. Para isso, o principal resultado, aqui apresentado, e o estabelecimento da SiMuS, uma arquitetura de referência que agrega o conhecimento e a experiência de como organizar sistemas multirrobóticos de serviço, visando a escalabilidade, evolução e reuso. Para o estabelecimento dessa arquitetura, foi utilizado o ProSA-RA, um processo que sistematiza o projeto, representação e avaliação de arquiteturas de referência. Resultados alcançados por uma inspeção, por meio de checklist, e estudo de caso conduzidos evidenciam que a SiMuS e uma arquitetura de referência viável e reusável para o desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço / Currently, robotic systems have been more and more required for a diversity of new products, such as in service robots and in robots for dangerous environments. As a consequence, an increase in the complexity of these systems is observed, requiring also considerable attention to their quality and productivity. One of the main complexities faced by systems is the problem of control multiple robots to complete a task. In another perspective, reference architectures have emerged as a special type of software architecture that achieves well-recognized understanding of specific domains, facilitating the development, standardization, and evolution of software systems. In this perspective, reference architectures have also been proposed for the robotic domain and they have been considered an important element to the development of systems for that domain. However, there is a lack of reference architectures specialized in multi-robotic systems for service robots. Thus, the main contribution of this work is to support the development of multi-robotic for service robots. For that, the main result presented here is the establishment of SiMuS, a reference architecture that combines the knowledge and experience of how to organize multi-robotic systems for service robots, aiming at scalability, evolution and reuse. For establishing this architecture, was used the ProSA-RA, a process that systematizes the design, representation and evaluation of reference architectures. Results achieved by a checklist inspection and case study conduction, show that the SiMuS is a viable and reusable reference architecture for developing multi-robotic systems service robots

Computational Swarms (enxames computacionais), consistindo da integração de sensores e atuadores inteligentes no nosso mundo conectado, possibilitam uma extensão da info-esfera no mundo físico. Nós chamamos esta info-esfera extendida, cíber-física, de Swarm. Este trabalho propõe uma visão de Swarm onde dispositivos computacionais cooperam dinâmica e oportunisticamente, gerando redes orgânicas e heterogêneas. A tese apresenta uma arquitetura computacional do Plano de Controle do Sistema Operacional do Swarm, que é uma camada de software distribuída embarcada em todos os dispositivos que fazem parte do Swarm, responsável por gerenciar recursos, definindo atores, como descrever e utilizar serviços e recursos (como divulgá-los e descobrí-los, como realizar transações, adaptações de conteúdos e cooperação multiagentes). O projeto da arquitetura foi iniciado com uma revisão da caracterização do conceito de Swarm, revisitando a definição de termos e estabelecendo uma terminologia para ser utilizada. Requisitos e desafios foram identificados e uma visão operacional foi proposta. Esta visão operacional foi exercitada com casos de uso e os elementos arquiteturais foram extraídos dela e organizados em uma arquitetura. A arquitetura foi testada com os casos de uso, gerando revisões do sistema. Cada um dos elementos arquiteturais requereram revisões do estado da arte. Uma prova de conceito do Plano de Controle foi implementada e uma demonstração foi proposta e implementada. A demonstração selecionada foi o Smart Jukebox, que exercita os aspectos distribuídos e a dinamicidade do sistema proposto. Este trabalho apresenta a visão do Swarm computacional e apresenta uma plataforma aplicável na prática. A evolução desta arquitetura pode ser a base de uma rede global, heterogênea e orgânica de redes de dispositivos computacionais alavancando a integração de sistemas cíber-físicos na núvem permitindo a cooperação de sistemas escaláveis e flexíveis, interoperando para alcançar objetivos comuns. / Computational swarms, consisting of integrating smart networked sensors and actuators into our connected world, enable an extension of the info-sphere into the physical world. We call this extended cyber-physical info-sphere as the Swarm. This work proposes a Swarm vision with computational devices cooperating dynamically and opportunistically, generating organic and heterogeneous networks. This thesis proposes the computational architecture of the Swarm Operating System Control Plane that is the distributed software layer, embedded in all Swarm devices, responsible for managing Swarm resources, defining actors, how to describe and use services and resources, how to advertise and discover them, how to do transactions, content adaptation and multi-agent cooperation. The design of the architecture started with the review of the Swarm characterization itself, revisiting term definitions and establishing a terminology to be used. Requirements and challenges were identified and an operational vision was designed. This operational vision has been exercised with use case scenarios. The architectural elements were extracted from this vision and organized into an architecture that was tested against use cases, generating architectural reviews. Each of the architectural elements generated a state of the art review. A proof of concept of the framework was implemented and a demonstration was proposed and implemented. The selected demostration was the Smart Jukebox that exercises the distributed aspect and the dynamicity of the system. This work presents the vision of the emerging computing Swarm and presents a suitable framework. The evolution of this architecture may be the basis of a global heterogeneous and organic computer network leveraging cyberphysical systems to the cloud, and allowing the emergence of scalable and flexible systems to interoperate to achieve common goals.

O presente documento tem por objetivo apresentar a dissertação desenvolvida no Programa de Mestrado em Ciência da Computação e Matemática Computacional do ICMC/USP. A presente pesquisa busca avançar o estado da arte considerando um conceito chamado arquitetura base que integra Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) com uma plataforma web, no contexto de arquitetura de software, determina uma arquitetura inicial que se adapta as exigências de cada área. Os estudos também avançam na apresentação de uma plataforma web integrando vários VANTs e agregando diferentes módulos com variações que satisfaça a necessidade para diferentes áreas de aplicações. Com frequência os VANTs são utilizados por inúmeras áreas, como agricultura, segurança, monitoramento ambiental, coleta de dados, cidades inteligentes, entre outras, seja para visualizar imagens, vídeos ou informações de voos e é de extrema importância que essas informações estejam além de acessível bem organizadas. Muitos trabalhos são encontrados na literatura sobre VANT, mas poucos tratam o problema de acesso a informações de voos. Neste trabalho é abordado uma arquitetura de software base para a comunicação e recuperação de informações de VANTs. Para isso, a arquitetura base propõem coletar e processar diferentes informações, ou seja como cada VANT tem suas semelhanças e compartilham estruturas comuns, neste cenário, explorando estas similaridades, é proposto esta arquitetura base. Para validar esta hipótese foi realizado um estudo de caso em duas fazendas com cultivos de mangas, com a finalidade de integrar o VANT, a estação base, a estação local e a estação web, podendo recuperar informações. A principal contribuição do trabalho é o auxílio no desenvolvimento da pesquisa na área de VANTs, além de ter também um ambiente que possa ser utilizado em larga escala por diversos pilotos de VANTs para armazenamento de dados dos voos, parte destes dados ficariam em domínio público e outra parte ficaria disponível apenas ao proprietário do VANT. / This paper aims to present the dissertation developed in the Masters Program in Computer Science and Computational Mathematics of the ICMC / USP. The present research seeks to advance state of the art considering a concept called base architecture that integrates Unmanned Aerial Vehicles (UAV) with a platform in the context of software architecture determines an initial architecture that adapts the requirements of each area. The studies also advance in the presentation of a web platform integrating several UAVs and adding different modules with variations that satisfy the need for different areas of applications. Often the UAVs are used by numerous areas such as agriculture, security, environmental monitoring, data collection, smart cities, among others, whether to view images, videos or flight information and it is of the utmost importance that this information is beyond reach well organized. Many papers are found in the UAV literature, but few address the problem of access to flight information. In this work, a base software architecture for the communication and flight information of UAVs is addressed. For this, the base architecture proposes to collect and process different information, that is how each UAV has its similarities and share common structures, in this scenario, exploring these similarities, this base architecture is proposed. To validate this hypothesis, a case study was carried out on two farms with mango crops, in order to integrate the UAV, the base station, the local station and the web station, and can retrieve flight information. The main contribution of the work is the aid in the development of research in the area of UAVs, in addition to having an environment that can be used in large scale by several pilots of UAVs to store flight data, part of this data would be in the public domain and another part would be available only to the UAV owner.

[pt] Atualmente, podemos observar uma clara tendência na direção de sistemas cada vez maiores e mais complexos quanto às suas partes e formas de interconexão. Num cenário como este, torna-se imperativa a preocupação com a modelagem da estrutura, organização geral e formas de interação presentes nesses sistemas, assim como com as garantias de que certos requisitos críticos sejam atendidos. O contexto de nosso trabalho engloba disciplinas de Engenharia de Software, como Arquitetura de Software e Técnicas de Modelagem, e disciplinas mais formais como Verificação de Modelos, Lógicas Modais e Álgebras de Processos. Nosso trabalho tem inspirações nestas disciplinas mas apresenta, de fato, um cunho metodológico, localizando-se nas fronteiras da ES com Métodos Formais, onde buscamos investigar e estabelecer uma forma sistemática para utilização efetiva de métodos formais logo nas etapas iniciais do desenvo lvimento. Mais especificamente, mostramos como é possível, a partir de modelos baseados em abstrações arquiteturais, obter-se sistematicamente um modelo formal sobre o qual possamos realizar certos tipos de análise comportamental. Nossa proposta inclui um sistema notacional básico para expressar modelos arquiteturais, junto com sua semântica formal, e um protótipo construído para dar suporte a tarefas de especificação e análise formal orientadas por abstrações arquiteturais. Com isto, pretendemos abordar alguns dos aspectos essenciais de uma metodologia de desenvolvimento que integre ferramentas e técnicas formais na etapa de modelagem arquitetural. / [en] There is a trend nowadays towards bigger and more complex systems concerning their parts and interconnectivity. In such scenario, modeling structure, overall organization and interaction have become a main concern, as well as fulfillment of mission critical requirements. The scope of our work encompasses Software Engineering related subjects such as Software Architecture, Modeling Techniques and more formal disciplines like Model Checking, Modal Logics and Process Algebra. Although inspired by such techniques, there is, indeed a methodological orientation in our work, traversing the boundaries of Software Engineering with Formal Methods, through which we seek to investigate and establish a systematic way for the effective utilization of formal methods in the first steps of software development. Still, more specifically, we show how it is possible, starting from models based on architectural abstractions, to systematically produce a formal model upon which we can execute certain forms of behavior analysis. Our proposal includes a basic notational system to express architectural models along with their formal semantics and a prototype built to support specification and formal analysis tasks oriented by architectural abstractions. With this, we intend to stress some essential aspects of a development methodology which aims to integrate tools and formal techniques to software modeling.

Aspect Oriented Programming has been proposed in order to handle crosscutting concerns in an ecient manner. Initial proposals in this area have been applied to the source code. Subsequently, aspects were considered to be implemented in other phases of software development such as Requirements Engineering and Software Architecture. There are several advantages in identifying aspects at the requirements level and architecture level such as detecting conicts of interest, improving the requirements modularity, reducing costs of software maintenance and preserving the notion of aspects in software development process ensuring traceability. Therefore, the purpose of this work is to develop a model to represent aspects at the requirements level and the architecture level. The requirements model denes the activities of identication of aspect requirements, both functional and non-functional, separation and composition of aspect requirements and identication of conict between aspect requirements. Since dierent stakeholders need to view the system from dierent perspectives, the architecture model allows to represent dierent views considering the representation with aspects. The proposed views are structural, use case + requirements and development. Compared to other analysed approaches, the proposed models in this work represent important characteristics that others models do not represent, such as maintaining traceability of aspects between requirements and the architecture level. In order to represent the models, extensions to the SysML modeling language were proposed. / A Programação Orientada a Aspectos foi proposta com o objetivo de manipular interesses transversais de uma maneira eciente. Propostas iniciais nesta área foram aplicadas no código fonte. Posteriormente, aspectos foram considerados para serem aplicados em outras fases do desenvolvimento de software tais como Engenharia de Requisitos e Arquitetura de Software. Há várias vantagens em identicar aspectos no nível de requisitos e no nível arquitetural, tais como detectar inicialmente conitos de interesses, melhorar a modularidade dos requisitos, reduzir custos de manutenção de software e preservar a noção de aspectos no processo de desenvolvimento de software garantindo rastreabilidade. Portanto, o propósito desse trabalho é desenvolver um modelo para representar aspectos no nível de requisitos e no nível arquitetural. O modelo de requisitos dene as atividades de identicação de requisitos aspectuais tanto de origem funcional quanto não-funcional, separação e composição de requisitos e requisitos aspectuais e identicação de conitos entre requisitos aspectuais. Uma vez que diferentes stakeholders necessitam visualizar o sistema a partir de diferentes perspectivas, o modelo de arquitetura permite representar diferentes visões considerando a representação com aspectos. As visões propostas são a estrutural, a de casos de uso + requisitos, e a de desenvolvimento. Em comparação com outras abordagens analisadas, os modelos propostos nesse trabalho cobrem importantes características que os outros modelos não cobrem, como por exemplo, manter a rastreabilidade de aspectos entre os níveis de requisitos e de arquitetura. Para representar os modelos, extensões da linguagem de modelagem SysML foram propostas. / Mestre em Ciência da Computação

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabioAGS_DISSERT.pdf: 1631308 bytes, checksum: cb5c8aa720129c7e7b32a24acd2a4b2c (MD5) Previous issue date: 2013-07-30 / The importance of non-functional requirements for computer systems is increasing. Satisfying these requirements requires special attention to the software architecture, since an unsuitable architecture introduces greater complexity in addition to the intrinsic complexity of the system. Some studies have shown that, despite requirements engineering and software architecture activities act on different aspects of development, they must be performed iteratively and intertwined to produce satisfactory software systems. The STREAM process presents a systematic approach to reduce the gap between requirements and architecture development, emphasizing the functional requirements, but using the non-functional requirements in an ad hoc way. However, non-functional requirements typically influence the system as a whole. Thus, the STREAM uses Architectural Patterns to refine the software architecture. These patterns are chosen by using non-functional requirements in an ad hoc way. This master thesis presents a process to improve STREAM in making the choice of architectural patterns systematic by using non-functional requirements, in order to guide the refinement of a software architecture / Cada vez mais os sistemas computacionais precisam satisfazer requisitos n?ofuncionais. No entanto a satisfa??o destes requisitos exige uma aten??o especial j? que s?o requisitos que devem ser levados em considera??o pelas arquiteturas de software que representam esses sistemas. Uma arquitetura de software inadequada introduz uma complexidade maior, al?m da complexidade intr?nseca do sistema. Al?m disso, estudos mostram que apesar das atividades de engenharia de requisitos e de arquitetura de software atuarem em diferentes aspectos do desenvolvimento, ? preciso execut?- las de forma iterativa e entrela?ada para produzir sistemas computacionais satisfat?rios. Com o objetivo de diminuir a lacuna existente entre requisitos de software e o desenvolvimento de uma arquitetura de software que reflita esses requisitos, foi proposto o processo STREAM (Strategy for Transition between REquirements models and Architectural Models). O STREAM consiste de uma abordagem sistem?tica que enfatiza os requisitos funcionais, sendo os n?o-funcionais usados de forma ad hoc. Entretanto, os requisitos n?o-funcionais normalmente impactam o sistema como um todo. Assim, a maneira proposta pelo STREAM para fazer com que a arquitetura de software desenvolvida reflita os Requisitos N?o-Funcionais elicitados no modelo de requisitos ? atrav?s do refinamento da arquitetura usando padr?es arquiteturais escolhidos com base nos requisitos n?o-funcionais. No STREAM a escolha desses padr?es ? realizada de forma ad hoc. Com o objetivo de sistematizar a forma de escolha dos padr?es arquiteturais, esta disserta??o prop?e um processo para sistematizar a escolha desses padr?es, a partir de requisitos n?o-funcionais racionalizados, que ser?o usados para refinar arquitetura de software

[pt] Estudos recentes mostram que os sistemas são desenvolvidos por pelo menos quatro linguagens. Ao utilizar estas linguagens, boas práticas de desenvolvimento também são diferentes. Estes aspectos de heterogeneidade dificultam a concepção de soluções que apoiem desenvolvedores na construção de sistema multilinguagem com qualidade. Em particular, diversas abordagens têm surgido nos últimos anos com o objetivo de auxiliar os analistas nas tarefas de compreensão e manutenção desses sistemas. Porém, ainda existe uma carência de abordagens com foco na detecção de anomalias de código em sistemas multilinguagem. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é oferecer suporte a identificação de sintomas de degradação arquitetural através do uso de estratégias baseadas em métricas em sistemas multilinguagem. / [en] Recent studies show that the systems are designed with at least four languages. Using these languages, best practices to development are also different. These aspects of heterogeneity make it difficult to design solutions that support developers activities on developing of multi-language system with quality. In particular, several approaches have emerged with the aim to assist analysts in comprehension and maintaining systems. However, there is still a lack of approaches focused on detection of code anomaly on multi-language systems. Thus, the aim of this work is to support the identification of symptoms of architectural degradation through the use of metrics-based strategies on multi-language systems.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-07T18:35:53Z No. of bitstreams: 1 JOÃO ARTHUR BRUNET MONTEIRO - TESE PPGCC 2014..pdf: 21469240 bytes, checksum: 4f74671ebb2128d0de8efc9a34c7ffeb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO ARTHUR BRUNET MONTEIRO - TESE PPGCC 2014..pdf: 21469240 bytes, checksum: 4f74671ebb2128d0de8efc9a34c7ffeb (MD5) Previous issue date: 2014-07-11 / Erosão arquitetural é o processo de degradação da estrutura do software à medida em que se dá a sua evolução. Embora alguns trabalhos nessa área tenham apresentado exemplos de desvio entre a arquitetura planejada e a implementação do software em um momento específico do seu ciclo de vida, pouco se sabe a respeito dessa relação sob uma perspectiva evolutiva, isto é, como se dá esse distanciamento à medida em que o software evolui. Além disso, as abordagens propostas para verificação de conformidade apontam que o número de violações arquiteturais é tipicamente alto. No entanto, não há conhecimento a respeito da relevância dessas violações arquiteturais e como os desenvolvedores lidam com o problema durante o desenvolvimento do software. Esta tese apresenta três estudos empíricos cujo objetivo é aumentar o conhecimento sobre erosão arquitetural e como os desenvolvedores lidam com violações arquiteturais. Como resultado, em um primeiro estudo com quatro sistemas open source, foi possível demonstrar empiricamente o processo de erosão arquitetural em uma perspectiva evolutiva, além de demonstrar que poucas entidades de design são responsáveis pela maioria das violações arquiteturais. Além disso, através de uma análise quantitativa e qualitativa em 3 sistemas (Eclipse, BeeFS e epol), realizou-se i) uma caracterização de regras arquiteturais, ii) um estudo sobre a relevância das violações arquiteturais nesses sistemas e, iii) uma caracterização dos motivos que levam os desenvolvedores a cometerem violações arquiteturais. Por fim. com o intuito de entender a comunicação sobre aspectos de design/arquitetura em projetos open source, através da análise de dados de 77 sistemas, foi identificado que 25% das discussões em projetos mencionam algum aspecto de design e que poucos desenvolvedores contribuem para um espectro amplo de discussões. Esses poucos desenvolvedores são os que mais contribuem para o código projeto, isto é, há uma forte correlação entre commits e a quantidade de discussões que um desenvolvedor participa. / Architectural erosion is the progressive lack of software structure over time. Previous studies on this subject concentrate on presenting conformance checking techniques and tools, and how effective they are in a single version of systems under analysis. However, fitere are still open research questions regarding the evolutionär)' nature of architectural violations. Besides that, little is known about the relevance of architectural violations and their impact on software development activities. This thesis describes three empirical studies performed to expand the current knowledge about architectural erosion phenomenon and how developers deal with architectural violations. As a result, in a first exploratory study with four open source systems, besides providing empirical data that shows the architectural erosion phenomenon in an evolutionary perspective, it is also demonstrated that few entities are responsible for the majority of architectural violations. Besides that, through quantitative and qualitative analysis in three systems (Eclipse. BeeFS and epol). this thesis presents: ij a characterization of architectural rules used in practice, ii) a study on the relevance of architectural violations of such systems, and iii) a characterization of the causes of architectural violations. At last, to provide knowledge on how developers conduct discussions about design/architectural aspects, this thesis presents an analysis on 77 open source systems which shows that on average 25% of the discussions in a project mention some design aspect and that very few developers contribute to a broader range of design discussions.