A busca por mecanismos que propiciem a construção de sistemas de software com qualidade e rapidez é uma constante dentro do seu processo de desenvolvimento. Métodos de produção de sistemas que norteiem os desenvolvedores têm sido propostos para que esta qualidade possa fazer parte dos produtos gerados pela indústria de software. Ferramentas e técnicas de programação são disponibilizadas para que se atinjam, com maior precisão, os fatores de qualidade que um software deva ter. Atualmente, as metodologias ágeis têm alcançado lugar de destaque e obtido uma aceitação entre os desenvolvedores. Dentre as diferentes metodologias ágeis, a Programação Extrema (XP) vem alcançando uma maior parte deste público. Paralelamente, técnicas de programação têm emergido para aumentar a qualidade e eficiência e elevar a manutenibilidade dos softwares desenvolvidos. A Programação Orientada a Aspectos (POA) entra neste cenário como uma evolução natural da Orientação a Objetos, a fim de resolver algumas falhas diagnosticadas nesta abordagem, melhorando a qualidade do software produzido. Esta pesquisa propiciou a exploração de práticas de projeto, de software aplicando em conjunto conceitos de desenvolvimento ágil, utilizando a metodologia de Programação Extrema (XP) e Programação Orientada a Aspectos (POA). Este trabalho proporcionou também a verificação de uma relação entre XP e POA e a identificação dos principais benefícios e dificuldades encontradas a partir da união das duas. Nele, observou-se que sua utilização conjunta é aplicável e que elas contribuem mutuamente para a melhoria uma da outra. Para isto, foi produzido um estudo de caso que gerou uma aplicação web, utilizando a linguagem de programação PHP, que não é comumente citada em exemplos de XP e POA, mas por outro lado está presente em muitos portais da web, gerando um exemplo real de desenvolvimento de testes de unidade e construção de aspectos em PHP. Ao final desta investigação, pôde-se concluir que as duas técnicas aplicadas em conjunto propiciam redução de tempo, custo e complexidade no desenvolvimento de sistemas de software sem, entretanto, comprometer sua qualidade.

Em sistemas grandes e complexos, a necessidade de formalizar a atividade de testes tende a crescer. Fazendo-se uso da ADL (Architectural Description Language), pode-se obter uma descrição de alto nível do software que pode originar um conjunto alternativo de informações para teste. Neste trabalho, apresenta-se uma proposta para organizar a atividade de teste a partir da descrição arquitetural por meio de um mapeamento entre ADL Wright e diagrama de estados da UML. Neste sentido, desenvolveu-se uma ferramenta, chamada WC2UML, que implementa tal mapeamento e permite a sua visualização gráfica. Ao final, com base em métodos da literatura, é possível gerar sequências de testes a partir dos diagramas obtidos.

Os avanços tecnológicos na eletrônica e no software têm sido rapidamente assimilados pelos sistemas computacionais demandando novas abordagens para a engenharia de sistemas e de software prover produtos confiáveis, sob critérios bem estabelecidos de qualidade. Dentro deste contexto, o processo de elicitação de requisitos tem um papel estratégico no desenvolvimento de projetos. Problemas na atividade de elicitação contribuem para produzir requisitos pobres, inadequados ou mesmo inexistentes que podem causar a perda de uma missão, desastres materiais e financeiros, a extinção prematura de um projeto ou promover uma crise organizacional. Esta tese apresenta o processo de elicitação de metas de dependabilidade, chamado ELICERE, aplicado em sistemas computacionais críticos, que se fundamenta nas técnicas de engenharia de requisitos orientada a metas, chamada i*, e nas técnicas de engenharia de segurança HAZOP e FMEA, que identificam e analisam perigos operacionais de um sistema. Depois de criar os modelos do sistema usando os diagramas i*, eles são analisados através de palavras-guia baseadas no HAZOP e FMEA, de onde as metas relacionadas à dependabilidade são extraídas. Através desta abordagem interdisciplinar, ELICERE promove a identificação de metas, que atendam aos requisitos de qualidade, relativos à dependabilidade, para sistemas computacionais críticos ainda na fase de concepção de um projeto. A abordagem do estudo de caso é baseada em um estudo qualitativo e descritivo de um caso único, usando o projeto de um foguete lançador hipotético, chamado V-ALFA. A aplicação do ELICERE neste projeto espacial teve a intenção de aperfeiçoar as atividades de engenharia de requisitos do sistema computacional do Veículo Lançador de Satélites Brasileiro, e também como forma de explicar como o processo ELICERE funciona. / The technological advances in electronic and software have been rapidly assimilated by computer systems, demanding new approaches for software and system engineering to provide reliable products, under well-known quality criteria. In this context, requirements engineering has a strategic role in project development. Problems in the elicitation activity contribute to producing poor, inadequate or even non-existent requirements that can cause mission losses, material or financial disasters, premature project termination or promote an organizational crisis. This thesis introduces the dependability goals elicitation process, called ELICERE, applied to critical computer systems based on a goal-oriented requirement engineering technique, called i*, and the safety engineering techniques HAZOP and FMEA, which will be applied for the identification and analysis of operational risks of a system. After creating the system models using i* diagrams, they are analyzed through guidewords based on HAZOP and FMEA, from which goals related to dependability are extracted. Through this interdisciplinary approach, ELICERE promotes the identification of goals that meet the quality requirements, related to dependability for critical systems, still in the project conception phase. The case study approach is based on a qualitative and descriptive single-case, using a computer system project of a hypothetical launching rocket, called V-ALFA. The ELICERE application in this space project intends to improve the requirement engineering activities in the computer system of the Brazilian Satellite Launch Vehicle, and also a way to explain how the ELICERE process works.

A atividade de teste de software é realizada visando assegurar a maior qualidade possível nos produtos de software. Quando novos paradigmas de Engenharia de Software surgem, faz-se necessário realizar investigações para verificar a reusabilidade dos métodos, técnicas, estratégias e ferramentas de teste no novo paradigma. Como um dos mais novos paradigmas de Engenharia de Software, a Orientação a Aspectos (OA) evidencia ainda mais que novos estudos e experimentos devem ser cuidadosamente conduzidos para se determinar quais são as melhores técnicas de teste aplicáveis à esta nova forma de desenvolvimento. A inserção de aspectos em programas orientados a objetos pode modificar não apenas a estrutura do programa, como também a interação entre seus componentes. As funcionalidades principais do programa podem ser combinadas com as funcionalidades auxiliares providas pelos aspectos, onde estas, por sua vez, podem ainda ser combinadas entre si. Assim, o foco principal deste trabalho recai no conceito de composição de aspectos e suas conseqüentes interações, características essas causadoras do surgimento de diferentes tipos de defeitos em programas orientados a aspectos. Dessa forma, a principal contribuição desta pesquisa consiste na concepção e no desenvolvimento de um método para teste de estados em software orientado a aspectos, denominado METEORA, que propicia o teste de interações classe-aspecto e aspecto-aspecto. Para tornar possível sua aplicação, um modelo de representação dinâmica de comportamento, uma estratégia de derivação de seqüências de teste e um protótipo de ferramenta de apoio a essa atividade foram também desenvolvidos. Além de uma fundamentação teórica e de um levantamento sobre os principais trabalhos relacionados existentes, esta pesquisa apresenta a aplicação do METEORA em três experimentos em dois Estudos de Caso distintos, buscando mostrar a sua exeqüibilidade, acompanhada por análises e discussões dos principais resultados obtidos.

A abordagem de safety na aviação civil, por ser fortemente baseada na falha de componentes como principal causa de acidentes, influenciou a maneira como se desenvolve e certifica o software embarcado. Várias autoridades certificadoras reconhecem a norma RTCA/DO-178B como meio aceitável para certificação de software crítico embarcado na aviação civil. Nela, o software é visto como um item do componente e deve ter um nível de integridade compatível com sua função desempenhada nesse componente. Essa integridade se traduz em grau de cuidado no desenvolvimento e rigor de testes do software, ou seja, safety é endereçado de forma indireta, pois falhas de software que têm potencial de afetar safety não são explicitamente identificadas e tratadas. Essa abordagem indireta tem sido questionada e o uso de novas tecnologias no desenvolvimento de software tem exposto suas limitações. Paralelamente, a engenharia de safety amadureceu e diversas técnicas foram desenvolvidas para avaliação de safety da aeronave e seus sistemas. Esse trabalho tem como objetivo adicionar a abordagem direta de safety de software na prática corrente de desenvolvimento e certificação de software crítico embarcado em aeronaves civis. Uma abordagem direta de safety de software é capaz de complementar a prática corrente, minimizando as dificuldades que o uso de novas tecnologias tem introduzido no processo de certificação. É apresentada a prática corrente dentro do contexto de desenvolvimento e certificação da aeronave e seus sistemas, e algumas das novas tecnologias e seus impactos. Em seguida, é introduzido o modelo que adicionada abordagem direta de safety de software. Finalizando, são identificados os benefícios desse modelo em relação às novas tecnologias apresentadas, e feita descrição de casos reais e de trabalhos da comunidade da aviação civil e acadêmica para fornecer evidências que dão suporte ao modelo apresentado.

A Orientação a Aspectos - OA constitui um dos mais recentes paradigmas, capaz de reduzir ainda mais a complexidade do desenvolvimento de software, e trouxe novos desafios para a comunidade científica e tecnológica de Engenharia de Software. Um desses desafios chamado Aspectos Iniciais - AI baseia-se na falta de uma sistemática apropriada para auxiliar profissionais na realização das atividades de identificação e definição de Aspectos, o mais cedo possível, nos processos de desenvolvimento de software. A principal contribuição deste trabalho de pesquisa consiste na elaboração de um Método para Identificação e Definição de Aspectos Iniciais denominado - MIDAI, visando o aumento da eficiência e a eficácia e a redução dos riscos e recursos envolvidos na aplicação do paradigma da OA. Além de uma pesquisa bibliográfica, de um levantamento dos principais trabalhos existentes sobre Aspectos Iniciais - AI e do desenvolvimento do "MIDAI", este trabalho apresenta também um estudo de caso, em termos de experimento científico, para a verificação da eficiência e eficácia da aplicação prática do novo método, juntamente com uma análise e discussão dos principais resultados obtidos.

A evolução científica e tecnológica, nos últimos anos, nas áreas relacionadas com a tecnologia da informação, vem ampliando, de forma cada vez mais rápida, o acesso ao conhecimento. O Setor Educacional, um dos que mais tem incentivado esta evolução, vem facilitando essa disseminação nas Universidades, em regime presencial e não presencial, através da Educação a Distância (EAD), pelos Sistemas de Gerenciamento de Aprendizado (SGA). Os SGAs vêm propiciando a evolução pedagógica dos cursos oferecidos no sistema de EAD, através de funcionalidades tais como: objetos de ensino e aprendizagem, planos de aula, avaliações, listas de discussão e até laboratórios virtuais. Entretanto, novas necessidades educacionais vêm apontando para o aumento da dinâmica e flexibilidade dos SGAs. A estrutura dos SGAs tradicionais não vem suportando uma maior flexibilidade, porque suas arquiteturas ainda são monolíticas e suas funcionalidades entrelaçadas. Com o objetivo de analisar as funcionalidades entrelaçadas que dificultam a evolução dos SGAs, esta dissertação apresenta uma análise investigativa da estrutura dos SGAs utilizando Orientação a Aspecto, através das características de qualidade de software descritas pela norma ISO 9126-1.

Atualmente os Testes de Segurança de Software não levam em conta os aspectos arquiteturais do sistema, ignoram a inteligência do atacante e não capturam as vulnerabilidades de segurança adequadamente. Esses problemas resultam na pobreza da qualidade final do software, padronização inadequada, atrasos de tempo para chegar ao mercado e aumento considerável nos custos de desenvolvimento. Como resposta a tais problemas foi desenvolvido um modelo de processos para Testes de Segurança. A motivação para o modelo é permitir que os Testes de Segurança sejam baseados nos riscos levantados, facilitando o pleno gerenciamento dos mesmos por todo o ciclo de vida do software. A utilização de uma abordagem baseada em riscos permite a identificação de prioridades nas atividades de testes e com isso um uso mais eficiente de recursos humanos e materiais.

The impressive technological evolution observed in the last years has as its main engine the computer. Among many possible applications for this notable machine, the Embedded Computer Systems (ECS) are of great relevance. The number of critical ECS, i.e., whose failure results in catastrophic consequences in terms of human or material lost, also grows dramatically, and opens a new horizon of hazards. Hence, studies in the field of critical ECS become more important. Among the strategies for the development of such systems, this work will deal with fault tolerance. More specifically, software techniques for detection of faults that arise due to external factors of software design errors will be studied. Such techniques are named assertions. It will be proposed an activities workflow that considers the process of software development for a critical ECS based on system models. This approach, called model-based design, is a tendency in the embedded software world, because it brings many benefits, such as reduction of development time, ease of understading and maintaining the design and high degree of reuse. A hypothetical system will be developed according to this approach and different assertions types will be tested and compared. The quality of the assertion set will be measured through a set of metrics, and fault injection at the model level will be applied for this evaluation.

O teste de software é uma atividade essencial para verificação da qualidade do produto. A grande dificuldade, porém, é a impossibilidade de se testar todos os estados que o software pode assumir, tornando-se necessário desenvolver heurísticas para atividade de teste, de forma que seja testado um subconjunto dos estados tomado como representativo. Para isto, deve-se saber avaliar o quão aceitável está o conjunto de testes. Os critérios de adequação de teste estabelecem um conjunto mínimo de regras que devem ser satisfeitas pelo conjunto de teste, de forma a analisar sua adequação, ou sua necessidade de refinamento. Dentre os critérios de adequação de teste, serão abordados neste trabalho o MC/DC (Modified Condition / Decision Coverage) e o Teste de Mutação, fazendo-se uma comparação entre ambos através da propriedade de inclusão. Pretende-se demonstrar que o Teste de Mutação, com o projeto de alguns operadores de mutação específicos, é capaz de incluir o MC/DC. A discussão é trazida para o nível dos requisitos sob a forma de modelos, que antecipa a utilização dos critérios para uma etapa anterior à geração de código no desenvolvimento de software. Será desenvolvido um algoritmo gerador de mutantes em modelos gerados na ferramenta SCADE de tal forma que ao matarem-se todos os modelos mutantes, automaticamente o MC/DC no modelo original será satisfeito.