Esse trabalho define K-Aspects (Knowledge Aspects), uma abordagem para a implementação de Sistemas de Conhecimento (SC) em linguagens orientadas a objetos usando o paradigma orientado a aspectos (OA) e anotações de metadados. Essa abordagem define uma forte correspondência entre o Modelo de Conhecimento (MC) e sua implementação no paradigma da orientação a objetos (OO). K-Aspects fornece um conjunto de anotações documentacionais para facilitar a leitura da associação entre o modelo de implementação e o modelo conceitual do conhecimento; um conjunto de anotações para facilitar a separação de interesses na implementação do SC usando OA; um conjunto de bibliotecas para realizar a interpretação das anotações e sua execução em aspectos; e uma ferramenta para geração de documentação do MC a partir das anotações no código. A abordagem busca atender tanto os engenheiros de conhecimento quanto os engenheiros de desenvolvimento em projetos de SC. Os engenheiros de conhecimento tem ao seu alcance um modo adequado para elaborar a especificação do MC que resulta em uma especificação em uma linguagem orientada a objetos, permitindo aos engenheiros de desenvolvimento implementarem o sistema preservando a estrutura do modelo conceitual e mantendo clara distinção entre os requisitos associados ao MC dos demais requisitos. K-Annotations adicionam recursos de OA ao modelo conceitual do conhecimento OO, oferecendo facilidades de tratamento separado de diversas funcionalidades transversais de um SC, através do particionamento do sistema em aspectos que implementam funcionalidades específicas, ativadas através das anotações inseridas no componente do modelo conceitual. Anotações distinguem, clara e visualmente, no código, os elementos do MC em relação ao restante do código do programa, facilitando a leitura do código pelos engenheiros de conhecimento. A função principal das anotações é prover as informações necessárias para a interpretação dos elementos de conhecimento durante a execução do programa. Anotações identificam as funcionalidades transversais relativas aos construtos do modelo e são gerenciadas pela biblioteca de aspectos. A abordagem foi validada re-escrevendo com o uso de K-Annotations um sistema de conhecimento no domínio da análise da qualidade de reservatórios de petróleo. O modelo desse sistema representa uma ontologia de domínio sobre o qual métodos de solução de problemas para interpretação e classificação de rochas são aplicados. A análise dos resultados identificou um conjunto de vantagens no uso de K-Aspects, como distinção clara entre a implementação do MC e a implementação dos demais requisitos, suporte nativo aos construtos providos no modelo de conhecimento e alto grau de rastreabilidade entre o modelo e sua implementação. Além disso, provê redução de tarefas repetitivas de implementação e redução da dispersão de código a partir da geração automática de código. As bibliotecas de aspectos garantem o encapsulamento de inferências e tarefas. As bibliotecas tratam os construtos do modelo para garantir a reutilização em diferentes projetos de SCs. / This work defines K-Aspects (Knowledge Aspects), an approach for implementing Knowledge Systems (KS) with object-oriented languages using the aspect-oriented paradigm (AO) and metadata annotations. This approach defines a strong link between the knowledge model (KM) and its implementation in the object-oriented paradigm (OO). K-Aspects provides a set of documentational annotations to make the association between the implementation model and the knowledge conceptual model easier to read; a set of annotations to enable the separation of concerns, using aspect orientation, of the implementation of the different requirements of the knowledge system; a set of libraries to perform the interpretation and execution as aspects of annotations; and a tool for documentation generation of the KM extracted from the annotations on the code. The approach aims to support both knowledge engineers and development engineers in KS projects, by providing to the knowledge engineers a well-defined way to elaborate the KS specification, which results in a specification presented in an object oriented language, making it easily understandable and extensible by development engineers that can thus implement the knowledge system preserving its conceptual knowledge structure and keeping a clear distinction of the requirements associated to the KM from the other requirements. K-Annotations add aspect oriented resources to the OO conceptual knowledge model, providing features to manage separately the multiple crosscutting concerns of a KS, partitioning the system in aspects that implement specific features, activated by annotations inserted in the knowledge conceptual model. Annotations distinguish, clearly and visually, within the code, KM elements from the rest of the code, making easier the code reading by the knowledge engineers. The most important function of the annotations is to provide information necessary for interpreting knowledge elements during runtime. Annotations identify several crosscutting concerns related to the model constructs. Annotations are managed and executed by the aspect libraries. This approach was validated by re-coding, using K-Annotations, a complex commercial KS on the domain of oil reservoir quality analysis. The model of this system represents a domain ontology on which problem-resolving methods for rock interpretation and classification are performed. The analysis of the results identified several advantages of using K-Aspects as: a clear distinction of the KM implementation among other requirements; native support for knowledge model constructs; and high traceability between the knowledge conceptual model and its implementation. Moreover, the use of K-Aspects reduces repetitive implementation tasks and code dispersion because of the automatic code generation. The provided aspect libraries enable the encapsulation of inferences and the execution of several tasks. The libraries manage the constructs of the model thus providing reusability among multiple KS projects.

Diversos estudos têm sido realizados com o objetivo de definir estruturas para construção de ambientes de desenvolvimento de software. Alguns desses estudos indicam a necessidade de prover inteligência a tais ambientes, para que estes, efetivamente, coordenem e auxiliem o processo de desenvolvimento de software. O paradigma da orientação a objetos (POO) vem sendo utilizado na implementação de sistemas inteligentes, com diferentes enfoques. O POO tem sido experimentado, também, como estrutura para construção de ambientes. A abordagem da construção de sistemas, na qual a inteligência se encontra distribuída, como proposto por Hewitt, Minsky e Lieberman, suscita a idéia de modelar objetos que atuem como solucionadores de problemas, trabalhando cooperativamente para atingir os objetivos do sistema, e experimentar essa abordagem na construção de ambientes inteligentes. Nesta dissertação, é apresentado um estudo sobre a utilização do POO na implementação de sistemas inteligentes, e proposta uma extensão ao conceito de objeto. Essa extensão visa permitir flexibilidade no seu comportamento, autonomia nas suas ações, aquisição de novos conhecimentos e interação com o ambiente externo. A existência de objetos com tais características permite a construção de sistemas inteligentes, modularizados e evolutivos, facilitando, assim, seu projeto, implementação e manutenção. Visando esclarecer os termos utilizados no decorrer desta dissertação, são discutidos os conceitos básicos do POO e suas principais extensões. São apresentadas algumas abordagens sobre inteligência e comportamento inteligente, destacando-se a importância de conhecimento, aprendizado e comportamento flexível. Observa-se que este último decorre da aquisição de novos conhecimentos e da análise das condições do ambiente. Buscando fornecer embasamento para análise das características representacionais do POO, são apresentados os principais esquemas de representação de conhecimento e algumas estratégias para resolução de problemas, utilizados em sistemas inteligentes. E analisado o uso do POO como esquema de representação de conhecimento, destacando-se suas vantagens e deficiências. É sintetizado um levantamento de propostas de utilização do POO na implementação de sistemas inteligentes, realizado com o objetivo de identificar os mecanismos empregados na construção desses sistemas. Observa-se a tendência em apoiar a abordagem da inteligência distribuída, utilizando-se a estruturação do conhecimento propiciado pelo POO e características positivas de outros paradigmas. Propõe-se um modelo de objetos com comportamento inteligente. Nesse modelo, além dos aspectos declarativos e procedimentais do conhecimento, representados através de variáveis de instância e de métodos, são encapsulados mecanismos para prover autonomia e comportamento flexível, permitir a aquisição de novos conhecimentos, e propiciar a comunicação com usuários. Para prover autonomia, foi projetado um gerenciador de mensagens, que recebe solicitações enviadas ao objeto, colocando-as numa fila e atendendo-as segundo seu conhecimento e análise das condições do ambiente. Utilizando-se recursos da programação em lógica, são introduzidas facilidades para flexibilização do comportamento, através de regras comportamentais em encadeamento regressivo. A aquisição de novos conhecimentos é obtida através da inclusão/retirada de fatos, de procedimentos e de regras comportamentais na base de conhecimento do objeto. Para fornecer auxílio e relato de suas atividades, os objetos exibem o status da ativação de suas regras comportamentais, e listas das solicitações atendidas e das mantidas em sua fila de mensagens. Para experimentar o modelo proposto, é implementado um protótipo de um assistente inteligente para as atividades do processo de desenvolvimento de software. Sua implementação utiliza a linguagem Smalltalk/V com recursos da programação em lógica, integrados através de Prolog/V. A experiência obtida na utilização desse modelo mostrou a viabilidade da inclusão de características complementares ao modelo de objetos do POO, e a simplicidade de sua implementação, utilizando-se recursos multiparadigmáticos. Esse modelo constitui, assim, uma alternativa viável para construção de ambientes inteligentes. / Aiming at defining structures for Software Engineering Environments (SEE) much research has been accomplished. Some of this research results have pointed out the need to provide intelligence to coordinate and assist effectively the software development process. The object-oriented paradigm (OOP) has been applied to implement intelligent systems with several approaches. The OOP as SEE structure has been experimented as well. The system construction approach in which the intelligence is distributed among its elements, proposed by Hewitt, Minsky and Lieberman, elicits the idea of modelling objects that act as problem-solvers, working cooperatively to reach the system objectives, and to experiment this approach in the construction of intelligent environments. In this dissertation, a study of the OOP use in the implementation of intelligent systems is presented. An extension to the object concept is proposed to allow objects to exhibit a flexible behavior, to have autonomy in their tasks fulfillment, to acquire new knowledge, and to interact with the external environment. The existence of objects with this ability, enables the construction of modulated and evolutionary intelligent systems, making its design, implementation and maintenance easier. The OOP basic concepts and main extensions are discussed to elucidate the concepts that will be used throughout this dissertation. Some intelligence and intelligent behavior approaches are presented, emphasizing knowledge, learning and flexible behavior. This flexible behavior comes from new knowledge acquisition and from the analysis of environment conditions. The main knowledge representation schemes and several problem solving strategies used in intelligent systems are presented to provide background for representational characteristics analysis of the OOP. The OOP used as a knowledge representation scheme is analyzed and emphasized its advantages and shortcomings. In order to identify mechanisms engaged in the implementation of intelligent systems, a survey of proposals of the OOP used in that systems is synthesized. In that survey the emphasis to support the distributed intelligence approach through the use of the knowledge representation model provided by OOP and positive characteristics of other paradigms is observed. An object model with intelligent behavior is proposed, in which, besides the declarative and procedural aspects of knowledge represented through instance variables and methods, mechanisms are encapsulated to provide autonomy and flexible behavior, to allow new knowledge acquisition, and to promote communications with users. To provide autonomy a message manager which receives requests from other objects was developed. The message manager puts messages in a queue and dispatches them according to its knowledge and the analysis of environment conditions. Using programming in logic resources, facilities are introduced to get behavior flexibility through behavioral rules in backward chaining. Knowledge is acquired through facts, procedures, and behavioral rules asserted/retracted in the object's knowledge-base. To provide assistance and report on their activities, the objects exhibit the status of their behavioral rules firing, and lists of granted requests as well as the ones kept in its message queue. To explore the proposed model properties, one intelligent assistant prototype to support the activities of the system development process was implemented. For its implementation, the Smalltalk/V language with programming in logic resources integrated by Prolog/V was used. The experience acquired in using this model, indicated the feasibility of the inclusion of additional characteristics to the OOP model, and the clearness of its implementation using multiparadigm resources. Therefore, this model is a viable alternative to the construction of intelligent environments.

Este trabalho aborda a efetiva utilização de técnicas diagramáticas para o desenvolvimento de software orientado a objetos durante as fases de análise e projeto de sistemas. Durante o desenvolvimento de software normalmente as especificações resultantes das fases de análise e projeto possuem uma forma gráfica. A utilização de diagramas no desenvolvimento de software busca facilitar a criação de especificações de um sistema e ao mesmo tempo torná-las mais compreensíveis. A grande maioria das técnicas diagramáticas que existem atualmente são utilizadas para o apoio ao desenvolvimento de software segundo metodologias fundamentadas no paradigma tradicional de decomposição funcional. Diversas técnicas diagramáticas foram criadas ou adaptadas a fim de suportar os conceitos deste paradigma, acompanhando a própria evolução do mesmo. Neste contexto, são apresentadas as características básicas de técnicas diagramáticas tradicionais que apoiam a este paradigma. A partir da introdução dos conceitos de orientação a objetos no desenvolvimento de software, surge a necessidade de criação de novas técnicas diagramáticas ou adaptação de técnicas diagramáticas tradicionais para o suporte adequado ao desenvolvimento de sistemas sob este paradigma. Neste contexto, são abordados os conceitos envolvidos na orientação a objetos e apresentados os aspectos diferenciais no desenvolvimento de software decorrentes da utilização deste paradigma em contraposição aos paradigmas tradicionais. São também apresentadas as tarefas específicas realizadas durante o desenvolvimento de software, nas fases de análise e projeto, que estão inseridas no ciclo de vida de um software orientado a objetos. É proposto um conjunto de notações diagramáticas inter-relacionadas adequado ao apoio de um esquema de etapas básicas para o desenvolvimento de software orientado a objetos, bem como as metodologias já existentes. Durante a descrição destas notações diagramáticas, são apresentadas as suas características individuais, adaptações realizadas para o suporte a orientação a objetos, suas aplicações específicas no desenvolvimento de sistemas e o inter-relacionamento existente. Finalmente, são definidas as características de recursos e facilidades específicas para o apoio às notações propostas. Dentro dos recursos sugeridos inclui-se a definição da implementação de um editor diagramático que é descrito através das notações sugeridas neste trabalho. / This work tackles the effective use of diagramming techniques for object-oriented software development during analysis and design phases. During software development the specifications produced by analysis and design usually take a graphical form. The use of diagrams in software development occurs because designers and analysts like to express themselves that way to turn the specifications more understandable. Most of diagramming techniques in use nowadays support software development following methodologies based on the conventional functional decomposition paradigm. Various diagramming techniques were created or adapted in order to support the concepts of this paradigm, following its own evolution. With the introduction of object-oriented concepts new diagramming techniques were created or adapted from conventional methodologies. This work introduces the concepts of object orientation, as well as, the changes originated from the use of this paradigm in software development. Specific steps related to the analysis and design stages in the object-oriented software life cycle are also presented. A set of interrelated diagramming techniques for supporting object-oriented software development is presented. A set of interrelated diagramming techniques for supporting object-oriented software development is presented. The description of these diagramming techniques includes new features, discussion of adaptations for object-oriented techniques, specific applications and uses, and their integration. Finally, the features of specific resources and facilities for supporting the proposed notations are defined. The description of the implementation of a diagrammatic editor, using the notations presented in this work, is included.

O objetivo principal desta dissertação explora alguns aspectos relacionados ao desenvolvimento colaborativo de sistemas de informação na Internet. E apresentado o Editor Diagramático na Internet (EDI), que suporta a especificação colaborativa de aplicações. Este editor utiliza tecnologia e funcionalidade dos hiperdocumentos, oferecendo características como: compartilhamento de informações, colaboração entre vários autores e varias visões dos dados conceituais armazenados. EDI foi implementado utilizando a linguagem de programação Java e projetada de forma genérica para permitir a criação de editores de diferentes notações diagramáticas. Este trabalho propõe a utilização de anotações em documentos de desenvolvimento de sistemas de informação na Internet. Estas anotações auxiliam no desenvolvimento colaborativo de sistemas, tornando o processo mais colaborativo e com um produto resultante de qualidade superior. As anotações estão baseadas em dois tipos de usuários: o usuário proprietário, responsável pela criação do documento, e o usuário colaborador, que inclui anotações nos documentos. Anotações (identificadas por uma especifica cor) podem ser de inclusão, alteração, remoção de conceitos (visões) ou registro de comentários. / The main goal of this work is to explore some issues related to collaborative development of information systems on the Internet. A Diagrammatic Editor on the Internet (EDI) that supports collaborative specification of applications is described. This editor uses hyperdocument technology and funcionalities, offering features such as information sharing, collaboration between several authors, multiple views of the stored conceptual data, among others. EDI was implemented using the Java language, and designed with the purpose of being generic to enable the easy creation of specific editors for different diagrammatic notations. The use of annotations for the joint development of information systems on the Internet is proposed. With these annotations the development process becomes more collaborative and the quality of the final product may increase. Annotations are based on two types of users: the owner, who is an author responsible for the creation of a document, and the collaborator, who makes annotations on those documents. Annotations (identified by one specific colour) can be of inclusion, change and removal of concepts (views), or recording of comments.

O reúso de software enfrenta inúmeras barreiras gerenciais, técnicas e culturais na sua adoção, e a definição da estrutura de ativos reutilizáveis de software é uma dessas barreiras técnicas. Para solucionar isso, o Reusable Asset Specification (RAS) é um padrão de facto proposto pela OMG. Uma especificação como o RAS define e padroniza um modelo de ativos (assets) reutilizáveis, e é a base para a construção e para o uso de um repositório de ativos que apoia a reutilização de software. No entanto, para ser adotado na prática, o RAS necessita resolver suas lacunas através da sua extensão e da definição de informações complementares. Essas lacunas estão detalhadas neste trabalho. Solucionando estas lacunas, o RAS torna-se útil para auxiliar efetivamente na padronização do empacotamento dos ativos reutilizáveis e para guiar a estrutura do repositório de reutilização de software. Alguns trabalhos anteriores já responderam parcialmente essa questão, porém eles atendiam propósitos muito específicos, não possuíam uma ferramenta de apoio ou não haviam sido avaliados em contexto real de (re)uso. Esse trabalho propõe o Software Profile RAS (SW-RAS), uma extensão do Profile de componentes do RAS, que propõe soluções para diversas de suas lacunas, incluindo informações úteis e artefatos relevantes apontados na literatura, baseados em outros modelos de ativos reutilizáveis, em outras extensões do RAS e na experiência do processo de reúso no desenvolvimento de software. Particularmente, o SW-RAS estende as categorias de classificação, solução, uso e ativos relacionados, cujos detalhes estão descritos no texto. Visando à experimentação da proposta através de um estudo de caso, desenvolveu-se o Lavoi, um repositório de ativos reutilizáveis baseado no SW-RAS, que foi avaliado num ambiente real de reutilização e desenvolvimento de software de uma grande companhia pública de TI. Uma descrição deste processo de avaliação em um contexto real é também apresentada neste trabalho. A principal contribuição desta dissertação é a proposta, a avaliação e a consolidação de uma extensão do RAS que atende várias de suas lacunas e é suportada por uma ferramenta de software livre. / The software reuse faces numerous managerial, technical and cultural barriers in its adoption, and the definition of the structure of reusable software assets is one of these technical barriers. To solve this, the Reusable Asset Specification (RAS) is a de facto standard proposed by OMG. A specification such as the RAS defines and standardizes a reusable asset model, and it is the foundation for the construction and for the use of an asset repository that supports the software reuse. However, for being adopted in the practice, the RAS needs to solve its lacks through its extension and the definition of complementary information. These lacks are detailed in this work. Solving these lacks, the RAS becomes useful to help effectively in the standardization of packaging reusable assets and to guide the structure of the software reuse repository. Some previous works have already partially answered this question, but they attended very specific purposes, did not have a support tool or have not been evaluated in a real context of (re)use. This work proposes the Software Profile RAS (SW-RAS), an extension of the component Profile of RAS, which proposes solutions for its various lacks, including useful information and relevant artifacts pointed out in the literature, based on other reusable asset models, on other RAS extensions and on the experience in the reuse process at software development. Particularly, the SW-RAS extends the categories of classification, solution, usage and related assets, whose details are described in the text. Aiming at the experimentation of the proposal through a case study, the Lavoi was developed, a reusable asset repository based on the SW-RAS, which is was evaluated in a real environment of reuse and software development of a large public IT company. A description of this evaluation process in real context is also presented in this work. The main contribution of this dissertation is the proposal, the evaluation and the consolidation of an extension of RAS that addresses several of its lacks and is supported by a free software tool.

O objetivo principal desta dissertação explora alguns aspectos relacionados ao desenvolvimento colaborativo de sistemas de informação na Internet. E apresentado o Editor Diagramático na Internet (EDI), que suporta a especificação colaborativa de aplicações. Este editor utiliza tecnologia e funcionalidade dos hiperdocumentos, oferecendo características como: compartilhamento de informações, colaboração entre vários autores e varias visões dos dados conceituais armazenados. EDI foi implementado utilizando a linguagem de programação Java e projetada de forma genérica para permitir a criação de editores de diferentes notações diagramáticas. Este trabalho propõe a utilização de anotações em documentos de desenvolvimento de sistemas de informação na Internet. Estas anotações auxiliam no desenvolvimento colaborativo de sistemas, tornando o processo mais colaborativo e com um produto resultante de qualidade superior. As anotações estão baseadas em dois tipos de usuários: o usuário proprietário, responsável pela criação do documento, e o usuário colaborador, que inclui anotações nos documentos. Anotações (identificadas por uma especifica cor) podem ser de inclusão, alteração, remoção de conceitos (visões) ou registro de comentários. / The main goal of this work is to explore some issues related to collaborative development of information systems on the Internet. A Diagrammatic Editor on the Internet (EDI) that supports collaborative specification of applications is described. This editor uses hyperdocument technology and funcionalities, offering features such as information sharing, collaboration between several authors, multiple views of the stored conceptual data, among others. EDI was implemented using the Java language, and designed with the purpose of being generic to enable the easy creation of specific editors for different diagrammatic notations. The use of annotations for the joint development of information systems on the Internet is proposed. With these annotations the development process becomes more collaborative and the quality of the final product may increase. Annotations are based on two types of users: the owner, who is an author responsible for the creation of a document, and the collaborator, who makes annotations on those documents. Annotations (identified by one specific colour) can be of inclusion, change and removal of concepts (views), or recording of comments.

Esse trabalho define K-Aspects (Knowledge Aspects), uma abordagem para a implementação de Sistemas de Conhecimento (SC) em linguagens orientadas a objetos usando o paradigma orientado a aspectos (OA) e anotações de metadados. Essa abordagem define uma forte correspondência entre o Modelo de Conhecimento (MC) e sua implementação no paradigma da orientação a objetos (OO). K-Aspects fornece um conjunto de anotações documentacionais para facilitar a leitura da associação entre o modelo de implementação e o modelo conceitual do conhecimento; um conjunto de anotações para facilitar a separação de interesses na implementação do SC usando OA; um conjunto de bibliotecas para realizar a interpretação das anotações e sua execução em aspectos; e uma ferramenta para geração de documentação do MC a partir das anotações no código. A abordagem busca atender tanto os engenheiros de conhecimento quanto os engenheiros de desenvolvimento em projetos de SC. Os engenheiros de conhecimento tem ao seu alcance um modo adequado para elaborar a especificação do MC que resulta em uma especificação em uma linguagem orientada a objetos, permitindo aos engenheiros de desenvolvimento implementarem o sistema preservando a estrutura do modelo conceitual e mantendo clara distinção entre os requisitos associados ao MC dos demais requisitos. K-Annotations adicionam recursos de OA ao modelo conceitual do conhecimento OO, oferecendo facilidades de tratamento separado de diversas funcionalidades transversais de um SC, através do particionamento do sistema em aspectos que implementam funcionalidades específicas, ativadas através das anotações inseridas no componente do modelo conceitual. Anotações distinguem, clara e visualmente, no código, os elementos do MC em relação ao restante do código do programa, facilitando a leitura do código pelos engenheiros de conhecimento. A função principal das anotações é prover as informações necessárias para a interpretação dos elementos de conhecimento durante a execução do programa. Anotações identificam as funcionalidades transversais relativas aos construtos do modelo e são gerenciadas pela biblioteca de aspectos. A abordagem foi validada re-escrevendo com o uso de K-Annotations um sistema de conhecimento no domínio da análise da qualidade de reservatórios de petróleo. O modelo desse sistema representa uma ontologia de domínio sobre o qual métodos de solução de problemas para interpretação e classificação de rochas são aplicados. A análise dos resultados identificou um conjunto de vantagens no uso de K-Aspects, como distinção clara entre a implementação do MC e a implementação dos demais requisitos, suporte nativo aos construtos providos no modelo de conhecimento e alto grau de rastreabilidade entre o modelo e sua implementação. Além disso, provê redução de tarefas repetitivas de implementação e redução da dispersão de código a partir da geração automática de código. As bibliotecas de aspectos garantem o encapsulamento de inferências e tarefas. As bibliotecas tratam os construtos do modelo para garantir a reutilização em diferentes projetos de SCs. / This work defines K-Aspects (Knowledge Aspects), an approach for implementing Knowledge Systems (KS) with object-oriented languages using the aspect-oriented paradigm (AO) and metadata annotations. This approach defines a strong link between the knowledge model (KM) and its implementation in the object-oriented paradigm (OO). K-Aspects provides a set of documentational annotations to make the association between the implementation model and the knowledge conceptual model easier to read; a set of annotations to enable the separation of concerns, using aspect orientation, of the implementation of the different requirements of the knowledge system; a set of libraries to perform the interpretation and execution as aspects of annotations; and a tool for documentation generation of the KM extracted from the annotations on the code. The approach aims to support both knowledge engineers and development engineers in KS projects, by providing to the knowledge engineers a well-defined way to elaborate the KS specification, which results in a specification presented in an object oriented language, making it easily understandable and extensible by development engineers that can thus implement the knowledge system preserving its conceptual knowledge structure and keeping a clear distinction of the requirements associated to the KM from the other requirements. K-Annotations add aspect oriented resources to the OO conceptual knowledge model, providing features to manage separately the multiple crosscutting concerns of a KS, partitioning the system in aspects that implement specific features, activated by annotations inserted in the knowledge conceptual model. Annotations distinguish, clearly and visually, within the code, KM elements from the rest of the code, making easier the code reading by the knowledge engineers. The most important function of the annotations is to provide information necessary for interpreting knowledge elements during runtime. Annotations identify several crosscutting concerns related to the model constructs. Annotations are managed and executed by the aspect libraries. This approach was validated by re-coding, using K-Annotations, a complex commercial KS on the domain of oil reservoir quality analysis. The model of this system represents a domain ontology on which problem-resolving methods for rock interpretation and classification are performed. The analysis of the results identified several advantages of using K-Aspects as: a clear distinction of the KM implementation among other requirements; native support for knowledge model constructs; and high traceability between the knowledge conceptual model and its implementation. Moreover, the use of K-Aspects reduces repetitive implementation tasks and code dispersion because of the automatic code generation. The provided aspect libraries enable the encapsulation of inferences and the execution of several tasks. The libraries manage the constructs of the model thus providing reusability among multiple KS projects.

O reúso de software enfrenta inúmeras barreiras gerenciais, técnicas e culturais na sua adoção, e a definição da estrutura de ativos reutilizáveis de software é uma dessas barreiras técnicas. Para solucionar isso, o Reusable Asset Specification (RAS) é um padrão de facto proposto pela OMG. Uma especificação como o RAS define e padroniza um modelo de ativos (assets) reutilizáveis, e é a base para a construção e para o uso de um repositório de ativos que apoia a reutilização de software. No entanto, para ser adotado na prática, o RAS necessita resolver suas lacunas através da sua extensão e da definição de informações complementares. Essas lacunas estão detalhadas neste trabalho. Solucionando estas lacunas, o RAS torna-se útil para auxiliar efetivamente na padronização do empacotamento dos ativos reutilizáveis e para guiar a estrutura do repositório de reutilização de software. Alguns trabalhos anteriores já responderam parcialmente essa questão, porém eles atendiam propósitos muito específicos, não possuíam uma ferramenta de apoio ou não haviam sido avaliados em contexto real de (re)uso. Esse trabalho propõe o Software Profile RAS (SW-RAS), uma extensão do Profile de componentes do RAS, que propõe soluções para diversas de suas lacunas, incluindo informações úteis e artefatos relevantes apontados na literatura, baseados em outros modelos de ativos reutilizáveis, em outras extensões do RAS e na experiência do processo de reúso no desenvolvimento de software. Particularmente, o SW-RAS estende as categorias de classificação, solução, uso e ativos relacionados, cujos detalhes estão descritos no texto. Visando à experimentação da proposta através de um estudo de caso, desenvolveu-se o Lavoi, um repositório de ativos reutilizáveis baseado no SW-RAS, que foi avaliado num ambiente real de reutilização e desenvolvimento de software de uma grande companhia pública de TI. Uma descrição deste processo de avaliação em um contexto real é também apresentada neste trabalho. A principal contribuição desta dissertação é a proposta, a avaliação e a consolidação de uma extensão do RAS que atende várias de suas lacunas e é suportada por uma ferramenta de software livre. / The software reuse faces numerous managerial, technical and cultural barriers in its adoption, and the definition of the structure of reusable software assets is one of these technical barriers. To solve this, the Reusable Asset Specification (RAS) is a de facto standard proposed by OMG. A specification such as the RAS defines and standardizes a reusable asset model, and it is the foundation for the construction and for the use of an asset repository that supports the software reuse. However, for being adopted in the practice, the RAS needs to solve its lacks through its extension and the definition of complementary information. These lacks are detailed in this work. Solving these lacks, the RAS becomes useful to help effectively in the standardization of packaging reusable assets and to guide the structure of the software reuse repository. Some previous works have already partially answered this question, but they attended very specific purposes, did not have a support tool or have not been evaluated in a real context of (re)use. This work proposes the Software Profile RAS (SW-RAS), an extension of the component Profile of RAS, which proposes solutions for its various lacks, including useful information and relevant artifacts pointed out in the literature, based on other reusable asset models, on other RAS extensions and on the experience in the reuse process at software development. Particularly, the SW-RAS extends the categories of classification, solution, usage and related assets, whose details are described in the text. Aiming at the experimentation of the proposal through a case study, the Lavoi was developed, a reusable asset repository based on the SW-RAS, which is was evaluated in a real environment of reuse and software development of a large public IT company. A description of this evaluation process in real context is also presented in this work. The main contribution of this dissertation is the proposal, the evaluation and the consolidation of an extension of RAS that addresses several of its lacks and is supported by a free software tool.

Este trabalho descreve a definição e institucionalização de um processo de engenharia de requisitos que está em conformidade com as áreas de processo do CMMI (Capability Maturity Model) de Gerência de Requisitos e Desenvolvimento de Requisitos e cujos componentes (atividades, papéis, produtos de trabalho) são baseados em RUP (Rational Unified Process). A principal contribuição deste estudo é a definição de um processo de engenharia de requisitos baseado em abordagens de desenvolvimento diferenciadas, que foi implantado em uma organização específica, com foco em praticidade, eficiência e retorno do investimento. A implantação do processo em projetos reais permitiu sua experimentação, avaliação e refinamento, validando as alternativas de integração utilizadas para empregar as abordagens de desenvolvimento escolhidas. Complementando o processo proposto, como decorrência do foco em eficiência, são consideradas possibilidades de emprego de práticas de métodos ágeis na execução do processo, com o intuito de aumentar a produtividade do mesmo, sustentando sua garantia de qualidade. O processo proposto é descrito, do método de concepção aos passos envolvidos e artefatos gerados em cada atividade. Também são comentadas as etapas e áreas de trabalho envolvidas na institucionalização do trabalho. / This research depicts the definition and institutionalization of a requirements engineering process which is in conformance to CMMI (Capability Maturity Model) Requirements Management and Requirements Development process areas. The proposed process components (activities, roles, work products) are based on Rational Unified Process (RUP) process framework. The proposed process main contribution is the definition of a requirements engineering process, leveraging such diverse development approaches, which was implemented in a specific organization, focusing on practicality, efficiency and return on investment. Implementing such process in real projects has promoted its experimentation, evaluation and refinement, validating the integration alternatives used to bring together the chosen development approaches. The possibility of employing agile methods practices through the process execution is discussed, aiming at increasing the process productivity, while assuring product quality. The proposed process details are described, from method conception to each activity steps and generated artifacts. The process institutionalization phases and work areas are also commented.

A prática de reuso, apesar de ser universalmente e reconhecidamente aceita como uma boa prática, ainda não atingiu um estágio de maturidade satisfatório nas instituições. Em particular, a definição e a construção das interfaces com o usuário (IHC) ainda carecem de abordagens efetivas e sistemáticas de reuso, mesmo se comparadas com as práticas já existentes de reuso dos demais artefatos de software. O objetivo deste trabalho é duplo: investigar abordagens de reuso de interfaces do usuário (IHC), analisando-as do ponto de vista da sua aplicabilidade, adequação e integração em um processo de desenvolvimento de software baseado na UML e propor uma abordagem de reuso de artefatos de software interativo dirigida por casos de uso, integrando – por meio de alguns aspectos do ciclo de vida de casos de uso (da modelagem à implementação) – vários conceitos e técnicas de reuso bem conhecidos como padrões de casos de uso, padrões de interação e padrões de projeto. O foco principal é a definição de como promover o reuso de interface com o usuário baseado em padrões e de como usar e implementar esses padrões através do reuso de código e/ou de componentes. / Reuse practicing, although universally and recognizably accepted as good practice, hasn’t reached a fair maturity level in organizations. Specifically, the definition and construction of user interfaces (HCI) lack effective and systematic reuse approaches even when compared with other reuse practices used nowadays. This work has a dual-purpose: to make a survey of reuse approaches of user interfaces (HCI) and their applicability in a development process based on UML, and to present a use case driven software reuse approach for interactive systems, integrating – by means of some aspects of use case life cycle (from modeling to implementation) - several well-known reuse concepts and techniques like use case patterns, interaction patterns and design patterns. The approach focuses on how to promote user interface reuse based on patterns and how to use and implement them through code reuse and/or component reuse.