Este trabalho aborda o desenvolvimento de software embarcado em plataformas de aeronaves civis baseando-se na norma DO-178B, que é o guia de desenvolvimento reconhecido pelas autoridades aeronáuticas. Nele, foram estruturadas tarefas e documentações necessárias para atender as exigências da norma para o desenvolvimento de um software Nível C, com foco nos Requisitos de Alto Nível, além de apresentar modelos e exemplos realísticos para se atingir os meios de conformidade com a norma.

No contexto do desenvolvimento distribuído de software, equipes fornecedoras e clientes de componentes possuem dificuldade em se comunicar por causa de diferentes culturas, experiências, línguas, conhecimento e disponibilidade. Somado a isso, a falta de código-fonte e documentação incompleta ou imprecisa dos componentes fornecidos faz com que equipes clientes necessitem testar o componente para conhecer o seu comportamento. No entanto, essas equipes não são providas de artefatos que indiquem o contexto em que o componente foi testado, ações e recursos utilizados durante os testes, bem como seqüências em que os testes foram executados. Desse modo, há dificuldade em se gerenciar o processo de testes de componentes desenvolvidos por equipes distribuídas de maneira que os artefatos gerados durante o planejamento possam refletir o processo de testes executado pela equipe fornecedora do componente. Além disso, organizar os artefatos gerados durante a atividade de planejamento do processo de testes do componente também é um problema. Neste trabalho de doutorado, propõe-se o MGPT - Modelo para Gerenciamento do Processo de Testes que consiste nas atividades de planejamento, monitoramento e controle do processo de testes de maneira que os artefatos gerados durante a atividade de planejamento sejam monitorados e controlados para refletirem o processo de testes executado no componente. Esses artefatos são organizados hierarquicamente em uma estrutura de árvore que permite manter a coerência entre a informação sobre o processo de testes do componente. Propõe-se também uma arquitetura para dar apoio ao MGPT que facilite a troca de informação entre as equipes distribuídas bem como o controle de concorrência sobre os artefatos gerenciados. O MGPT foi avaliado com o uso de Redes de Petri e com uma análise qualitativa baseada em trabalhos relacionados. Desse modo, o processo de testes do componente passa a ser gerenciado de maneira que artefatos organizados hierarquicamente possam ser planejados, monitorados e controlados para que reflitam o processo de testes efetivamente executado no componente.

Este trabalho de pesquisa propõe um Meta-algoritmo para o desenvolvimento de indicadores de qualidade amparados em modelos de referência e um método formal. O Meta-algoritmo proposto integra o modelo de referência de qualidade de software CMMI-DEV; o modelo GQ(I)M; e o método formal das Redes de Petri (RP) com o modelo de processo de desenvolvimento de software de uma empresa, no contexto de gestão de processos de software. O Meta-algoritmo proposto foi desenvolvido com o propósito de melhorar a qualidade e a eficiência da execução de projetos de desenvolvimento de sistemas de software, por meio de atividades de monitoramento e controle, mantendo a rastreabilidade dos elementos produzidos durante o seu ciclo de desenvolvimento. Baseando-se nestes modelos, concebeu-se o SI-CMMI. Um protótipo de sistema de informação, denominado CMMIAudit, foi concebido para implementar as características previstas e necessárias para a operacionalização do SI-CMMI no processo de monitoramento, controle e garantia da qualidade de software, além de viabilizar a implementação do processo de inspeção parametrizado pelos modelos. Um método heurístico para modelagem de Redes de Petri foi também desenvolvido para diminuir subjetividades durante o processo de modelagem da RP.

Este trabalho de pesquisa propõe um método orientado a processo para elicitação de requisitos, visando melhorar a compreensão de negócios e reduzir informações erradas ou omitidas, bem como os conflitos de visões e propagações de erros no desenvolvimento de Sistemas Computadorizados (SCs). O método proposto encontra-se estruturado em duas fases: Preparação dos Modelos de Negócio e Elicitação de Requisitos. Na fase de Preparação dos Modelos de Negócio, foram customizados, tanto os critérios para validação do Diagrama de Processo de Negócio (Business Process Diagram - BPD), quanto o modelo executável da especificação da Notação da Modelagem de Processos de Negócio (Business Process Modeling Notation - BPMN). O método proposto foi validado em um estudo de caso, envolvendo um processo de negócio real no Centro de Serviços Compartilhados (CSC) da Fundação São Francisco Xavier (FSFX), em Ipatinga, Minas Gerais, Brasil. Ele representa a principal contribuição desta pesquisa. Além disso, algumas contribuições complementares da fase de Elicitação de Requisitos são: a elicitação de requisitos padronizados, não ambíguos e alinhados às necessidades dos stakeholders; a extração e mapeamento de regras de negócio; a priorização e rastreabilidade de requisitos; a customização dos critérios de validação de BPD; a customização do modelo executável da BPMN; e a aplicação do método proposto no estudo de caso.

Ao longo dos últimos anos está sendo desenvolvida no ITA uma metodologia para desenvolvimento de software orientado a objetos, denominada CRC/WB+, que visa mesclar algumas características importantes de diversas metodologias encontradas na literatura. A metodologia se baseia fortemente em responsabilidades, em contraposição ao desenvolvimento baseado em dados empregado por muitas das metodologias usuais. Além disso, a metodologia considera de forma bem precisa a separação de interesse: uma parte independente de linguagem, denominada Modelo Abstrato, em que se obtém o que o sistema deve fazer, e uma parte dependente de linguagem, denominada Modelo de Implementação, em que se descreve como o sistema será implementado em uma linguagem específica. A metologia tem constituído uma ferramenta valiosa para o desenvolvimento de software acadêmico orientado a objetos e para reforçar o ensino de conceitos básicos de orientação a objetos, bem como de algumas técnicas nova que têm sido recomendadas recentemente. Neste trabalho apresenta-se a operacionalização desta metodologia de desenvolvimento de software orientado a objetos, por meio da complementação, estruturação e aperfeiçoamento de suas fases de desenvolvimento. O trabalho incorpora na Metodologia CRC/WB+ recursos avançados e características adicionais para auxiliar o desenvolvedor no levantamento sistemático dos requisitos funcionais de um sistema, na identificação das classes e definição de responsabilidadese, principalmente, na consolidação e depuração das informações capturadas nas fases iniciais do ciclo de desenvolvimento segundo a metodologia. A ênfase do trabalho desenvolvido está no aperfeiçoamento e melhoria das fases do Modelo Abstrato, de modo a ajudar o desenvolvedor na modelagem de um conjunto de classes para a solução computacional. O objetivo de introduzir tais características e recursos é facilitar e aumentar a confiança no funcionamento dos softwares gerados segundo a metodologia. Além disso, a preocupação está em tornar a metodologia viável para o desenvolvimento profissional de produtos de software orientada a objetos.

O aumento da concorrência entre as empresas aéreas e o crescimento do número de acidentes aéreos, algumas vezes causados por falhas em sistemas das aeronaves, que não são solucionadas em tempo hábil pelos pilotos, vêm preocupando os setores responsáveis com o treinamento de pilotos. Para minimizar esses problemas, as empresas aéreas estão investindo em novas sistemáticas, a fim de melhorar a qualidade e reduzir os custos dos treinamentos de pilotos. Baseado no estudo de métodos, ferramentas e procedimentos de Engenharia de Software e Sistemas de Software para o treinamento de pilotos. Esta Metodologia foi aplicada para especificar, modelar, implementar e testar o Protótipo do Sistema Elétrico da Aeronave ERJ-145 para o treinamento interativo de Pilotos denominado SISTPIT. Este protótipo foi utilizado para representar e simular procedimentos reais de emergência ou instabilidades operacionais nas aeronaves, bem como verificar e validar a Metodologia proposta.

Na atualidade, uma das mais freqüentes aplicações da tecnologia de sistemas hipermídia é no contexto educacional. Isto tem incentivado um grande número de pesquisas, visando desenvolver novas técnicas e métodos capazes de criar um ambiente favorável para busca de conhecimentos, remodelando, assim, as formas de aprendizagem. Dentre os ambientes hipermídia de aprendizagem interativos, destacam-se os assim chamados cursos hipermídia, onde os conteúdos didáticos relativos a um dado assunto são organizados na forma de roteiros. Para facilitar o planejamento e desenvolvimento de cursos hipermídia, uma atividade aqui denominada de pré-autoria, faz-se uso de ferramentas de apoio. SICH (Sistema de Implementação de Cursos Hipermídia) é um exemplo de um ambiente de apoio à pré-autoria de projetos de hiperbase de cursos hipermídia. Este trabalho apresenta um ambiente gráfico e interativo que permite desenvolver todas as etapas da pré-autoria de cursos hipermídia. O ambiente, denominado APACHE (Ambiente de Pré-autoria de Cursos Hipermídia Estendido), incorpora as funcionalidade do SICH, com algumas mudanças e adaptações, para a edição dos objetivos do curso e a construção da hiperbase, adicionando a edição de roteiros e avaliação segundo os objetivos definidos pelo autor do curso hipermídia. Além disso, oferece recursos que facilitam a navegação e orientação global no espaço de modelagem, evitando a sobrecarga cognitiva e visual do autor do projeto de roteiro. No APACHE a construção de projetos de roteiros está baseada nos nós da hiperbase e nós instrucionais, considerando aspectos didáticos, pedagógicos e motivacionais do autor. Neste ambiente, as operações com arquivos são feitas de forma automática e proporciona-se, adicionalmente, a facilidade de reusar os componentes do projeto da hiperbase na geração de novos cursos.

Authorization in its most basic form can be reduced to a simple question: "a subject X may access a resource Y?" A subject is a process, which is the representative of a user or an active external agent in a system. A resource is anything worth protecting such as files or services. The attempt to implement an adequate response to the authorization question has produced many access control models and mechanisms. The development of the authorization mechanisms usually employs frameworks, as a way of reusing larger portions of software. The present authorization context has demanded for applications able to handle security policies of multiple access control models. Industry has resolved this problem in a pragmatic way, by mingling business and authorization concerns into the code. This dissertation thesis proposes an extensible and decoupled architectural model, which allows the separation of authorization from business concerns. The Esfinge Guardian framework is proposed, instantiated based on the architectural model and made available as an open source tool. An application is created as an experiment, in which some authorization scenarios have been implemented and the achieved modularity is evaluated. Additionally, a comparative analysis among academic and industry frameworks is realized. As a result, software developers using Esfinge Guardian should be able to write code respecting the software engineering principle of separation of concerns.

Esta tese apresenta a modelagem de transistores MOS a temperaturas criogênicas (77K). Considerando-se que os transistores MOS são os blocos básicos para a construção de circuitos integrados e que o projeto de circuitos mistos a temperaturas criogênicas ainda hoje se mostra como um grande desafio para a comunidade científica e industrial devido à falta de modelos de simulação confiáveis e precisos, o presente tema reveste-se da mais alta relevância acadêmica e estratégica para o país. Duas ferramentas computacionais open-source (PExPY e SimulPY) baseadas no modelo EKV2.6 foram desenvolvidas para a implementação de um método físico inovador de criação de bibliotecas de simulação, apresentando erros relativos menores que 1,1 e 7% respectivamente. Dois novos modelos e uma macro-célula SPICE foram propostos. O primeiro modifica as equações que regem o comportamento dos parâmetros semicondutores, adaptando-os à física de temperaturas criogênicas. O segundo propõe funções de ajuste para o comportamento MOS, e facilita a construção de uma macro-célula SPICE, que torna todas as alterações transparentes ao usuário. A modelagem de três diferentes tecnologias (MOSIS 0,35m, XFAB 0,18 m e CI ALD 1105) com transistores NMOS e PMOS demonstra a correção, acurácia e viabilidade do método e dos modelos propostos. Resultados de simulações realizadas a partir dos três modelos apresentam erros relativos médios menores que 10% em todas as regiões de operação, quando comparados com resultados experimentais.

Este trabalho de pesquisa propõe um método para avaliações de usabilidade em desenvolvimento ágil de software, visando melhorar a qualidade de seus produtos e a satisfação dos usuários. O método proposto, denominado AGILUS, envolveu três passos principais em sua concepção: Projeto de Interação; Verificação da Implementação; e Validação dos Incrementos do Produto. Em cada um desses passos, foram definidos métodos específicos de: Avaliação por Percurso Pluralístico em Protótipo; Avaliação Heurística; e Avaliação por Teste com Usuários. Esses métodos foram considerados complementares, adaptados e adequados para avaliações de usabilidade aplicáveis ao processo de desenvolvimento ágil, usando o framework Scrum. O método AGILUS, como principal contribuição desta pesquisa, foi concebido com base nos valores e princípios do Manifesto Ágil e nas características de Usabilidade. Para validação do método AGILUS foram realizados dois estudos de caso: um Sistema de Acompanhamento Sociopedagógico (SAS) e um Sistema de Gerenciamento de Eventos (SGE), ambos para o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), Campus Caraguatatuba, São Paulo, Brasil. Além disso, algumas contribuições complementares, envolvendo técnicas, artefatos e métricas foram também definidas para realização das avaliações, assim como uma análise e discussão dos resultados da aplicação do método nos estudos de caso.