Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3725.pdf: 10739075 bytes, checksum: 66873da98206d03f71730ae408582888 (MD5) Previous issue date: 2011-05-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / Web 2.0 allowed users more interactivity with Web applications. The so-called Rich Internet Applications (RIAs) have transposed the boundaries of simple interfaces built only in Hypertext Markup Language (HTML). Through the adoption of technologies that enable the creation of more advanced interfaces, RIAs resemble the appearance and behavior of desktop applications. On the other hand, the demand for software in Ubiquitous Computing, in which access to applications occurs anywhere, at any time and from different devices, has raised new challenges for Software Engineering. One of these challenges is related to the adaptation of the contents of an application to the numerous devices that can access it in distinct contexts. Given the diversity of devices, access networks, environments and possible contexts, providing applications that meet the peculiarities of each access device, while keeping a consistent appearance and behavior in view of the changes occurring in the surrounding environment, has become a difficult task for software engineers. In applications that use rich interfaces in Web 2.0 for improving the interactivity, this task becomes even more complex due to the need of preserving the interaction aspects that afford users a richer experience with the application. This task can be facilitated using a software process that guides developers in building a ubiquitous application, considering the different contexts involved in its execution. Faced with these challenges, this work proposes a software process, named Model Driven RichUbi, aiming at supporting the development of rich interfaces for ubiquitous applications that adapt themselves when viewed on different types of devices. Based on the Model Driven Development and Domain-Specific Modeling conceptions, in the process are defined activities and artifacts that help in modeling and partial code generation of rich interfaces for different platforms. Besides, dynamic content adapters that refine the produced interface versions are also employed in the process, so that the developed interfaces can adapt to the peculiarities of the access device identified from the interaction context at runtime. The computational support focused on the Rich Interfaces Domain employed in the process is advantageous since it can be reused to simplify the development of adaptive rich interfaces for ubiquitous applications of several fields, which contributes to effort reduction and productivity increasing. / A Web 2.0 permitiu aos usuários maior interatividade com as aplicações Web. As chamadas Aplicações de Internet Ricas (RIAs Rich Internet Applications) transpuseram os limites das interfaces simples construídas apenas em Hypertext Markup Language (HTML). Através da adoção de tecnologias que permitem a criação de interfaces mais avançadas, as RIAs assemelham-se à aparência e comportamento das aplicações desktop. Por outro lado, a demanda por software na Computação Ubíqua, onde o acesso às aplicações ocorre de qualquer lugar, a qualquer hora e a partir de diferentes dispositivos, fez surgir novos desafios para a Engenharia de Software. Um desses desafios está relacionado com a adaptação das aplicações acessadas por diferentes dispositivos em contextos distintos. Dada a diversidade de dispositivos, redes de acesso, ambientes e contextos possíveis, prover aplicações que satisfaçam as peculiaridades de cada dispositivo de acesso, ao mesmo tempo em que mantêm um comportamento e aparência coerentes face às mudanças que ocorrem no ambiente ao redor, tornou-se uma difícil tarefa para os engenheiros de software. Nas aplicações que utilizam de interfaces ricas na Web 2.0, para melhorar a interatividade, essa tarefa torna-se mais complexa devido à necessidade de preservar os aspectos de interação que proporcionam aos usuários uma rica experiência com a aplicação. Tal tarefa pode ser facilitada usando um processo de software que oriente o desenvolvedor na construção de uma aplicação ubíqua, considerando os diferentes contextos em que se executa a aplicação. Diante desses desafios e visando a dar suporte ao desenvolvimento de interfaces ricas de aplicações ubíquas que se adaptam quando visualizadas em diferentes dispositivos, neste trabalho é proposto o processo denominado Model Driven RichUbi. Com base nas concepções de Desenvolvimento Dirigido a Modelos e Modelagem Específica de Domínio, são definidos atividades e artefatos que orientam a modelagem e geração parcial de código das interfaces ricas para diferentes contextos. No Model Driven RichUbi, também são utilizados adaptadores dinâmicos de conteúdo que refinam as versões produzidas das interfaces para se adequarem às peculiaridades do dispositivo de acesso identificadas do contexto da interação em tempo de execução. O apoio computacional no Domínio de Interfaces Ricas empregado no processo tem a vantagem de poder ser reutilizado no desenvolvimento de interfaces ricas adaptativas em aplicações ubíquas de diferentes domínios, colaborando para a redução de esforços e aumento da produtividade.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3904.pdf: 4532803 bytes, checksum: c80f4984c56dad9f691df40c1f9c2758 (MD5) Previous issue date: 2011-10-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / Due to the problems faced in Healthcare, this is heading towards a paradigm shift. This change suggests that the care is no longer focused exclusively on large hospitals and into the hands of specialized professionals. Thus, the goal is to distribute the Healthcare, making the patient play a key role in the process. Hence, the Pervasive Healthcare intends to provide the distribution of the model through the use of Information and Communication Technologies (ICT), enabling access to Healthcare anywhere and anytime. The creation of Pervasive Healthcare environments brings different challenges, which include the variety of devices to access information and the diversity of Hospital Information Systems (HIS) that may constitute such environment. In this context, the interoperability appears to be a fundamental requirement, since the information should be shared regardless of the existing heterogeneities. Aiming to provide this interoperability, different standards were set in order to facilitate the interaction between heterogeneous HISs. Some examples of these standards are the communication protocols developed by the Health Level Seven (HL7) committee, which are exclusive to the Healthcare domain. However, the standards set by the HL7 committee bring deficiencies to the clinical concepts representation and also has a relatively complex development process. An alternative to the knowledge representation in Healthcare is the use of archetypes, which are pieces of knowledge that show how to represent concepts or information of a given domain via computable expressions. Thus, this work presents an approach that integrates archetypes to HL7 v3 messages, for the communication of ubiquitous applications in Pervasive Healthcare. With the help of Model Driven Development, a process, which consists of activities designed to assist developers in adopting these standards, is defined. This approach makes use of modeling and partial code generation for simplifying and turning the development of the messages used in the environment more intuitive. The combination of these technologies enables an already established communication standard to improve its semantic quality, thus contributing to the achievement of the interoperability. / Devido aos problemas enfrentados no Cuidado de Saúde, este caminha para uma mudança de paradigma. Tal mudança propõe que o cuidado deixe de estar centrado exclusivamente nos grandes centros hospitalares e nas mãos de profissionais especializados. O objetivo então é tornar o Cuidado de Saúde distribuído, onde o próprio paciente desempenha um papel fundamental no processo. Nesse sentido, o Cuidado de Saúde Pervasivo visa habilitar esse modelo distribuído através do emprego de Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), permitindo o acesso ao Cuidado de Saúde de qualquer local e a qualquer momento. A construção de ambientes para o Cuidado de Saúde Pervasivo apresenta diferentes desafios, dentre os quais estão a diversidade de dispositivos de acesso às informações e a diversidade de Sistemas de Informação Hospitalar (SIH) que podem constituir tal ambiente. Nesse contexto, a interoperabilidade aparece como um requisito fundamental, já que as informações devem ser compartilhadas independentemente das heterogeneidades existentes. Visando prover essa interoperabilidade, diferentes padrões surgiram com o objetivo de facilitar a interação entre SIHs heterogêneos. Exemplos são os protocolos de comunicação desenvolvidos pelo comitê Health Level Seven (HL7), os quais são exclusivos do domínio Cuidado de Saúde. No entanto, os padrões desenvolvidos pelo comitê HL7 apresentam deficiências na representação dos conceitos clínicos, além de possuir um processo de desenvolvimento relativamente complexo. Uma alternativa para a representação do conhecimento no domínio Cuidado de Saúde é o uso de arquétipos, que são pedaços de conhecimento que indicam como representar conceitos ou informações de um dado domínio via expressões computáveis. Neste sentido, este trabalho apresenta uma abordagem, que integra arquétipos às mensagens HL7 v3, para a comunicação de aplicações ubíquas no Cuidado de Saúde Pervasivo. Com o auxílio do Desenvolvimento Dirigido a Modelos, é definido um processo composto por atividades que visam auxiliar os desenvolvedores na adoção desses padrões. Essa abordagem faz uso de modelagem e geração parcial de código para simplificar e tornar mais intuitivo o desenvolvimento das mensagens utilizadas no ambiente. A combinação dessas tecnologias permite que um padrão de comunicação já estabelecido tenha sua qualidade semântica aprimorada, contribuindo assim para o alcance da interoperabilidade. Devido aos problemas enfrentados no Cuidado de Saúde, este caminha para uma mudança de paradigma. Tal mudança propõe que o cuidado deixe de estar centrado exclusivamente nos grandes centros hospitalares e nas mãos de profissionais especializados. O objetivo então é tornar o Cuidado de Saúde distribuído, onde o próprio paciente desempenha um papel fundamental no processo. Nesse sentido, o Cuidado de Saúde Pervasivo visa habilitar esse modelo distribuído através do emprego de Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), permitindo o acesso ao Cuidado de Saúde de qualquer local e a qualquer momento. A construção de ambientes para o Cuidado de Saúde Pervasivo apresenta diferentes desafios, dentre os quais estão a diversidade de dispositivos de acesso às informações e a diversidade de Sistemas de Informação Hospitalar (SIH) que podem constituir tal ambiente. Nesse contexto, a interoperabilidade aparece como um requisito fundamental, já que as informações devem ser compartilhadas independentemente das heterogeneidades existentes. Visando prover essa interoperabilidade, diferentes padrões surgiram com o objetivo de facilitar a interação entre SIHs heterogêneos. Exemplos são os protocolos de comunicação desenvolvidos pelo comitê Health Level Seven (HL7), os quais são exclusivos do domínio Cuidado de Saúde. No entanto, os padrões desenvolvidos pelo comitê HL7 apresentam deficiências na representação dos conceitos clínicos, além de possuir um processo de desenvolvimento relativamente complexo. Uma alternativa para a representação do conhecimento no domínio Cuidado de Saúde é o uso de arquétipos, que são pedaços de conhecimento que indicam como representar conceitos ou informações de um dado domínio via expressões computáveis. Neste sentido, este trabalho apresenta uma abordagem, que integra arquétipos às mensagens HL7 v3, para a comunicação de aplicações ubíquas no Cuidado de Saúde Pervasivo. Com o auxílio do Desenvolvimento Dirigido a Modelos, é definido um processo composto por atividades que visam auxiliar os desenvolvedores na adoção desses padrões. Essa abordagem faz uso de modelagem e geração parcial de código para simplificar e tornar mais intuitivo o desenvolvimento das mensagens utilizadas no ambiente. A combinação dessas tecnologias permite que um padrão de comunicação já estabelecido tenha sua qualidade semântica aprimorada, contribuindo assim para o alcance da interoperabilidade.

Avec la construction des robots de plus en plus complexes, la croissance des architectures logicielles robotiques et l’explosion de la diversité toujours plus grande des applications et misions des robots, la conception, le développement et l’intégration des entités logicielles des systèmes robotiques, constituent une problématique majeure de la communauté robotique. En effet, les architectures logicielles robotiques et les plateformes de développement logiciel pour la robotique sont nombreuses, et sont dépendantes du type de robot (robot de service, collaboratif, agricole, médical, etc.) et de son mode d'utilisation (en cage, d’extérieur, en milieu occupé, etc.). L’effort de maintenance de ces plateformes et leur coût de développement sont donc considérables.Les roboticiens se posent donc une question fondamentale : comment réduire les coûts de développement des systèmes logiciels robotiques, tout en augmentant leur qualité et en préservant la spécificité et l’indépendance de chaque système robotique? Cette question induit plusieurs autres : d’une part, comment décrire et encapsuler les diverses fonctions que doit assurer le robot, sous la forme d’un ensemble d’entités logicielles en interaction? Et d’autre part, comment conférer à ces entités logicielles, des propriétés de modularité, portabilité, réutilisabilité, interopérabilité, etc.?A notre avis, l’une des solutions les plus probables et prometteuses à cette question consiste à élever le niveau d’abstraction dans la définition des entités logicielles qui composent les systèmes robotiques. Pour ce faire, nous nous tournons vers l’ingénierie dirigée par les modèles, et plus particulièrement la conception des DSML (Domain Specific Modeling Language).Dans cette thèse, nous réalisons dans un premier temps, une étude comparative des langages de modélisation et de méthodes utilisés dans le développement des systèmes embarqués temps réel en général. L’objectif de ce premier travail étant de voir s’il en existe qui puissent permettre de répondre aux questions susmentionnées des roboticiens. Cette étude, non seulement nous montre que ces approches ne sont pas adaptées à la définition des architectures logicielles robotiques, mais elle aboutit surtout à unFramework, que nous proposons et qui aide à choisir la (les) méthode(s) et/ou le(s) langage(s) de modélisation le(s) plus adapté(s) aux besoins du concepteur. Par la suite, nous proposons un DSML baptisé RsaML (Robotic Software Architecture Modeling Language), pour la définition des architectures logicielles robotiques avec prise en compte de propriétés temps réel. Pour ce faire, un méta-modèle est proposé à partir des concepts que les roboticiens ont l’habitude d’utiliser pour la définition de leurs applications. Il constitue la syntaxe abstraite du langage. Les propriétés temps réel sont identifiées à leur tour et incluses dans les concepts concernés. Des règles sémantiques du domaine de la robotique sont ensuite définies sous forme de contraintes OCL, puis intégrées au méta-modèle, pour permettre que des vérifications de propriétés non fonctionnelles et temps réel soient effectuées sur les modèles construits. Le Framework de modélisation EMF d’Eclipse a été utilisé pour mettre en oeuvre un éditeur qui supporte le langage RsaML.La suite des travaux réalisés dans cette thèse a consisté à définir des transformations de modèles, puis à les utiliser pour implémenter des générateurs. Ces derniers permettent à partir d’un modèle RsaML construit, d’une part, de produire sa documentation et, d’autre part, de produire du code source en langage C. Ces contributions sont validées à travers un cas d’étude décrivant un scénario basé sur le robot Khepera III. / With the construction of increasingly complex robots, the growth of robotic software architectures and the explosion of ever greater diversity of applications and robots missions, the design, development and integration of software entities of robotic systems, constitute a major problem for the robotics community. Indeed, robotic software architectures and software development platforms for robotics are numerous, and are dependent on the type of robot (service robot, collaborative, agricultural, medical, etc.) and its usage mode (In cage, outdoor, environment with obstacles, etc.).The maintenance effort of these platforms and their development cost are therefore considerable.Roboticists are therefore asking themselves a fundamental question: how to reduce the development costs of robotic software systems, while increasing their quality and preserving the specificity and independence of each robotic system? This question induces several others: on the one hand, how to describe and encapsulate the various functions that the robot must provide, in the form of a set of interactive software entities? And on the other hand, how to give these software entities, properties of modularity, portability, reusability, interoperability etc.?In our opinion, one of the most likely and promising solutions to this question, is to raise the level of abstraction in defining the software entities that make up robotic systems. To do this, we turn to model-driven engineering, specifically the design of Domain Specific Modeling Language (DSML).In this thesis, we first realize a comparative study of modeling languages and methods used in the development of embedded real time systems in general. The objective of this first work is to see if there are some that can make it possible to answer the aforementioned questions of the roboticists. This study not only shows that these approaches are not adapted to the definition of robotic software architectures, but mainly results in a framework, which we propose and which helps to choose the method (s) and / or the modeling language (s) best suited to the needs of the designer. Subsequently, we propose a DSML called Robotic Software Architecture Modeling Language (RsaML), for the definition of robotic software architectures with real-time properties. To do this, a meta-model is proposed from the concepts that roboticists are used to in defining their applications. It constitutes the abstract syntax of the language. Real-time properties are identified and included in the relevant concepts. Semantic rules in the field of robotics are then defined as OCL constraints and then integrated into the meta-model, to allow non-functional and realtime property checks to be performed on the constructed models.Eclipse Modeling Framework has been used to implement an editor that supports the RsaML language. The rest of the work done in this thesis involved defining model transformations and then using them to implement generators. These generators make it possible from a RsaML model built, to produce its documentation and source code in C language. These contributions are validated through a case study describing a scenario based on the Khepera III robot.