Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MairaFBM_DISSERT.pdf: 2457675 bytes, checksum: 89599b0e4d22e348438de0c61dc6f914 (MD5) Previous issue date: 2013-02-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The occurrence of problems related to the scattering and tangling phenomenon, such as the difficulty to do system maintenance, increasingly frequent. One way to solve this problem is related to the crosscutting concerns identification. To maximize its benefits, the identification must be performed from early stages of development process, but some works have reported that this has not been done in most of cases, making the system development susceptible to the errors incidence and prone to the refactoring later. This situation affects directly to the quality and cost of the system. PL-AOVgraph is a goal-oriented requirements modeling language which offers support to the relationships representation among requirements and provides separation of crosscutting concerns by crosscutting relationships representation. Therefore, this work presents a semi-automatic method to crosscutting concern identification in requirements specifications written in PL-AOVgraph. An adjacency matrix is used to identify the contributions relationships among the elements. The crosscutting concern identification is based in fan-out analysis of contribution relationships from the informations of adjacency matrix. When identified, the crosscutting relationships are created. And also, this method is implemented as a new module of ReqSys-MDD tool / A ocorr?ncia de problemas relacionados aos fen?menos de espalhamento e entrela?amento, tal como a dificuldade de manuten??o do sistema, ? cada vez mais frequente. Uma tentativa de resolver este problema est? relacionada ? identifica??o de interesses transversais. Para maximizar seus benef?cios, a identifica??o deve ser realizada desde as etapas iniciais do processo de desenvolvimento, por?m alguns trabalhos relatam que isto n?o tem sido feito na maioria dos casos, tornando o desenvolvimento do sistema suscet?vel ? ocorr?ncia de erros e propensos ? refatora??es em fases posteriores. Esta situa??o afeta diretamente ? qualidade e o custo do sistema. PL-AOVgraph ? uma linguagem de modelagem de requisitos orientada a metas que oferece suporte para representa??o dos relacionamentos entre requisitos e prov? separa??o de interesses transversais atrav?s da representa??o de relacionamentos transversais. Diante disso, esse trabalho apresenta um m?todo semi-autom?tico para identifica??o de interesses transversais em especifica??es de requisitos escritas em PL-AOVgraph. Uma matriz de adjac?ncia ? utilizada para a identifica??o dos relacionamentos de contribui??o entre os elementos. A identifica??o de interesses transversais ? baseada na an?lise fan-out dos relacionamentos de contribui??o a partir das informa??es da matriz de adjac?ncia. Quando identificados, os relacionamentos transversais s?o criados. Esse m?todo est? implementado como um novo m?dulo da ferramenta ReqSys-MDD

The success of a software project is strongly related with architectural design. However, designing the right Software Architecture is a very subjective task and takes a long time, being much influenced by architect's experience and the quality of requirements engineering. This architectural knowledge, usually, is not documented, since it is considered tacit knowledge of architects or other stakeholders, and eventually dissipates. It is also essentially important to ensure the consistency between software architecture and implementation. However, this mapping is usually made manually, based only on the developer's understanding over the software architecture, which requires high discipline. Thus, errors can arise during this phase, compromising the consistency amongst architectural decisions and source code. The objective of this work is to present a tool-based solution that supports young architects by recommending a suitable architectural style, based on the system's requirements, particularly the quality attributes of the system. The tool encompasses both trade-o resolution over quality attributes and recommendation of architectural styles based on quality attributes. Finally, based on the recommended architecture, the tool will generate the system structural source-code, using a component implementation model called COSMOS*, providing traceability between architectural design and implementation. The proposed solution has been evaluated in the context of a specific domain of Learning Management System (LMS), in order to illustrate the tool support in the execution of an architectural design process. / O sucesso de um projeto de software está fortemente relacionado com o projeto arquitetural. No entanto, projetar a arquitetura de software correta é uma tarefa muito subjetiva e leva muito tempo, sendo muito influenciada pela experiência do arquiteto e a qualidade da engenharia de requisitos. Este conhecimento arquitetural, geralmente, não está documentado, uma vez que é considerado o conhecimento tácito dos arquitetos ou dos interessados, e, eventualmente, se dissipa. Também é essencialmente importante assegurar a consistência entre a arquitetura de software e a implementação. No entanto, esse mapeamento é feito manualmente na maioria das vezes, baseado apenas no entendimento do desenvolvedor sobre a arquitetura, exigindo disciplina por parte dele. Assim, erros podem surgir durante esta fase, comprometendo a consistência entre as decisões arquiteturais e o código fonte. Em face destas dificuldades, foi desenvolvido este trabalho, cujo o objetivo é apresentar uma ferramenta que apoie jovens arquitetos com a recomendação de um estilo arquitetural adequado, baseado nos requisitos do sistema, particularmente os atributos de qualidade do sistema. A ferramenta compreende tanto resolução trade-off sobre os atributos de qualidade e recomendação de estilos arquiteturais com base em atributos de qualidade. Por fim, com base na arquitetura recomendada, a ferramenta irá gerar o código estrutural do sistema, utilizando um modelo de implementação de componente chamado COSMOS*, proporcionando rastreabilidade entre projeto arquitetural e a implementação. A solução proposta foi avaliada no contexto de um domínio específico dos Ambientes Virtuais e Aprendizagem (AVA), a m de ilustrar o suporte da ferramenta na execução de um processo de projeto arquitetural.

O grande avanço das técnicas de Planejamento em Inteligência Artificial fez com que a Engenharia de Requisitos e a Engenharia do Conhecimento ganhassem extrema importância entre as disciplinas relacionadas a projeto de engenharia (Engineering Design). A especificação, modelagem e análise dos domínios de planejamento automático se tornam etapas fundamentais para melhor entender e classificar os domínios de planejamento, servindo também de guia na busca de soluções. Neste trabalho, é apresentada uma proposta de um ambiente integrado de modelagem e análise de domínios de planejamento, que leva em consideração o ciclo de vida de projeto, representado por uma ferramenta gráfica de modelagem que utiliza diferentes representações: a UML para modelar e analisar as características estáticas dos domínios; XML para armazenar, integrar, e exportar informação para outras linguagens (ex.: PDDL); as Redes de Petri para fazer a análise dinâmica; e a PDDL para testes com planejadores. / The great development in Artificial Intelligence Planning has emphasized the role of Requirements Engineering and Knowledge Engineering among the disciplines that contributes to Engineering Design. The modeling and specification of automated planning domains turn out to be fundamental tasks in order to understand and classify planning domains and guide the application of problem solving techniques. In this work, it is presented the proposed integrated environment for modeling and analyzing automated planning domains, which considered the life cycle of a project, represented by a tool that uses several language representations: UML to model and perform static analyses of planning environments; XML to hold, integrate, share and export information to other language representations (e.g. PDDL); Petri Nets, where dynamic analyses are made; and PDDL for testing models with planners.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-03-11T14:00:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese bdtd - jhcp.pdf: 10794622 bytes, checksum: dc412b23838ca5016586548c59128658 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-11T14:00:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese bdtd - jhcp.pdf: 10794622 bytes, checksum: dc412b23838ca5016586548c59128658 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / CAPES / A number of approaches have been proposed for eliciting, modeling and analyzing requirements for adaptive systems. However, there is still a large gap between such requirements specifications and the actual implementation of adaptive systems. In this thesis we investigate the interplay between requirements and architecture for the development of adaptive systems. Furthermore, we propose the Multi-Level Adaptation for Software Systems (MULAS) framework. This framework is centered on the iterative and incremental refinement of a goal model, towards the creation of a Design Goal Model. This model can then be used at runtime to drive adaptation on a system that is properly instrumented. Moreover, the framework includes a toolsupported process for generating statechart behavioral models from a Design Goal Model. The GATO tool (Goal TO Architecture) allows the creation of the different artifacts of the process, including the automatic generation of base statecharts. The suitability of this approach for developing adaptive systems is illustrated by means of case studies. Empirical results show that the techniques developed to translate enriched goal models onto statecharts are scalable, i.e. they present a good performance even with large models. Furthermore, an experiment with software engineering students indicates that the adoption of this framework by non-experts is feasible and beneficial. / Um grande número de abordagens foram propostas para elicitar, modelar e analisar requisitos para sistemas adaptativos. No entanto, ainda existe uma grande distância entre a especificação de requisitos e a implementação de um sistema adaptativo. Nesta tese foi investigada a interrelação entre requisitos e arquitetura para o desenvolvimento de sistemas adaptativos. Mais especificamente, nós propomos o framework Adaptação Multi-Nível para Sistemas de Software (MULAS, do inglês Multi-Level Adaptation for Software Systems). Este framework é focado no refinamento iterativo e incremental de um modelo de objetivos, em direção à criação de um Modelo de Objetivos de Design (DGM, do inglês Design Goal Model). Este modelo pode então ser utilizado em tempo de execução para se gerenciar a adaptação em um sistema devidamente instrumentado. Ademais, o framework inclui um processo para gerar diagramas de estados a partir do Modelo de Objetivos de Design. Uma ferramenta desenvolvida especificamente para apoiar este framework (GATO, do inglês, Goal TO Architecture) permite criar os diferentes artefatos do processo, incluindo a geração automática de diagrama de estados base. A adequação desta abordagem ao desenvolvimento de sistemas adaptativos é ilustrada através de estudos de caso. Resultados empíricos mostram que as técnicas desenvolvidas para criar diagramas de estados a partir do modelo de objetivos com elementos de design apresentam boa escalabilidade, i.e. possui bom desempenho mesmo no caso de modelos extensos. Adicionalmente, um experimento com estudantes de engenharia de software indica que a adoção do framework por não-especialistas não é apenas possível como também é benéfica.

The first steps in the software development life cycle are crucial for a successful software product. In this scenario, modeling activities play an important role in the requirements specification and other activities throughout the Project. Although the modeling activities of business processes and activities related to Requirements Engineering are recognized as important individually, some approaches have considered the integration of these activities. In this context, this master thesis proposes an approach and corresponding guidelines for integration of modeling software requirements with SysML and modeling of business processes and workflows with the support of BPMN. This relationship is represented with both graphical models and tabular format. Therefore, software developers can track business processes and software requirements already during the initial activities of the software development process. The proposed approach has been presented to a group of systems analysts, university professors and master students. These participants answered to a questionnaire based on TAM theory mostly agreeing that integrating BPMN and SysML will contribute positively for documentation , validation and tracking requirements. Despite their interest in learning more about the two languages, they declared di culty in performing integration and the cost to use this proposal in projects in industry. This work has also presented a report of the experience in HU / UFS and a guide to integration of BPMN and SysML to assist the development of a patient’s Electronic Health Record in a public hospital. / Os primeiros passos no ciclo de vida de desenvolvimento de software são cruciais para um produto de software bem sucedido. Neste cenário, as atividades de modelagem desempenham um papel importante na especificação de requisitos e demais atividades em todo o projeto. Embora as atividades de modelagem de processos de negócio e as atividades relacionadas com a Engenharia de Requisitos sejam reconhecidas como importantes individualmente, algumas abordagens têm considerado a integração destas atividades. Neste contexto, este trabalho propõe uma abordagem e orientações correspondentes à integração dos modelos de processos de negócio elaborados com BPMN e modelos de requisitos de software com SysML. Essa relação é representada tanto com modelos gráficos como em formato tabular. Portanto, os desenvolvedores de software podem rastrear os processos de negócio e requisitos de software já durante as atividades iniciais do processo de desenvolvimento de software. A abordagem proposta foi apresentada a um grupo de analistas de sistemas, professores universitários que lecionam a disciplina Engenharia de Software e estudantes de mestrado do curso de Ciência da Computação da Universidade Federal de Sergipe, e respondendo a um questionário baseado na teoria TAM afirmaram que a integração BPMN e SysML irá contribuir positivamente nas atividades de documentação, validação e rastreamento de requisitos. Apesar do interesse em aprender mais sobre as duas linguagens, os participantes na pesquisa declararam a dificuldade em realizar a integração e o custo em utilizar esta proposta em projetos reais. Neste trabalho foi ainda apresentado um relato da experiência no Hospital Universitário da Universidade Federal de Sergipe (HU/UFS) e um guia para integração de modelos elaborados com BPMN e SysML, para auxiliar o desenvolvimento de um prontuário eletrônico do paciente em um hospital público.

[pt] Considerando a disponibilidade do Big Data para engenharia de software, como no caso do GitHub, a semi-automação da elicitação de requisitos não funcionais (NFRs) é uma estratégia fundamental para a definição de requisitos. Como tal, a elicitação de NFRs, dentro da automação da leitura de documentos, pode gerenciar a massa de informações valiosas existentes nos dados disponíveis. Esta tese explora esse contexto em três partes, a escolha de fontes apropriadas de informação, uma elicitação de descoberta de fatos e a identificação de NFRs. As avaliações realizadas mostraram que a automação enfrenta um balance entre eficiência e eficácia. Esse equilíbrio é detalhado com diferentes estratégias inovadoras. O conhecimento adquirido é organizado como um catálogo SIG (Softgoal Interdependence Graph). / [en] Considering the availability of Big Data for software engineering, as the case of GitHub, the semi-automation of non-functional requirements (NFRs) elicitation is a key strategy towards requirements definition. As such, NFRs elicitation, within the automation of document reading, can manage the mass of valuable information existing in available data. This thesis explores this context in three parts, the choice of proper sources of information, a fact-finding elicitation, and NFRs identification. The assessments performed showed that the automation faces a trade-off between efficiency and efficacy. This trade-off is detailed with different novel strategies. The acquired knowledge is organized as a SIG (Softgoal Interdependence Graph) catalog.

Esta tese objetiva propor uma metodologia de especificação de requisitos de usabilidade e segurança orientada para arquitetura (MERUSA) aplicável a sistemas digitais de automação distribuídos e abertos. A estratégia utilizada para atingir esse objetivo consiste no desenvolvimento de uma metodologia focalizada nos processos de elicitação e análise dos requisitos de usabilidade e segurança, sincronizada com a evolução da arquitetura do sistema computacional. O modelo de referência ODP (Open Distributed Process) é utilizado como uma referência básica desse processo, fornecendo conceitos, procedimentos e modelos adequados à especificação e ao desenvolvimento de sistemas distribuídos e abertos de automação (orientados a objeto ou não), permitindo obter uma infra-estrutura coerente e gerenciável, com exigentes requisitos de integração. A eficácia da metodologia é verificada com a sua aplicação a um meta-modelo de especificação de projeto para sistemas digitais de controle distribuído de transmissão de energia para o sistema elétrico brasileiro. / This thesis purposes one new architecture oriented safety and usability requirements specification methodology (MERUSA) applied to open and distributed automation digital systems. The strategy used to achieve this goal consists on the development of a methodology centered on safety and usability requirement elicitation and analysis processes, synchronized with computational system architectural evolution. The RM-ODP (Reference Model of Open Distributed Process) is used as basic reference of this process. This pattern. supplies concepts, procedures and models appropriated to open and distributed system specification and development (object oriented or not), providing one coherent and manageable framework, with strong integration requirements. The methodology effectiveness is verified with its application to a project specification meta-model for energy transmission distributed control digital systems of Brazilian electrical system.

Esta tese objetiva propor uma metodologia de especificação de requisitos de usabilidade e segurança orientada para arquitetura (MERUSA) aplicável a sistemas digitais de automação distribuídos e abertos. A estratégia utilizada para atingir esse objetivo consiste no desenvolvimento de uma metodologia focalizada nos processos de elicitação e análise dos requisitos de usabilidade e segurança, sincronizada com a evolução da arquitetura do sistema computacional. O modelo de referência ODP (Open Distributed Process) é utilizado como uma referência básica desse processo, fornecendo conceitos, procedimentos e modelos adequados à especificação e ao desenvolvimento de sistemas distribuídos e abertos de automação (orientados a objeto ou não), permitindo obter uma infra-estrutura coerente e gerenciável, com exigentes requisitos de integração. A eficácia da metodologia é verificada com a sua aplicação a um meta-modelo de especificação de projeto para sistemas digitais de controle distribuído de transmissão de energia para o sistema elétrico brasileiro. / This thesis purposes one new architecture oriented safety and usability requirements specification methodology (MERUSA) applied to open and distributed automation digital systems. The strategy used to achieve this goal consists on the development of a methodology centered on safety and usability requirement elicitation and analysis processes, synchronized with computational system architectural evolution. The RM-ODP (Reference Model of Open Distributed Process) is used as basic reference of this process. This pattern. supplies concepts, procedures and models appropriated to open and distributed system specification and development (object oriented or not), providing one coherent and manageable framework, with strong integration requirements. The methodology effectiveness is verified with its application to a project specification meta-model for energy transmission distributed control digital systems of Brazilian electrical system.

The Model Driven Development (MDD) promotes the use of models to generate software solutions, in which models are the primary development artifact. In recent years, studies in software engineering area (ES) have been intensified and several solutions, definitions, methods and structures are being generated. However, this paradigm, as it is considered by some authors, has not been effectively used, as the ES covers various aspects, and not everyone is prepared for MDD. The Requirements Engineering (RE) is highlighted in this scenario, since it comprises the initial phase of the development process and the product generated must meet the requirements set out in that time. Once the code ceases to be the focus of development in the context of MDD, it is necessary to identify whether the requirements defined at the beginning of the project while under transformation remain faithful as well as the allocated elements to each requirement at all stages and possible impacts in case of change. In this context, it is important to introduce the concepts of traceability requirements in MDD. Thus, this work presents the R2MDD, a framework which aims to monitor and track requirements for the transformation of models to the generation of source code. The R2MDD seeks to identify impacts, ensure the consistency of requirements and other characteristics, as well as generate information management level, benefiting all stakeholders. An experimental study was conducted with the assistance of Qualitas model at the University Hospital of the Federal University of Sergipe (HU - UFS) to assess the R2MDD, highlighting its advantages and limitations. / O Model Driven Development (MDD) promove o uso de modelos na geração de soluções de software, na qual os modelos são o artefato principal do desenvolvimento. Nos últimos anos, estudos na área de Engenharia de Software (ES) tem sido intensificados e diversas soluções, definições, métodos e estruturas estão sendo geradas. Entretanto, esse paradigma, como é considerado por alguns autores, ainda não é utilizado de forma efetiva, visto que a ES abrange diversos aspectos e nem todos estão preparados para o MDD. A Engenharia de Requisitos (ER) ganha destaque nesse cenário, pois compreende a fase inicial do processo de desenvolvimento e o produto gerado deve atender aos requisitos definidos nesse momento. Uma vez que o código deixa de ser o foco do desenvolvimento no contexto de MDD, surge a necessidade de identificar se os requisitos definidos no início do projeto, ao serem transformados, mantém-se fieis, bem como identificar os elementos alocados a cada requisito em todas as fases e possíveis impactos em caso de alteração. Nesse contexto, torna-se importante introduzir os conceitos da rastreabilidade de requisitos em MDD. Dessa forma, este trabalho apresenta o R2MDD, um framework que visa monitorar e rastrear requisitos durante as transformações de modelos até a geração de código fonte. O R2MDD busca identificar impactos, garantir a consistência dos requisitos e demais características, bem como gerar informações a nível gerencial, que beneficiam todos os stakeholders. Um caso exemplo foi realizado com o auxílio do modelo Qualitas no Hospital Universitário da Universidade Federal de Sergipe (HU – UFS) a fim de avaliar o R2MDD, destacar suas vantagens e identificar suas limitações.

Requirements Engineering (ER) has an important role in Software Engineering for being an early stage of the software development process. ER serves as the basis for implementation of other activities, contributing decisively to the quality of the final software product. Requirements Elicitation process is among the main concerns of ER. It involves the recognition and description of customer needs, in such a way that it is possible to reflect the business accurately and consistent. Moreover, in general, most problems that occur during the process of software development are caused by failures in the early stages. In this context, emerging approaches such as Model-Driven Developement (MDD) and Business Process Modeling (MPN). Such approaches seek to understand and describe business processes and enable a closer look of the domain. As well, especially when backed by support tools, using approaches such as MDD and MPN can contribute to improving the quality of the requirements and the requirements Elicitation process. This work presents ModelER approach, which seeks to promote improvements in Requirements Elicitation process, through the use of concepts and practices of the MDD and the MPN for identifying software requirements. / A Engenharia de Requisitos (ER) possui um importante papel na Engenharia de Software pelo fato de compreender uma fase inicial do processo de desenvolvimento de software. Ela serve de base para a realização das demais atividades, contribuindo decisivamente para a qualidade do produto de software final. O processo de Elicitação de Requisitos está entre as principais preocupações da ER. Ele envolve o reconhecimento e a descrição das necessidades dos clientes, de tal forma que seja possível refletir o negócio de forma precisa e coerente. Além disso, de maneira geral, a maior parte dos problemas que ocorrem durante o processo de desenvolvimento de software é causada por falhas nas fases iniciais. Diante desse contexto, surgem abordagens tais como o Desenvolvimento Orientado por Modelos (Model-Driven Developement MDD) e a Modelagem de Processos de Negócio (Business Process Modeling MPN1). Tais abordagens tanto buscam compreender e descrever os processos de negócio, quanto permitem uma visão mais próxima do domínio. Assim, sobretudo quando apoiadas por ferramentas de suporte, o uso de abordagens como MDD e MPN pode contribuir para a melhoria da qualidade dos requisitos e do processo de Elicitação de Requisitos. Este trabalho apresenta a abordagem ModelER, a qual busca promover melhorias no processo de Elicitação de Requisitos, através da utilização de conceitos e práticas do MDD e da MPN para identificação de requisitos de software.