This thesis aims to propose a framework that helps to conceive an organization. A framework is a collection of items put together for the same purpose and organizations are social units deliberately constructed and reconstructed to seek specific goals. There are systematic approaches that address product systems conception but not organization systems conceptions. Existing organization conception approaches either emphasizes too much the strategic aspect or emphasizes too much the process aspects. However, very few take into consideration in a systematic way informational and resources aspects. This thesis considers the organization in the physical world as composed by an integrated set of resources. The framework proposed has three dimensions: the analysis dimension that covers strategic, process, informational and structural analysis of the organization; the integration dimension that integrates the physical, financial, intangible and human resources; the abstraction dimension that recognizes the various hierarchical layers in the organization. The framework was applied to model a real organization by the use of a detailed step by step method adherent to the framework. Conclusions are that the model framework covered all necessary aspects to model an organization.

Este trabalho propõe um modelo de documentação ativa de frameworks que visa facilitar o desenvolvimento de aplicações que deles fazem uso, pela redução do tempo gasto na análise de sua viabilidade e aumento da qualidade no desenvolvimento destes aplicativos. O modelo é composto por uma estrutura de documentação em árvore hierárquica, abrangendo todo o ciclo de vida do projeto de frameworks, e por seu processo de desenvolvimento. A abordagem proposta visa ajudar na organização, otimização e apresentação de documentação de qualidade, com objetivo de minimizar o tempo gasto na avaliação do framework por seus usuários e facilitar o reconhecimento de sua aplicabilidade e consequente adoção nos projetos de aplicativos de software.Uma ferramenta de apoio foi implementada, denominado DocFramework, para facilitar a aplicação do modelo na produção da documentação. Dois estudos de casos foram realizados, com o objetivo de avaliar a aplicação do modelo de documentação ativa de frameworks e avaliar a abordagem proposta.

O Teste de Software de uma Linha de Produto pode ser eficiente com a utilização de um framework que siga conceitos da Engenharia de Software Experimental. Este trabalho propõe o detalhamento de uma Estrutura de Maturidade Operacional para a Gestão de Teste de Software. A estrutura visa propiciar a gestão de defeitos, assim como a aferição de resultados do Teste de Software, através de um método que utiliza medidas de eficiência e eficácia. Isto permite identificar, estabelecer e manter as capacidades exigidas por Modelos de Maturidade em Teste de Software. Alcança-se este objetivo por meio de estágios de melhoria dos padrões, controles, medidas e aprimoramento contínuo. A contribuição principal é a criação detalhada do Domínio Operacional de um framework. Finalmente a pesquisa foi aplicada em um estudo de caso real, onde dois experimentos foram executados, apresentando resultados eficientes e eficazes.

Framework can be considered an incomplete software with some points that can be specialized to add application-specific behavior, allowing not only source code reuse but also design reuse. Techniques for developing frameworks evolved, starting from the usage of inheritance and composition and passing through more sophisticated ones, such as reflection and introspection. Recent frameworks employ the strategy to define a specific metadata schema for applications to use in their classes and programming elements, enabling framework behavior customization. Despite this technique is being widely used, there are not models, design patterns or development guidelines that aim to help in the creation of this kind of framework. This thesis proposes a conceptual model for metadata-based frameworks that has the aim to identify appropriate solutions for its internal structure and scenarios where it is suitable for. A pattern language presents design solutions aiming a greater flexibility in the structure of this kind of framework and a collection of architectural patterns proposes scenarios for their usage. Some frameworks were developed by students using the proposed pattern solutions and the results of their usage were assessed using questionnaires. Additionally, an experiment was conducted evaluating the metadata-based framework usage in the identified scenarios, observing the consequences comparatively to approaches without frameworks and with a traditional framework. As a result, software architects and framework developers with this conceptual model should be able to identify situations where the metadata usage is appropriate and to design suitable solutions that provides flexibility in metadata reading and processing.

Sistemas eletrônicos embarcados de satélites sofrem grandes cargas de radiações ionizantes, afetando diretamente o silício, criando alta probabilidade de falhas no sistema, advindos de panes transientes e permanentes nos circuitos integrados. Devido ao ambiente hostil em que operam sistemas embarcados espaciais, soluções de robustez são necessárias para o aumento da tolerância a falhas. Neste cenário, a detecção de falhas ajuda o sistema a tomar atitudes de emergência para que a operação não seja prejudicada por completo, nestes casos, consideradas catastróficas, devido o elevado custo associado ao desenvolvimento e produto. Este trabalho tem a finalidade propor uma técnica para sistemas embarcados de tempo real, que possa ser capaz de detectar falhas no nível de tarefas, especificamente com a utilização do Kernel de Tempo Real para Sistemas Multiprocessadores - RTEMS. A técnica proposta foi baseada no projeto de satélite universitário ITASAT, que propõe na arquitetura de hardware um processador operacional em conjunto com um redundante a frio (cold standby). Esses processadores são supervisionados por um arbitrador, ou seja, um terceiro processador que em caso de falha do processador nominal, deve tomar a decisão de entrar em modo emergencial ou acionar o processador redundante. Sistemas Embarcados de Tempo Real utilizam-se de algoritmos de escalonamento que definem a próxima tarefa a ser executada. Essas tarefas podem possuir deadlines rígidos ou moderados. Falhas em tarefas com períodos rígidos ocasionam a perda do sistema por completo. O kernel de tempo real RTEMS é dotado de uma estrutura de dados que possui os dados mínimos das tarefas, para que possam ser executadas e escalonadas corretamente. Estes dados podem ser externalizados por hardware através de portas de E/S na ocasião do chaveamento de contexto, que ocorre em toda troca de tarefa na CPU (troca de contexto). Propõe-se nesse trabalho a captação desses dados para efetuar análises de detecção de falhas, através do comportamento das tarefas que estão sendo executadas no sistema em tempo real.

Os métodos tradicionais de validação de requisitos de desempenho de software, baseados em testes do código, permitem a detecção de problemas somente nas fases finais do ciclo de desenvolvimento de software. Mudanças no software nas fases finais do desenvolvimento são em geral mais custosas e demoradas para serem efetivadas do que aquelas identificadas em fases preliminares. As técnicas de desenvolvimento de software orientadas a modelos permitem verificar requisitos de desempenho durante todo o ciclo de vida do software. Este trabalho propõe um framework de simulação para verificação de requisitos de desempenho de sistemas computacionais de tempo real, baseado em técnicas de desenvolvimento de software orientadas a modelos. O modelo de software é representado por diagramas de instalação e de estados UML (Unified Modeling Language) anotados com informações de desempenho de acordo com o padrão UML Profile for MARTE (Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded Systems). O framework gera automaticamente o modelo de desempenho baseado em Diagrama de Ciclo de Atividades (Activity Cycle Diagram - ACD) a partir do modelo de software UML. ACD é uma representação gráfica simples, que permite a modelagem de sistemas para simulação discreta. O modelo de análise de desempenho é simulado e os resultados da análise dos experimentos de simulação são usados para indicar possíveis melhorias no modelo do software, caso os requisitos de desempenho não sejam atendidos. A análise de desempenho e a realimentação do modelo de software são baseadas na identificação de antipadrões de desempenho no modelo ACD. Os antipadrões de desempenho descrevem erros comuns na arquitetura do software, que podem provocar problemas de desempenho, assim como suas soluções. Finalmente, para validação do framework dois estudos de caso de sistemas computacionais de tempo real são apresentados.

A duplicação de código é um mau que deve ser combatido a qualquer custo. Existem situações em que parece não haver alternativa, o ambiente de desenvolvimento parece requerer que a informação seja replicada, ou então simplesmente não se percebe que ela está sendo duplicada e isso pode afetar negativamente o desenvolvimento de software de diversas maneiras. A duplicação de código resulta no crescimento do código-fonte e de sua complexidade, prejudicando a manutenção do sistema. Mesmo se fosse possível encontrar e alterar todas as réplicas de um trecho de código, é impossível garantir que todas as mudanças foram realizadas consistentemente - que as regiões comuns permanecem idênticas e que as diferenças foram mantidas - sem comparar manualmente cada trecho de código replicado, palavra por palavra, na esperança de que nenhum detalhe tenha sido deixado de lado. Independente da razão, há meios de se evitar a replicação de código. A geração de código-fonte é uma ferramenta conhecida para evitar que um trecho de código seja espalhado para diversas regiões da aplicação. Em diversas linguagens, estruturas podem ser criadas a partir de uma fonte comum de metadados utilizando um gerador de código-fonte sempre que o código é compilado. Particularmente, se tratando de interfaces com o usuário, outra abordagem seria utilizar uma fonte de metadados para gerar código-fonte em tempo de execução. Esse trabalho apresenta o MAGIU (Modelo Arquitetural de Geração de Interfaces com o Usuário), um modelo conceitual para criação de geradores de código-fonte para o desenvolvimento de interfaces com o usuário.

Muitas empresas que buscam vantagens competitivas ou liderança tecnológica necessitam incorporar novas tecnologias ao seu modelo de negócio de forma ágil e eficaz, sendo assim, o sucesso de sua estratégia depende de quão rápido a nova tecnologia pode ser prospectada, desenvolvida e integrada à cadeia de valor da empresa. No entanto, o desenvolvimento de tecnologias é um processo complexo, multidisciplinar, constituído por várias etapas e que possui um elevado risco associado, o que pode gerar grandes frustrações e aversão das empresas por atividades de pesquisa e desenvolvimento. Este trabalho propõe um framework para empresas, de qualquer natureza, desenvolver novas tecnologias de forma integrada ao modelo de negócio, à estratégia corporativa e à percepção de valor de seus clientes e mercado, visando otimizar o processo de inovação tecnológica. O modelo proposto neste trabalho para o desenvolvimento integrado de tecnologias baseia-se na integração do Technology Roadmapping e da ferramenta de design Double Diamond, devido à complementação conceitual existente entre a predição futura de rotas tecnológicas e o design estratégico. Em estudo da aplicação deste modelo no SENAI/SP, evidenciou-se a interação das áreas organizacionais, desde a etapa de pré-desenvolvimento ao plano de desenvolvimento das novas tecnologias, alinhado aos objetivos estratégicos da empresa e às oportunidades de mercado.

Developing component-based applications has always been a big challenge faced for software developers and architects. In the last 25 years, many metadata-based component models were proposed, and most of them include tools that allow controlling the lifecycle of components. However, it was not observed in the academy or in the industry an architecture or a model that can serve as abstraction for tools capable of visually managing metadata-based components and their relationships with other components. In this work, a reference architecture is proposed for such purpose. Tools based on it will provide developers, architects and systems administrators with better control over applications that make use of metadata-based components. For validation purposes, it is presented the Saturnus tool, which implements the proposed architecture and controls components of Spring DM-based applications. The "Management Application" is also presented as a proof of concept-it is a Spring DM-based application that was gradually evolved with Saturnus. After implementing both Saturnus and the "Management Application", it is possible to say that proposing such an architecture is feasible and that it is possible to visualize the organization of components in terms of graphs in tools that implement it, and also that these tools can effectively control metadata-based components and their relationships with each other, as well as their lifecycle. Consequently, it is now possible to have better control over the architecture of applications that make use of metadata-based components, tools able to control metadata-based components can now be created, metadata-based component models tend to be more used as other architectures or models able to support component-based development are proposed and now Spring DM-based applications can be better controlled with the help of Saturnus.

Esta tese propõe a utilização do termo suficiente em vez de completo para o conjunto de requisitos e cria um método para a obtenção desse conjunto, para ser utilizado no início do desenvolvimento de sistemas de aeronaves. Na indústria aeronáutica civil, um conjunto suficiente de requisitos é crucial para o sucesso do desenvolvimento da aeronave, uma vez que um requisito ausente significa um atributo faltante. A fim de melhorar o processo de captura de requisitos, proporcionando oportunidade para que todos os requisitos recebam o mesmo nível de atenção, este trabalho propõe um modelo que considera todo o ciclo de vida do sistema, todos os processos e pessoas envolvidas. O modelo proposto foi aplicado na fase do ciclo de vida de operação para o cenário de operação normal, e na fase de manutenção para dois cenários: a manutenção programada e a não programada. A importância do modelo proposto na geração de um conjunto suficiente de requisitos foi avaliada por meio da aplicação do modelo, por meio de estudo de campo (painel de especialistas) e por meio da comparação com um conjunto de requisitos atual.