A Programação Orientada a Aspectos (POA) é uma técnica contemporânea de desenvolvimento de software fortemente baseada no princípio da separação de interesses. Ela tem como objetivo tratar de problemas de modularização de software por meio da introdução do aspecto como uma nova unidade de implementação que encapsula comportamento relacionado aos interesses transversais do software. A despeito dos benefícios que podem ser alcançados com o uso da POA, seus mecanismos de implementação representam novas potenciais fontes de defeitos que devem ser tratados durante a fase de teste de software. Nesse contexto, o teste de mutação consiste em um critério de seleção de testes baseado em defeitos que tem sido bastante investigado para demonstrar a ausência de defeitos pré-especifiados no software. Acredita-se que o teste de mutação seja uma ferramenta adequada para lidar com as particularidades de técnicas de programação contemporâneas como a POA. Entretanto, até o presente momento, as poucas iniciativas para adaptar o teste de mutação para o contexto de programas orientados a aspectos (OA) apresentam cobertura limitada em relação aos tipos de defeitos simulados, ou ainda requerem adequado apoio automatizado e avaliações. Esta tese visa a mitigar essas limitações por meio da definição de uma abordagem abrangente de teste de mutação para programas OA escritos na linguagem AspectJ. A tese inicia como uma investigação da propensão a defeitos de programas OA e define uma taxonomia de defeitos para tais programas. A taxonomia inclui uma variedade de tipos de defeitos e serviu como base para a definição de um conjunto de operadores de mutação para programas OA. Suporte automatizado para a aplicação dos operadores também foi disponibilizado. Uma série de estudos quantitativos mostra que a taxonomia de defeitos proposta é suficiente para classificar defeitos encontrados em vários sistemas OA. Os estudos também mostram que os operadores de mutação propostos são capazes de simular defeitos que podem não ser relevados por conjuntos de teste pré-existentes, não derivados para cobrir mutantes. Além disso, observou-se que o esforço requerido para evoluir tais conjuntos de teste de forma a torná-los adequados para os requisitos gerados pelos operadores / Aspect-Oriented Programming (AOP) is a contemporary software development technique that strongly relies on the Separation of Concerns principle. It aims to tackle software modularisation problems by introducing the aspect as a new implementation unit to encapsulate behaviour required to realise the so-called crosscutting concerns. Despite the benefits that may be achieved with AOP, its implementation mechanisms represent new potential sources of faults that should be handled during the testing phase. In this context, mutation testing is a widely investigated fault-based test selection criterion that can help to demonstrate the absence of prespecified faults in the software. It is believed to be an adequate tool to deal with testing-related specificities of contemporary programming techniques such as AOP. However, to date, the few initiatives for customising the mutation testing for aspect-oriented (AO) programs show either limited coverage with respect to the types of simulated faults, or a need for both adequate tool support and proper evaluation. This thesis tackles these limitations by defining a comprehensive mutation-based testing approach for AO programs written in the AspectJ language. It starts with a fault-proneness investigation in order to define a fault taxonomy for AO software. Such taxonomy encompasses a range of fault types and underlay the definition of a set of mutation operators for AO programs. Automated tool support is also provided. A series of quantitative studies show that the proposed fault taxonomy is able to categorise faults identified from several available AO systems. Moreover, the studies show that the mutation operators are able to simulate faults that may not be revealed by pre-existing, non-mutation-based test suites. Furthermore, the effort required to augment the test suites to provide adequate coverage of mutants does not tend to overwhelm the testers. This provides evidence of the feasibility of the proposed approach and represents a step towards the practical fault-based testing of AO programs

A Programação Orientada a Aspectos (POA) é uma técnica contemporânea de desenvolvimento de software fortemente baseada no princípio da separação de interesses. Ela tem como objetivo tratar de problemas de modularização de software por meio da introdução do aspecto como uma nova unidade de implementação que encapsula comportamento relacionado aos interesses transversais do software. A despeito dos benefícios que podem ser alcançados com o uso da POA, seus mecanismos de implementação representam novas potenciais fontes de defeitos que devem ser tratados durante a fase de teste de software. Nesse contexto, o teste de mutação consiste em um critério de seleção de testes baseado em defeitos que tem sido bastante investigado para demonstrar a ausência de defeitos pré-especifiados no software. Acredita-se que o teste de mutação seja uma ferramenta adequada para lidar com as particularidades de técnicas de programação contemporâneas como a POA. Entretanto, até o presente momento, as poucas iniciativas para adaptar o teste de mutação para o contexto de programas orientados a aspectos (OA) apresentam cobertura limitada em relação aos tipos de defeitos simulados, ou ainda requerem adequado apoio automatizado e avaliações. Esta tese visa a mitigar essas limitações por meio da definição de uma abordagem abrangente de teste de mutação para programas OA escritos na linguagem AspectJ. A tese inicia como uma investigação da propensão a defeitos de programas OA e define uma taxonomia de defeitos para tais programas. A taxonomia inclui uma variedade de tipos de defeitos e serviu como base para a definição de um conjunto de operadores de mutação para programas OA. Suporte automatizado para a aplicação dos operadores também foi disponibilizado. Uma série de estudos quantitativos mostra que a taxonomia de defeitos proposta é suficiente para classificar defeitos encontrados em vários sistemas OA. Os estudos também mostram que os operadores de mutação propostos são capazes de simular defeitos que podem não ser relevados por conjuntos de teste pré-existentes, não derivados para cobrir mutantes. Além disso, observou-se que o esforço requerido para evoluir tais conjuntos de teste de forma a torná-los adequados para os requisitos gerados pelos operadores / Aspect-Oriented Programming (AOP) is a contemporary software development technique that strongly relies on the Separation of Concerns principle. It aims to tackle software modularisation problems by introducing the aspect as a new implementation unit to encapsulate behaviour required to realise the so-called crosscutting concerns. Despite the benefits that may be achieved with AOP, its implementation mechanisms represent new potential sources of faults that should be handled during the testing phase. In this context, mutation testing is a widely investigated fault-based test selection criterion that can help to demonstrate the absence of prespecified faults in the software. It is believed to be an adequate tool to deal with testing-related specificities of contemporary programming techniques such as AOP. However, to date, the few initiatives for customising the mutation testing for aspect-oriented (AO) programs show either limited coverage with respect to the types of simulated faults, or a need for both adequate tool support and proper evaluation. This thesis tackles these limitations by defining a comprehensive mutation-based testing approach for AO programs written in the AspectJ language. It starts with a fault-proneness investigation in order to define a fault taxonomy for AO software. Such taxonomy encompasses a range of fault types and underlay the definition of a set of mutation operators for AO programs. Automated tool support is also provided. A series of quantitative studies show that the proposed fault taxonomy is able to categorise faults identified from several available AO systems. Moreover, the studies show that the mutation operators are able to simulate faults that may not be revealed by pre-existing, non-mutation-based test suites. Furthermore, the effort required to augment the test suites to provide adequate coverage of mutants does not tend to overwhelm the testers. This provides evidence of the feasibility of the proposed approach and represents a step towards the practical fault-based testing of AO programs