Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-30T21:50:59Z No. of bitstreams: 1 MariliaAranhaFreire_TESE.pdf: 5649879 bytes, checksum: 2335924edd2ff84ad849308b4297dd7d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-01T18:52:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariliaAranhaFreire_TESE.pdf: 5649879 bytes, checksum: 2335924edd2ff84ad849308b4297dd7d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T18:52:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariliaAranhaFreire_TESE.pdf: 5649879 bytes, checksum: 2335924edd2ff84ad849308b4297dd7d (MD5) Previous issue date: 2015-03-05 / A condu??o de estudos emp?ricos ? de vital import?ncia para coletar evid?ncias cient?ficas sobre novas tecnologias de software. Neste sentido, nos ?ltimos anos centenas de experimentos controlados v?m sendo realizados na ?rea da engenharia de software. Um experimento controlado ? uma t?cnica que permite aos cientistas testarem uma hip?tese de pesquisa e a rela??o causa e efeito entre as vari?veis envolvidas no ambiente de estudo. Entretanto, o planejamento, execu??o, an?lise e empacotamento de um experimento controlado s?o considerados atividades complexas, custosas e propensas a erros. As poucas ferramentas existentes de apoio ao processo de experimenta??o auxiliam v?rias atividades envolvidas em um experimento mas possuem limita??es e grande necessidade de melhorias. Neste contexto, este trabalho prop?e : (i) investigar abordagens e ambientes existentes de apoio a formaliza??o e condu??o de experimentos controlados em ES identificando suas limita??es e benef?cios; (ii) propor uma linguagem espec?fica de dom?nio para a formaliza??o de experimentos controlados; e (iii) desenvolver uma abordagem dirigida por modelos que usa a formaliza??o de um experimento para gera??o de workflows customiz?veis de apoio ? condu??o de experimentos controlados. O trabalho ? avaliado atrav?s da condu??o de: (i) um estudo de viabilidade da abordagem dirigida por modelos atrav?s da modelagem de um experimento existente e gera??o de workflows customiz?veis a partir do seu projeto estat?stico; (ii) um estudo emp?rico de an?lise da expressividade e completude da linguagem espec?fica de dom?nio proposta atrav?s da modelagem de 16 experimentos; (iii) um experimento controlado que investiga ? compreens?o da linguagem pelos experimentadores; e (iv) um experimento controlado que investiga a usabilidade da linguagem atrav?s do seu uso direto na especifica??o de experimentos. Os resultados obtidos em tais estudos trazem evid?ncias que a abordagem proposta ? vi?vel, e que a linguagem tem um bom n?vel de expressividade e completude. Al?m disso, as an?lises mostram que a compreens?o do plano experimental escrito na linguagem proposta ? mais f?cil e mais r?pida que quando analisando a especifica??o de um plano experimental descrito em artigos cient?ficos. Por fim, a percep??o dos experimentadores foi positiva em rela??o ? utiliza??o da linguagem. / The conduction of empirical studies is very important to gather scientific evidences of new software technologies. Over the last years, a hundred of controlled experiments have been conducted in the software engineering area. A controlled experiment is a technique that allows researchers to test a research hypothesis and the causal effect analysis among the variables involved in the study environment. However, the planning, execution, analysis and packaging of a controlled experiment are considered work intensive, time consuming and error-prone activities. A few existing supporting tools can help the accomplishment of many of these activities but they still have many limitations and improvement needs. In this context, this thesis proposes: (i) to investigate existing approaches and environments to support the formalization and conduction of SE controlled experiments by identifying their limitations and benefits; (ii) to propose a domain-specific language (DSL) to formalize the specification of controlled experiments; and (iii) to develop a model-driven approach that can use the experiment specification in the DSL to generate customized workflows to support the execution of controlled experiments. This work is evaluated through the conduction of: (i) a feasibility study of the modeldriven approach through the modeling of a real experiment and the generation of workflows according to its experimental design; (ii) an empirical study that assesses the expressivity and completeness of the domain-specific language through the modeling of 16 existing experiments; (iii) a controlled experiment that investigates the DSL comprehensibility by the experimenters; and (iv) a controlled experiment that investigates the language usability through the specification of experiments. The studies results bring evidences of the approach feasibility, and the expressiveness and completeness of the DSL. In addition, our controlled experiments results show that: (i) the experimental plan comprehension when written in the proposed DSL is easier to understand and faster to specify when compared to the experiment specification described in scientific papers; and (ii) the experimenters? perception was positive when using the DSL.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PriscillaVD_DISSERT.pdf: 2033070 bytes, checksum: 27c8a6f6a0e802c19b0f74553cc6db23 (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / The field of Wireless Sensor and Actuator Networks (WSAN) is fast increasing and has attracted the interest of both the research community and the industry because of several factors, such as the applicability of such networks in different application domains (aviation, civil engineering, medicine, and others). Moreover, advances in wireless communication and the reduction of hardware components size also contributed for a fast spread of these networks. However, there are still several challenges and open issues that need to be tackled in order to achieve the full potential of WSAN usage. The development of WSAN systems is one of the most relevant of these challenges considering the number of variables involved in this process. Currently, a broad range of WSAN platforms and low level programming languages are available to build WSAN systems. Thus, developers need to deal with details of different sensor platforms and low-level programming abstractions of sensor operational systems on one hand, and they also need to have specific (high level) knowledge about the distinct application domains, on the other hand. Therefore, in order to decouple the handling of these two different levels of knowledge, making easier the development process of WSAN systems, we propose LWiSSy (Domain Language for Wireless Sensor and Actuator Networks Systems), a domain specific language (DSL) for WSAN. The use of DSLs raises the abstraction level during the programming of systems and modularizes the system building in several steps. Thus, LWiSSy allows the domain experts to directly contribute in the development of WSANs without having knowledge on low level sensor platforms, and network experts to program sensor nodes to meet application requirements without having specific knowledge on the application domain. Additionally, LWiSSy enables the system decomposition in different levels of abstraction according to structural and behavioral features and granularities (network, node group and single node level programming) / As Redes de Sensores e Atuadores Sem Fio (RSASF) v?m emergindo rapidamente e t?m atra?do o interesse da comunidade de pesquisa e da ind?stria, gra?as a v?rios fatores, dentre eles a aplicabilidade desse tipo de rede nos mais diversos dom?nios de aplica??es (avia??o, engenharia civil, medicina, dentre outros). Al?m disso, avan?os na comunica??o sem fio e miniaturiza??o dos componentes de hardware tamb?m contribu?ram para a r?pida prolifera??o dessas redes. Apesar disso, ainda existem alguns desafios a serem transpostos a fim de se atingir o pleno potencial de utiliza??o das RSASF. Dentre estes, o desenvolvimento de sistemas de RSASF aparece como um dos mais relevantes atualmente, haja vista a quantidade de vari?veis envolvidas no processo de desenvolvimento. Atualmente, uma vasta gama de plataformas de RSASF e diversas linguagens de programa??o de baixo n?vel podem ser empregadas no desenvolvimento desses sistemas. Dessa forma, ? necess?rio que o desenvolvedor possua tanto conhecimento de baixo n?vel relativo ? plataforma da RSASF, quanto conhecimento espec?fico do dom?nio de cada uma das aplica??es presentes no sistema. A fim de efetuar o desacoplamento da utiliza??o destes conhecimentos durante o processo de desenvolvimento, de forma a facilitar tal processo, este trabalho prop?e LWiSSy (Domain Language for Wireless Sensor and Actuator Networks Systems), uma linguagem para modelagem de sistemas para RSASF baseada no uso de DSLs (Domain Specific Language). As DSLs, pelo fato de aumentarem o n?vel de abstra??o da programa??o e modularizarem a constru??o de sistemas em v?rias etapas, permitir?o que ambos os especialistas envolvidos (dom?nio e redes) possam contribuir diretamente durante o desenvolvimento do sistema e de maneira mais desacoplada do que ocorre atualmente. Al?m dos benef?cios supracitados, LWiSSy possibilitar? ainda a decomposi??o do sistema em diferentes n?veis de abstra??o, haja vista a necessidade de representar diferentes caracter?sticas (estrutural e comportamental) e granulosidades (programa??o em n?vel de rede, em n?vel de grupos de n?s e em n?vel de n?) em um ?nico sistema