A popularização dos dispositivos móveis em todas as camadas sociais tem motivado o desenvolvimento de aplicações educacionais móveis, denominadas aplicações de m-learning. Neste cenário, as aplicações existentes, mesmo possuindo diversos benefícios e facilidades no que diz respeito ao ensino e aprendizagem, apresentam problemas e desafios relacionados, sobretudo no que se refere ao desenvolvimento, reuso e padronização arquitetural. Por outro lado, na vertente do reúso de software, percebe-se uma crescente adoção do conceito de Linha de Produtos de Software (LPS). Esse paradigma possibilita às organizações explorar as similaridades e variabilidades de seus produtos, aumentando a reutilização de artefatos e, como consequência, diminuindo custos e tempo de desenvolvimento. Neste trabalho é apresentada uma LPS voltada ao domínio das aplicações de m-learning, denominada M-SPLearning. A proposição da M-SPLearning envolveu desde o estudo inicial para a obtenção de uma análise de domínio efetiva, até a implementação dos componentes previamente analisados. A LPS concebida teve seus respectivos produtos avaliados experimentalmente no cenário industrial, fornecendo evidências de que sua utilização pode acelerar o time-to-market de produtos de m-learning, com um número reduzido de defeitos. / The popularity of mobile devices in all social classes has motivated the development of mobile educational applications, called m-learning applications. The existing applications, even having many benefits and facilities in relation to teaching and learning, also have problems and challenges, especially regarding the development, reuse and architectural standardization. Particularly, there is an increasing adoption of the concept of Software Product Line (SPL) in researches related to reuse. This paradigm enables organizations to explore the similarities and variabilities of their products, increasing the reuse of artifacts and, consequently, reducing costs and development time. This work presents an SPL focused on the domain of m-learning applications, named M-SPLearning. The development of M-SPLearning has comprised since the initial study for an effective domain analysis until the implementation of the components previously analyzed. Such SPL had its products experimentally evaluated in the industrial scenario, providing evidences that its use can accelerate the time-to-market of m-learning applications, with a reduced number of faults.

COSTA, Paulo Alexandre da Silva. Uma ferramenta para análise automática de modelos de características de linhas de produtos de software sensível ao contexto. 2012. 120 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-12T15:00:02Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_pascosta.pdf: 4531402 bytes, checksum: d2d946bd5cd88cf8370f2db5df31f7d1 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-20T13:48:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_pascosta.pdf: 4531402 bytes, checksum: d2d946bd5cd88cf8370f2db5df31f7d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T13:48:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_pascosta.pdf: 4531402 bytes, checksum: d2d946bd5cd88cf8370f2db5df31f7d1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Software product lines are a way to maximize software reuse once it provides mass software customization. Software product lines (SPLs) have been also used to support contextaware application’s development where adaptability at runtime is an important issue. In this case, SPLs are known as Context-aware software product lines. Context-aware software product line (CASPL) success depends on the modelling of their features and relevant context. However, a manual process to build and configure these models can add several errors such as replicated features, loops, and dead and false optional features. Because of this, there is a need of techniques to verify the model consistency. In the context-aware application domain, the consistency verification plays an important role, since application in this domain use context to both provide services and self-adaptation, when it is needed. In this sense, context-triggered adaptations may lead the application to undesired state. Moreover, in some cases, the statement that a contex-triggered adaptation is undesired only can be made at runtime, because the error is conditioned to the current product configuration. Additionally, applications in this domain are submitted to large volumes of contextual changes, which imply that manual verification is virtually not viable. So, it is interesting to do consistency verification in a automated way such that a computational entity may execute these operations. As there is few automated support for these proccesses, the objective of this work is to propose the complete automation of these proccesses with a software tool, called FixTure, that does consistency verification of feature diagrams during their development and product configuration. FixTure tool also supports contextual changes simulation during the lifecycle of a CASPL application in order to identify inconsistencies that can happen at runtime. / As Linhas de produtos de software são uma forma de maximizar o reuso de software, dado que proveem a customização de software em massa. Recentemente, Linhas de produtos de software (LPSs) têm sido usadas para oferecer suporte ao desenvolvimento de aplicações sensíveis ao contexto nas quais adaptabilidade em tempo de execução é um requisito importante. Neste caso, as LPSs são denominadas Linhas de produtos de software sensíveis ao contexto (LPSSCs). O sucesso de uma LPSSC depende, portanto, da modelagem de suas características e do contexto que lhe é relevante. Neste trabalho, essa modelagem é feita usando o diagrama de características e o diagrama de contexto. Entretanto, um processo manual para construção e configuração desses modelos pode facilitar a inclusão de diversos erros, tais como duplicação de características, ciclos, características mortas e falsos opcionais sendo, portanto, necessário o uso de técnicas de verificação de consistência. A verificação de consistência neste domínio de aplicações assume um papel importante, pois as aplicações usam contexto tanto para prover serviços como para auto-adaptação caso seja necessário. Neste sentido, as adaptações disparadas por mudanças de contexto podem levar a aplicação a um estado indesejado. Além disso, a descoberta de que algumas adaptações podem levar a estados indesejados só pode ser atestada durante a execução pois o erro é condicionado à configuração atual do produto. Ao considerar que tais aplicações estão sujeitas a um grande volume de mudanças contextuais, a verificação manual torna-se impraticável. Logo, é interessante que seja possível realizar a verificação da consistência de forma automatizada de maneira que uma entidade computacional possa realizar essas operações. Dado o pouco suporte automatizado oferecido a esses processos, o objetivo deste trabalho é propor a automatização completa desses processos com uma ferramenta, chamada FixTure (FixTure), para realizar a verificação da construção dos modelos de características para LPSSC e da configuração de produtos a partir desses modelos. A ferramenta FixTure também provê uma simulação de situações de contexto no ciclo de vida de uma aplicação de uma LPSSC, com o objetivo de identificar inconsistências que ocorreriam em tempo de execução.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5674.pdf: 10691357 bytes, checksum: 01bd64a7f9ae5a29efe62ec0159122e0 (MD5) Previous issue date: 2013-10-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / Frameworks are tools for software reuse that contribute for reducing costs and increased productivity in application development. Nowadays they are widely used and they tend to provide a satisfactory set of variabilities of a given domain. In general, a common trend in the evolution of these frameworks is the addition of new variabilities in attempting to address demands of a growing set of users. However, when such evolutions are not well designed and managed, the original architecture of the framework ends deviating from what had been previously planned, resulting in a complex and inflexible architecture. In addition, the new variabilities may belong to domains that were not originally planned for the framework, and become what we call Multiple Domains Frameworks (MDF). A problem of this kind of framework is that some variabilities may be useless for certain applications supported by the framework. Thus, MDF have problems for the Application Engineers (AE) and for Framework Engineers (FE). In the first case, the learning curve and the productivity are compromised, because AE will need to live together with a vast set of variabilities that may be unnecessary. For FE, the inflexibility of architecture complicates maintenance and composition/decomposition of smaller and more restrict versions of the framework. In this context, as an alternative to the aforementioned problems, we present an approach for modularization of MDFs into Framework Product Lines (FPL). An FPL is a product line in which the generated members are frameworks instead of applications. The main idea is that flexibility of this new architecture allows the generation of smaller and directed frameworks to the requirements of a domain/subdomain, avoiding the presence of features/variabilities that will never be used. One of the key points of this approach is to determine the Usage Scenario that the FPL must satisfy. Thus, an MDF can be decomposed in features with appropriate levels of granularity, a factor that directly impacts in the quality of an FPL. For the design of this approach, we conducted a case study in which the application framework GRENJ was modularized into an FPL. Two kinds of evaluation were performed. The first was an experiment to compare the effort to modularize a FMD in FPL using Aspect-Oriented Programming and Model-Driven Development. The second was a comparative study among applications developed with support of original framework and applications developed from the resulting FPL. The results show advantages in the reduction of efforts and increased productivity. / Frameworks são ferramentas de reuso que contribuem para a reducão de custos e aumento da produtividade no desenvolvimento de aplicações. Eles são amplamente empregados atualmente e tendem a fornecer um conjunto satisfatório de variabilidades de um determinado domínio. Em geral, uma característica comum no processo de evolução de frameworks e a adição de novas variabilidades na tentativa de atender demandas de um conjunto cada vez maior de usuários. Entretanto, quando tais evoluções não são bem planejadas e gerenciadas, a arquitetura original do framework acaba se desviando da que havia sido previamente planejada, resultando em uma arquitetura complexa e inflexível. Além disso, as novas variabilidades adicionadas podem pertencer a domínios que não foram originalmente planejadas para o framework; levando ao que chamamos de Frameworks de Multiplos Dominios (FMDs). Um problema desse tipo de framework e que determinadas variabilidades podem ser inúteis para certas aplicações apoiadas pelo framework. Dessa forma, FMDs apresentam problemas tanto para os engenheiros de aplicação (EA) quanto para os engenheiros do framework (EF). No primeiro caso, a curva de aprendizado e a produtividade são comprometidas, pois o EA precisara conviver com um conjunto grande de variabilidades que podem ser desnecessarias. Para os EFs, a inflexibilidade arquitetural acaba dificultando manutenções e a composição/decomposições de versões menores e mais restritas do framework. Nesse contexto, como uma alternativa para os problemas supracitados, apresenta-se neste trabalho uma abordagem para reestruturar FMDs em Linhas de Produtos de Frameworks (LPFs). Uma LPF e uma linha de produtos em que os membros gerados são frameworks ao invés de aplicações prontas. A ideia principal e que a flexibilidade dessa nova arquitetura permita a geração de frameworks menores e mais direcionados aos requisitos de um dominio/subdominio, evitando a presença de features/variabilidades que nunca serão usadas. Um dos pontos chave da abordagem proposta consiste em determinar o cenário de utilização que a LPF deve satisfazer. Assim, pode-se decompor um FMD em features com niveis adequados de granularidade, fator que impacta diretamente na qualidade da LPF. Para a concepção da abordagem conduziu-se um estudo de caso no qual o framework de aplicação GRENJ foi transformado em uma LPF. Foram realizados dois tipos de avaliação. O primeiro foi um experimento para comparar o esforço de remodularizar um FMD em LPF usando programação orientada a aspectos e desenvolvimento dirigido a modelos. O segundo foi um estudo que comparou aplicações desenvolvidas com o apoio do framework original com aplicações desenvolvidas a partir da LPF resultante. Os resultados apontaram vantagens com relação a redução dos esforços e aumento da produtividade.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TulioPMC_DISSERT.pdf: 1801045 bytes, checksum: 77adefdeea59e2db6076c8f805d6778f (MD5) Previous issue date: 2012-08-03 / E-learning, which refers to the use of Internet-related technologies to improve knowledge and learning, has emerged as a complementary form of education, bringing advantages such as increased accessibility to information, personalized learning, democratization of education and ease of update, distribution and standardization of the content. In this sense, this paper aims to develop a tool, named ISE-SPL, whose purpose is the automatic generation of E-learning systems for medical education, making use of concepts of Software Product Lines. It consists of an innovative methodology for medical education that aims to assist professors of healthcare in their teaching through the use of educational technologies, all based on computing applied to healthcare (Informatics in Health). The tests performed to validate the ISE-SPL were divided into two stages: the first was made by using a software analysis tool similar to ISE-SPL, called SPLOT and the second was performed through usability questionnaires to healthcare professors who used ISESPL. Both tests showed positive results, proving it to be an efficient tool for generation of E-learning software and useful for professors in healthcare / O e-learning, que se refere ao uso das tecnologias relacionadas ? Internet para aperfei?oar o conhecimento e a aprendizagem, surgiu como uma forma complementar de ensino, trazendo consigo vantagens como o aumento da acessibilidade da informa??o, aprendizado personalizado, democratiza??o do ensino e facilidade de atualiza??o, distribui??o e padroniza??o do conte?do. Neste sentido, o presente trabalho tem como objeto o desenvolvimento de uma ferramenta, intitulada de ISE-SPL, cujo prop?sito ? a gera??o autom?tica de sistemas e-learning para educa??o m?dica, utilizando para isso conceitos de Linha de Produtos de Software. Ela consiste em uma metodologia inovadora para a educa??o m?dica que visa auxiliar o docente da ?rea de sa?de na sua pr?tica pedag?gica por meio do uso de tecnologias educacionais, todas baseadas na computa??o aplicada ? sa?de (Inform?tica em Sa?de). Os testes realizados para validar a ISE-SPL foram divididos em duas etapas: a primeira foi feita atrav?s da utiliza??o de um software de an?lise de ferramentas semelhantes ao ISE-SPL, chamado de SPLOT; e a segunda foi realizada atrav?s da aplica??o de question?rios de usabilidade aos docentes da ?rea da sa?de que utilizaram o ISE-SPL. Ambos os testes demonstraram resultados positivos, comprovando que o ISE-SPL ? uma ferramenta de gera??o de softwares e-learning eficiente e ?til para o docente da ?rea da sa?de

Sistemas embarcados críticos (SEC) correspondem aos sistemas embarcados para aplicações críticas, que são aplicações nas quais falhas podem por vidas em perigo. A crescente imersão deste tipo de sistema em nossas atividades cotidianas aumentou sua demanda, e consequentemente, a necessidade por novas técnicas de desenvolvimento que possam aumentar a produtividade dos desenvolvedores. Linha de produtos (LP) é uma técnica de reúso, na qual famílias de produtos similares são desenvolvidos em conjunto, e portanto, objetiva-se o desenvolvimento em larga escala. Com a utilização de LP, pode-se reusar requisitos e arquitetura de forma sistemática. Entretanto, o reúso no domínio de sistemas embarcados críticos ainda é visto de forma cética. Por outro lado, o domínio de SEC tem obtido avanços de desenvolvimento por meio de técnicas orientadas a modelo. A Engenharia orientada a modelos (MDE) concentra-se na importância de modelos no ciclo de vida do sistema, tornando-os parte do produto final. Assim, mantêm-se os modelos simples, e a maioria da complexidade do software passa a pertencer às transformações, que podem ser obtidas automaticamente por motores de transformação. Isso ajuda a aumentar a qualidade do produto final, bem como facilitar a futura evolução do software, que poderá ser feita mudando-se os modelos de alto nível e obtendo-se, de forma automática, o novo produto. MDE é particularmente útil no domínio de SEC, pois a partir de modelos corretos do problema, a chance de introdução de erros durante a codificação é menor se geradores de aplicações forem utilizados em vez de codificação manual. Além disso, o aumento no nível de abstração proporcionado pelo MDE permite que técnicas de validação e verificação sejam usadas desde os estágios iniciais de desenvolvimento, tais como co-design e co-simulação. Portanto, este trabalho visa defender a tese de que é possível oferecer os benefícios do desenvolvimento em larga escala para o domínio de SEC e ainda continuar se beneficiando de técnicas de MDE. Para corroborar esta tese, define-se uma abordagem de desenvolvimento de linha de produtos de sistema com uso de técnicas de engenharia orientada a modelos para o desenvolvimento de famílias de sistemas embarcados críticos. Além disso, apresenta-se um estudo de caso de marca-passo elaborado segundo as indicações da abordagem proposta que indicam a viabilidade de sua utilização. / Safety-critical embedded systems (SCES) correspond to embedded systems for critical applications, i.e., applications where lives can be lost if they fail. The increasing immersion of this type of system in our daily activities increased their demand and, consequently, the need for new development techniques that can increase developers productivity. Product Line (LP) is a promising technique for reuse, in which families of similar products are developed together and, therefore, it aims at large-scale development. With the use of LP we can reuse requirements and architecture systematically. However, developers remain sceptical about reuse in the SCES domain, mainly due to problems in the past, such as the failure of the spacecraft Ariane 5. In addition, advances in development of techniques for the SEC domain have been obtained, for example through model-driven engineering (MDE) approaches. MDE focuses on the importance of models in the software life cycle, making them part of the final product. So, it keeps models simple, and most of the software complexity belongs to the transformations that can be obtained automatically by transformation engines. This helps increasing the quality of the final product, and facilitate the future development of software that can be done by changing the high level models and obtaining, automatically, the new product. MDE is particularly useful in the SCES domain because, from correct models of the problem, the chance of introducing errors during coding is smaller if generators are used in the development instead of manual coding. In addition, the increased level of abstraction provided by MDE allows the use of validation and verification techniques since the early stages of development, such as co-design and co-simulation. Therefore, this work aims to defend the thesis that it is possible to offer the benefits of large-scale development for the SCES domain and still continue to benefit from MDE techniques. In support of this thesis, we define a system product line approach using model-driven techniques for the development of safety-critical embedded families. In addition, we present a case study prepared according to the directions of approach.

Linha de produtos de software (LPS) corresponde a uma das mais bem sucedidas formas de reúso, pois permite a reutilização de requisitos e arquitetura. Embora o desenvolvimento, manutenção e evolução de uma LPS ainda possua um custo alto quando comparado ao desenvolvimento de sistemas únicos (single systems), um lucro significativo pode ser obtido com a venda de diversos produtos derivados da LPS. No projeto de uma LPS analisa-se os sistemas coletivamente, ou seja, o domínio. Geradores de aplicações são ferramentas capazes de gerar artefatos a partir de uma especificação, e no caso de se ter a especificação de um domínio, é possível gerar aplicações para esse domínio. Web services representam uma tecnologia promissora para disponibilização de serviços na Web e desenvolvimento de software com arquitetura flexível e de fácil manutenção. Neste trabalho é proposta uma abordagem de desenvolvimento de linha de produtos com arquitetura orientada a serviços, na qual a geração de produtos é apoiada por um gerador de aplicações. A abordagem chama-se SoProL-WS e possui o objetivo de reduzir os custos e prazos de desenvolvimento da LPS e facilitar a sua manutenção, evolução e derivação de seus membros. SoProLWS apresenta as atividades e artefatos necessários para partir dos requisitos da LPS, projetar, implementar, configurar um gerador de aplicações e gerar seus membros a partir do gerador ou por meio de uma configuração manual. Além disso, é apresentado um estudo de caso com o desenvolvimento de uma linha de produtos de leilões Web seguindo os passos da abordagem, bem como são discutidas as alternativas de projeto relevantes para esse tipo de desenvolvimento / Software product lines (SPL) is a successful reuse technique that fosters requirements and architecture reuse. Although SPL costs with development, maintenance and evolution increases when compared to single system development, significant profit can be obtained by selling many products derived from SPL. In a SPL project, systems are analised collectively like a domain. Application generators are tools capable of generating artifacts based on an specification, in case of a domain specification, it is possible to generate applications in this domain. Web services represent a technology to make services available over a network and to develop a flexible and adaptable software architecture. This work presents an approach, called SoProL-WS, to develop SPL using service oriented architecture, where product derivation is supported by an applicator generator. The aim of this approach is to enhance flexibility, reuse and consequently decrease SPL development costs. In addition, this work presents a case study where SoProL-WS is applied to develop a Web auctions SPL

Veículos Aéreos não Tripulados (VANTs) são aeronaves que voam sem tripulação e são capazes de realizar diversos tipos de missões, como vigilância, coleta de dados topográficos e monitoramento ambiental. Este é um domínio que tem muito a ganhar com a aplicação da abordagem de Linha de Produtos de Software (LPS), uma vez que é rico em variabilidades e cada modelo de VANT tem também muitas partes comuns. Neste trabalho é apresentada uma infraestrutura tecnológica e de configuração de ativos em Simulink, gerenciados pelas ferramentas Pure::variant e Hephaestos para uma LPS de VANTs. Um conjunto de padrões para especificação de variabilidades em Simulink é proposto, bem como uma extensão para a ferramenta Hephaestus. Uma comparação entre as ferramentas Pure::variants e Hephaestus é apresentada / Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are aircrafts that can fly without any crew and are capable to realize several types of missions such as surveillance, topographic data collection and environmental monitoring. This is a domain which can benefit very much with the adoption of the Software Product Lines (SPL) approach, as each UAV model is rich in variabilities and has many common parts. In this work it is presented a software asset configuration infrastructure for the Simulink environment, managed by the tools Pure::variants and Hephaestus for a UAV SPL. A set of patterns of variability specification in Simulink is proposed as well as an extension to Hephaestus to support a SPL product engineering for Simulink. A comparison between Pure::variants and Hephaestus is also presented

A popularização dos dispositivos móveis em todas as camadas sociais tem motivado o desenvolvimento de aplicações educacionais móveis, denominadas aplicações de m-learning. Neste cenário, as aplicações existentes, mesmo possuindo diversos benefícios e facilidades no que diz respeito ao ensino e aprendizagem, apresentam problemas e desafios relacionados, sobretudo no que se refere ao desenvolvimento, reuso e padronização arquitetural. Por outro lado, na vertente do reúso de software, percebe-se uma crescente adoção do conceito de Linha de Produtos de Software (LPS). Esse paradigma possibilita às organizações explorar as similaridades e variabilidades de seus produtos, aumentando a reutilização de artefatos e, como consequência, diminuindo custos e tempo de desenvolvimento. Neste trabalho é apresentada uma LPS voltada ao domínio das aplicações de m-learning, denominada M-SPLearning. A proposição da M-SPLearning envolveu desde o estudo inicial para a obtenção de uma análise de domínio efetiva, até a implementação dos componentes previamente analisados. A LPS concebida teve seus respectivos produtos avaliados experimentalmente no cenário industrial, fornecendo evidências de que sua utilização pode acelerar o time-to-market de produtos de m-learning, com um número reduzido de defeitos. / The popularity of mobile devices in all social classes has motivated the development of mobile educational applications, called m-learning applications. The existing applications, even having many benefits and facilities in relation to teaching and learning, also have problems and challenges, especially regarding the development, reuse and architectural standardization. Particularly, there is an increasing adoption of the concept of Software Product Line (SPL) in researches related to reuse. This paradigm enables organizations to explore the similarities and variabilities of their products, increasing the reuse of artifacts and, consequently, reducing costs and development time. This work presents an SPL focused on the domain of m-learning applications, named M-SPLearning. The development of M-SPLearning has comprised since the initial study for an effective domain analysis until the implementation of the components previously analyzed. Such SPL had its products experimentally evaluated in the industrial scenario, providing evidences that its use can accelerate the time-to-market of m-learning applications, with a reduced number of faults.

Software Product Line Engineering (SPLE) has been proven to reduce development and maintenance costs, improving the time-to-market, and increasing the quality of product variants developed from a product family via systematic reuse of its core assets. SPLE has been successfully used in the development of safety-critical systems, especially in automotive and aerospace domains. Safety-critical systems have to be developed according to safety standards, which demands safety analysis, Fault Tree Analysis (FTA), and assurance cases safety engineering artefacts. However, performing safety analysis, FTA, and assurance case construction activities from scratch and manually for each product variant is time-consuming and error-prone, whereas variability in safety engineering artefacts can be automatically managed with the support of variant management techniques. As safety is context-dependent, context and design variation directly impact in the safety properties changing hazards, their causes, the risks posed by these hazards to system safety, risk mitigation measures, and FTA results. Therefore, managing variability in safety artefacts from different levels of abstraction increases the complexity of the variability model, even with the support of variant management techniques. To achieve an effective balance between benefits and complexity in adopting an SPLE approach for safety-critical systems it is necessary to distinguish between reusable safety artefacts, whose variability should be managed, and those that should be generated from the reused safety artefacts. On the other hand, both industry and safety standards have recognized the use of model-based techniques to support safety analysis and assurance cases. Compositional safety analysis, design optimization, and model-based assurance cases are examples of techniques that have been used to support the generation of safety artefacts required to achieve safety certification. This thesis aims to propose a model-based approach that integrates model-based development, compositional safety analysis, and variant management techniques to support the systematic reuse and generation of safety artefacts in safety-critical software product line engineering. The approach contributes to reduce the effort and costs of performing safety analysis and assessment for a particular product variant, since such analysis is performed from the reused safety artefacts. Thus, variant-specific fault trees, Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), and assurance case artefacts required to achieve safety certification can be automatically generated with the support the model-based safety analysis and assurance case construction techniques. / Engenharia de Linha de Produtos de Software (ELPS) contribui para a redução dos custos de desenvolvimento e de manutenção, a melhoria do time-to-market, e o aumento da qualidade de produtos desenvolvidos a partir de uma família de produtos por meio do reuso sistemático dos ativos principais da linha de produtos. A ELPS vem sendo utilizada com sucesso no desenvolvimento de sistemas embarcados críticos, especificamente nos domínios de sistemas automotivos e aeroespaciais. Sistemas embarcados críticos devem ser desenvolvidos de acordo com os requisitos definidos em padrões de segurança, que demandam a produção de artefatos de análise de segurança, árvores de falhas e casos de segurança. Entretanto, a realização de atividades de análise de segurança, análise de árvores de falhas e construção de casos de segurança de forma manual para cada produto de uma linha de produtos é uma tarefa demorada e propensa a erros. O gerenciamento de variabilidade em artefatos de análise de segurança pode ser automatizado com o apoio de técnicas de gerenciamento de variabilidades. Em virtude de safety ser uma propriedade dependente de contexto, a variabilidade no projeto e contexto inerente uma linha de produtos software impacta na definição de propriedades de segurança do sistema, modificando as ameaças à segurança do sistema, suas causas e riscos, medidas de mitigação aplicáveis, e resultados de análise de árvore de falhas. Dessa forma, gerenciar variabilidades em artefatos relacionados à safety em diferentes níveis de abstração aumenta a complexidade do modelo de variabilidade mesmo com o apoio de técnicas de gerenciamento de variabilidades. Para alcançar o equilíbrio eficaz entre os benefícios e a complexidade da adoção de uma abordagem de ELPS para o desenvolvimento de sistemas embarcados críticos é necessário fazer a distinção entre artefatos de safety reusáveis, em que a variabilidade deve ser gerenciada, e artefatos de safety que devem ser gerados a partir de artefatos reusáveis. Por outro lado, tanto a indústria quanto os padrões de segurança têm reconhecido o uso de técnicas dirigidas a modelos para apoiar a análise segurança e a construção de casos de segurança. Técnicas de análise de segurança composicional e otimização de projeto, e de construção de casos de segurança dirigido a modelos vêm sendo utilizadas para apoiar a geração de artefatos de safety requeridos para certificação. O objetivo desta tese é a proposta de uma abordagem dirigida a modelos que integra técnicas de desenvolvimento dirigido a modelos, análise de segurança composicional e otimização de projeto, e construção de casos de segurança dirigido a modelos para apoiar o reuso sistemático e a geração de artefatos de safety em engenharia de linhas de produtos de sistemas embarcados críticos. A abordagem proposta reduz o esforço e os custos de análise e avaliação de segurança para produtos de uma linha de produtos, uma vez que tal análise é realizada a partir de artefatos de safety reusados. Assim, artefatos como análises de árvores de falhas e de modos de falha e efeitos, e casos de segurança requeridos para certificação podem ser gerados automaticamente com o apoio de técnicas dirigidas a modelos.

Software Product Line Engineering (SPLE) has been proven to reduce development and maintenance costs, improving the time-to-market, and increasing the quality of product variants developed from a product family via systematic reuse of its core assets. SPLE has been successfully used in the development of safety-critical systems, especially in automotive and aerospace domains. Safety-critical systems have to be developed according to safety standards, which demands safety analysis, Fault Tree Analysis (FTA), and assurance cases safety engineering artefacts. However, performing safety analysis, FTA, and assurance case construction activities from scratch and manually for each product variant is time-consuming and error-prone, whereas variability in safety engineering artefacts can be automatically managed with the support of variant management techniques. As safety is context-dependent, context and design variation directly impact in the safety properties changing hazards, their causes, the risks posed by these hazards to system safety, risk mitigation measures, and FTA results. Therefore, managing variability in safety artefacts from different levels of abstraction increases the complexity of the variability model, even with the support of variant management techniques. To achieve an effective balance between benefits and complexity in adopting an SPLE approach for safety-critical systems it is necessary to distinguish between reusable safety artefacts, whose variability should be managed, and those that should be generated from the reused safety artefacts. On the other hand, both industry and safety standards have recognized the use of model-based techniques to support safety analysis and assurance cases. Compositional safety analysis, design optimization, and model-based assurance cases are examples of techniques that have been used to support the generation of safety artefacts required to achieve safety certification. This thesis aims to propose a model-based approach that integrates model-based development, compositional safety analysis, and variant management techniques to support the systematic reuse and generation of safety artefacts in safety-critical software product line engineering. The approach contributes to reduce the effort and costs of performing safety analysis and assessment for a particular product variant, since such analysis is performed from the reused safety artefacts. Thus, variant-specific fault trees, Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), and assurance case artefacts required to achieve safety certification can be automatically generated with the support the model-based safety analysis and assurance case construction techniques. / Engenharia de Linha de Produtos de Software (ELPS) contribui para a redução dos custos de desenvolvimento e de manutenção, a melhoria do time-to-market, e o aumento da qualidade de produtos desenvolvidos a partir de uma família de produtos por meio do reuso sistemático dos ativos principais da linha de produtos. A ELPS vem sendo utilizada com sucesso no desenvolvimento de sistemas embarcados críticos, especificamente nos domínios de sistemas automotivos e aeroespaciais. Sistemas embarcados críticos devem ser desenvolvidos de acordo com os requisitos definidos em padrões de segurança, que demandam a produção de artefatos de análise de segurança, árvores de falhas e casos de segurança. Entretanto, a realização de atividades de análise de segurança, análise de árvores de falhas e construção de casos de segurança de forma manual para cada produto de uma linha de produtos é uma tarefa demorada e propensa a erros. O gerenciamento de variabilidade em artefatos de análise de segurança pode ser automatizado com o apoio de técnicas de gerenciamento de variabilidades. Em virtude de safety ser uma propriedade dependente de contexto, a variabilidade no projeto e contexto inerente uma linha de produtos software impacta na definição de propriedades de segurança do sistema, modificando as ameaças à segurança do sistema, suas causas e riscos, medidas de mitigação aplicáveis, e resultados de análise de árvore de falhas. Dessa forma, gerenciar variabilidades em artefatos relacionados à safety em diferentes níveis de abstração aumenta a complexidade do modelo de variabilidade mesmo com o apoio de técnicas de gerenciamento de variabilidades. Para alcançar o equilíbrio eficaz entre os benefícios e a complexidade da adoção de uma abordagem de ELPS para o desenvolvimento de sistemas embarcados críticos é necessário fazer a distinção entre artefatos de safety reusáveis, em que a variabilidade deve ser gerenciada, e artefatos de safety que devem ser gerados a partir de artefatos reusáveis. Por outro lado, tanto a indústria quanto os padrões de segurança têm reconhecido o uso de técnicas dirigidas a modelos para apoiar a análise segurança e a construção de casos de segurança. Técnicas de análise de segurança composicional e otimização de projeto, e de construção de casos de segurança dirigido a modelos vêm sendo utilizadas para apoiar a geração de artefatos de safety requeridos para certificação. O objetivo desta tese é a proposta de uma abordagem dirigida a modelos que integra técnicas de desenvolvimento dirigido a modelos, análise de segurança composicional e otimização de projeto, e construção de casos de segurança dirigido a modelos para apoiar o reuso sistemático e a geração de artefatos de safety em engenharia de linhas de produtos de sistemas embarcados críticos. A abordagem proposta reduz o esforço e os custos de análise e avaliação de segurança para produtos de uma linha de produtos, uma vez que tal análise é realizada a partir de artefatos de safety reusados. Assim, artefatos como análises de árvores de falhas e de modos de falha e efeitos, e casos de segurança requeridos para certificação podem ser gerados automaticamente com o apoio de técnicas dirigidas a modelos.