Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-06-14T14:46:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) completa.pdf: 3521353 bytes, checksum: 5e3d6b5f886f0a1f26221fd82af32df8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-14T14:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) completa.pdf: 3521353 bytes, checksum: 5e3d6b5f886f0a1f26221fd82af32df8 (MD5) Previous issue date: 2010-03-05 / Engenharia de Requisitos (ER) e Projeto de Arquitetura de Software (PAS) são atividades iniciais de um processo de desenvolvimento de software. Desde que sistemas de software atuais apresentam uma crescente complexidade, diversidade e longevidade, o desenvolvimento destes sistemas deve considerar o uso de apropriados métodos e linguagens de modelagens para ER e PAS. Um grande desafio, neste contexto, é o desenvolvimento de métodos sistemáticos para projetar arquiteturas que satisfaçam especificações de requisitos. Além disso, com o uso de processos iterativos e incrementais de desenvolvimento de software considerados como um padrão de fato, uma forte integração entre atividades de ER e PAS podem facilitar a rastreabilidade e a propagação de mudanças entre os modelos produzidos nestas atividades. No entanto, muitos passos para gerar modelos de arquitetura a partir de modelos de requisitos são feitos por intuição ou conhecimento na arquitetura. Esta tese apresenta STREAM (Strategy for Transition between Requirements models and Architectural Models – Estratégia para Transição entre modelos de requisitos e modelos arquiteturais) que é um processo sistemático baseado em transformações de modelos para gerar modelos arquiteturais a partir de modelos de requisitos incluindo regras de transformações horizontais e verticais. As regras horizontais são aplicadas nos modelos de requisitos resultando em modelos intermediários próximos de modelos arquiteturais. Transformações verticais mapeam estes modelos intermediários em modelos arquiteturais. As atividades relacionadas ao projeto arquitetural envolvem seleção e aplicação de padrões arquiteturais que melhor satisfaçam aos requisitos não funcionais. Em nosso trabalho, modelos de requisitos são descritos usando i* (iStar), uma linguagem de modelagem orientada a objetivos definida em termos de atores estratégicos e dependências sociais entre eles. Enquanto que modelos arquiteturais são descritos usando linguagem de descrição arquitetural Acme que fornece um framework estrutural simples para representar arquitetura. Requisitos não funcionais são usados para selecionar entre soluções arquiteturais e determinar os padrões arquiteturais que são aplicados. Dois casos de estudos são usados para mostrar a viabilidade da nossa abordagem: sistema de recomendação Web e um sistema de informação Web. / Requirements engineering (RE) and software architecture design (SAD) are initial activities of a software development process. Since current software systems present increasing complexity, diversity and longevity, their development must consider the use of proper methods and modeling languages both for RE and SAD. A great challenge, in this context, is the development of systematic methods for designing architectures that satisfy requirements specifications. Besides, with the widely use of iterative and incremental software development processes as the de facto standard, a strong integration between RE and SAD activities can facilitate traceability and the propagation of changes between the models produced in these activities. However, many steps toward generating architecture models from requirements models are driven by intuition and architectural knowledge. This thesis presents STREAM (Strategy for Transition between Requirements models and Architectural Models) that is a systematic process based on model transformations to generate architectural models from requirements models and includes horizontal and vertical transformations rules. The horizontal transformations are applied to the requirements models resulting in intermediary requirements models closer to architectural models. Vertical transformations map these intermediary models into architectural models. The activities related to architectural design involves the selection and application of architectural patterns that best satisfy non-functional requirements. In our process, requirements models are described using the i* (iStar), a goal oriented modeling language defined in terms of strategic actors and social dependencies among them. Whereas architectural models are described using the Acme ADL which provides a simple structural framework for representing architectures. Non-functional requirements are used to select among architectural solutions and determine the architectural patterns that are applied. Two real case studies are used to show the feasibility of our process: a web-based recommendation system and a web-based information system.

[pt] Sistemas de software estão evoluindo frequentemente devido a diversas requisições de mudanças. A medida que o software evolui, seu tamanho e complexidade aumentam, e consequentemente, sua arquitetura tende a se degradar. Sintomas de degradação arquitetural são por muitas vezes uma consequência direta da inserção progressiva de anomalias de código. Uma anomalia de código é uma estrutura da implementação recorrente que possivelmente indica problemas mais severos no projeto arquitetural. Anomalia de código é considerada crítica quando ela está relacionada problemas estruturais na arquitetura do software. Sua criticidade origina-se da sua influência negativa em uma ampla gama de requisitos não-funcionais. Por exemplo, a presença e anomalias e código críticas dificulta a manutenibilidade e software., ex. uma grande refatoração pode ser necessária para remover um problema arquitetural. Diversas abordagens tem sido propostas para a detecção de anomalias em sistemas de software, mas nenhuma delas suporta eficientemente a priorização e classificação de anomalias de código críticas de acordo com seu impacto na arquitetura. O presente trabalho investiga como a priorização e classificação dessas anomalias críticas de código pode se melhorado com o uso de blueprints arquiteturais. Blueprints arquiteturais são providos pelo arquiteto de software desde estágios iniciais de desenvolvimento do sistema. Blueprints são modelos de projeto informais normalmente definidos para capturar e comunicar as principais decisões de projeto arquitetural. Embora blueprints normalmente sejam incompletos e inconsistentes com respeito a implementação do sistema, eles podem contribuir para o processo de priorização e classificação de anomalias de código críticas. Com o intuito de alcançar nossos objetivos de pesquisa, um conjunto de estudos empíricos foram realizados. O trabalho também propõe e avalia um conjunto de heurísticas para auxiliar desenvolvedores na priorização e classificação de anomalias de código em 3 sistemas de software. Os resultados mostraram uma acurácia média de mais de 60 porcento na priorização e classificação de anomalias de código associadas com problemas arquiteturais nesses sistemas. / [en] Software systems are often evolving due to many changing requirements. As the software evolves, it grows in size and complexity, and consequently, its architecture design tends to degrade. Architecture degradation symptoms are often a direct consequence of the progressive insertion of code anomalies in the software implementation. A code anomaly is a recurring implementation structure that possibly indicates deeper architectural design problems. Code anomaly is considered critical when it is related with a structural problem in the software architecture. Its criticality stems from its negative influence on a wide range of non-functional requirements. For instance, the presence of critical code anomalies hinders software aintainability, i.e. these critical anomalies require wide refactoring in order to remove an architectural problem. Symptoms of architecture degradation have often to be observed in the source code due to the lack of an explicit, formal representation of the software architecture in a project. Many approaches are proposed for detecting code anomalies in software systems, but none of them efficiently support the prioritization and ranking of critical code anomalies according to their architecture impact. Our work investigates how the prioritization and ranking of such critical code anomalies could be improved by using blueprints. Architecture blueprints are usually provided by software architects since the early stages of the system development. Blueprints are informal design models usually defined to capture and communicate key architectural design decisions. Even though blueprints are often incomplete and inconsistent with respect to the underlying implementation, we aim to study if their use can contribute to improve the processes of prioritizing and ranking critical code anomalies. Aiming to address these research goals, a set of empirical studies has been performed. We also proposed and evaluated a set ofheuristics to support developers when prioritizing and ranking code anomalies in 3 software systems. The results showed an average accuracy higher than 60 percent when prioritizing and ranking code anomalies associated with architectural problems in these systems.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-10-23T12:11:54Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Melo e Maranhão - 2015.pdf: 2879073 bytes, checksum: 25e096adcb3251cd2153a4b4c5e41a3a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-23T13:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Melo e Maranhão - 2015.pdf: 2879073 bytes, checksum: 25e096adcb3251cd2153a4b4c5e41a3a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-23T13:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Melo e Maranhão - 2015.pdf: 2879073 bytes, checksum: 25e096adcb3251cd2153a4b4c5e41a3a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-05-06 / Context-aware computing investigates how to seamlessly enable the interaction among computing devices and the environment, or context, in which they are located in. The literature has defined the life cycle of context data as composed of four phases: acquisition, modelling, reasoning and dissemination. These latter two phases have been strongly influenced by the heterogeneity of published data, as a consequence of the increasing deployment of sensors. A great challenge reported in the literature has been the development of mechanisms for handling and reasoning about sensor data, and also for notifying contextaware applications in an efficient and relevant manner. Aiming to solve this problem, this research focuses on a new approach for semantic context reasoning and filtering in accordance with design principles recommended by the literature. As a result of this work, the main contributions include an extensible and maintainable mechanism for semantic context filtering; the architectural model of a context reasoning component, called Hermes Interpreter (HI); the Hermes Base component, which exposes an API for accessing a publish-subscribe-based communication middleware; and HI’s functional validation and performance evaluation in a simulated scenario of vital signs monitoring in Intensive Care Units and wards. This research demonstrated the efficiency of the behaviour of the semantic filtering mechanism for end users applications. Besides, by increasing the number of subscribers, it was observed that the response time was acceptable in almost all experiments. Despite this, it was also verified the high cost of the semantic filtering processing in comparison with pure context reasoning activities. Regarding the HI component’s architectural design, this work recommends it as a reusable artifact for researches on the subject of context reasoning. / A computação sensível a contexto é a área da Ciência da Computação que estuda os meios para possibilitar a interação entre dispositivos computacionais e o ambiente, ou contexto, em que estão inseridos. Para promover essa interação, a literatura define quatro etapas para o ciclo de vida da informação de contexto: aquisição, modelagem, interpretação e disseminação. Dentre essas etapas, as de interpretação e disseminação têm sido fortemente impactadas pela heterogeneidade dos dados publicados, resultante da crescente implantação de sensores. Criar mecanismos para manipular e interpretar essas informações e depois notificá-las de maneira eficiente e com relevância para as aplicações sensíveis a contexto tem sido um desafio reportado pela ciência. Diante do problema apresentado, esse trabalho objetiva alinhar os princípios de projeto recomendados pela literatura com uma proposta de abordagem para interpretação e filtragem de contexto fundamentados em modelagem contextual semântica. Portanto, as principais contribuições deste trabalho incluem um mecanismo extensível e manutenível de filtragem semântica de contexto; o modelo arquitetural de um componente interpretador de contexto, denominado Hermes Interpreter, desenvolvido a partir de princípios de projeto defendidos da literatura; o componente Hermes Base, que expõe API de acesso para um middleware de comunicação, que opera sob o paradigma publish/subscribe; e por último, validações funcionais e de desempenho do Hermes Interpreter em cenário de simulação de monitoramento de sinais vitais de pacientes em UTIs e enfermarias. Por meio delas, comprovou-se a eficiência do mecanismo de filtragem para notificar de maneira precisa e eficiente os dados relevantes para os usuários. Além disso, observou-se que, devido a características de implementação, por maior que seja a quantidade de assinantes, o tempo de resposta foi aceitável em praticamente todos os experimentos. Apesar disso, constatou-se o alto custo do processamento de filtros em comparação às atividades puramente de interpretação de contexto. Por último, o projeto arquitetural do componente constitui um artefato reutilizável para pesquisas na área de intepretação de contexto.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-09-23T12:05:51Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Silva Marques - 2016.pdf: 2715063 bytes, checksum: 3bafbdca7ace292dda958959884eaeb3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-26T12:00:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Silva Marques - 2016.pdf: 2715063 bytes, checksum: 3bafbdca7ace292dda958959884eaeb3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T12:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Silva Marques - 2016.pdf: 2715063 bytes, checksum: 3bafbdca7ace292dda958959884eaeb3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-05 / Dey et al. [10] define context as the information set that can be used to characterize the status of an entity (e.g. person, place or object relevant to the user-application interaction). Perera et al. [36] propose a context information life cycle in 4 phases: acquisition, modeling, reasoning and dissemination. Context modeling consists in representing the real world in computing and, according to Bettini et al. [2], a good information context modeling mitigates the complexity of context-aware applications. In the context of this work, a systematic review demonstrated that the literature has focused on context information modeling, but with less emphasis on the architectural project. The main problem addressed on this work is the creation and evaluation of architectural projects that work together on the context modeling phase of a Semantic Context-Aware System (SCAS), which uses ontologies as main information modeling technique. This work proposes an architectural solution to two relevant services of the ontology-based context modeling phase: the former represents context information collected through sensors, and the latter aggregates context information represented by the former for a same individual or entity. Both architectural designs were built using well-known architectural styles and design patterns, as well as were evaluated against architectural designs of similar projects. As a result, the main contributions include the architectural designs of ontology-based services for context representation and aggregation as references for the development of SCAS in terms of the context modeling phase. / Contexto é o conjunto de informações que pode ser utilizado para caracterizar a situação de uma entidade (pessoa, lugar ou objeto relevante para a interação usuário-aplicação) [10]. Perera et al. [36] propõem um ciclo de vida para a informação de contexto composto por 4 etapas: aquisição, modelagem, raciocínio e disseminação. A etapa de modelagem de contexto consiste em representar o mundo real na computação. Segundo Bettini et. al. [2] “uma boa modelagem de informação de contexto reduz a complexidade das aplicações sensíveis a contexto”. Um Sistema Sensível ao Contexto Semântico (SSCS) é um sistema computacional que utiliza ontologias que, segundo Gruber [15], é “uma especificação explícita de uma conceitualização”, e consistem em uma das formas de modelar as informações de contexto. Como resultado de uma revisão sistemática feita pelo autor deste trabalho evidenciou que na literatura o foco dos trabalhos tem sido na modelagem da informação de contexto com menor enfoque no uso de projeto arquitetural. Com base nisso, o principal problema endereçado neste trabalho é a criação e avaliação dos projetos arquiteturais que trabalhem em conjunto na modelagem do ciclo de vida de contexto em SSCS. Objetiva-se elaborar uma solução arquitetural para sistemas sensíveis ao contexto semântico baseado em ontologias. Propôs-se neste trabalho o projeto arquitetural para o software de representação ontológica de contexto e para o software de agregação ontológica de contexto. O primeiro representa as informações coletadas através de sensores e o segundo agrega as informações representadas para um mesmo indivíduo ou entidade. Realizou-se, assim, a avaliação dos projetos arquiteturais propostos e explana-se sobre os resultados obtidos, comparando-os com outros projetos existentes na literatura. Com a obtenção dos resultados propostos, espera-se contribuir com a literatura, apresentando projetos arquiteturais e avaliações destes, auxiliando, assim, o desenvolvimento de SSCS no que se refere à modelagem do ciclo de vida de contexto.

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.