A área de engenharia de software passou por muitas alterações desde sua criação. Vista como uma técnica para aumentar a produtividade e baixar os custos, a reutilização de software é um dos principais estudos dos pesquisadores da área de computação. Como a reconfiguração de software é na verdade a reutilização de um software, porém com algumas adaptações, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma metodologia e um conjunto de ferramentas que agilizem e facilitem o processo de reutilização/reconfiguração de componentes de software. A associação destas ferramentas constitui um mecanismo de armazenamento, indexação, busca e recuperação de artefatos de software. Este mecanismo trabalha com a estrutura dos projetos de software e também com as relações semânticas existentes entre os termos utilizados no software. Para representar a estrutura interna do software (características e relacionamentos) utiliza-se de um metamodelo. Já as relações semânticas são representadas por meio de um tesauro. Por fim, todas as informações do metamodelo e do tesauro são armazenadas em um repositório de software que é manipulado por agentes de software. / Software engineering area suffered many transformations since its creation. Usually seen as a technique to raise productivity and decrease costs, softwares reusing is one of the main studies in computer field. Since softwares reconfiguration is, in essence, a software reuse, although with some adaptations, this work aims to develop a methodology and a set of tools that speed up and facilitate the process of reuse/reconfiguration of software components. These tools association constitute a mechanism of storing, indexing, search and recovering of software artifacts. This mechanism works with the structure of software projects and also with semantic relationships that exist between the software\'s terms. To represent software\'s inner structure (features and relationships) a metamodel is used. Semantic relationships are represented by a thesaurus. Finally, all the informations from metamodel and thesaurus are stored in a software repository, which is manipulated by software agents.

Um crescente número de empresas produtoras de software tem adotado um modelo organizacional de Fábrica de Software (FS), que facilita a terceirização por intermédio da segmentação das atividades e adoção de um sistema de produção mais flexível, dinâmico e controlado. Uma FS pode atender a múltiplas demandas de natureza e escopos distintos com o intuito de prover as necessidades específicas de cada cliente. Em face da diversidade e complexidade deste contexto, uma das questões principais a resolver é como mapear todos os processos envolvidos, identificando claramente o que, quem e, sobretudo como cada trabalho deve ser executado e controlado, visando o alinhamento dos processos à estrutura organizacional e conceitual de FS com foco nos processos de integração, alinhamento e reuso. Este estudo tem como objetivo mapear, definir, reestruturar e estabelecer processos de Fábrica de Software, conduzidos pelo método de pesquisaação em uma organização produtora de software do setor público, considerando seu contexto operacional, técnico e cultura organizacional. O desenvolvimento, execução, acompanhamento e resultados são descritos pelos ciclos da pesquisa-ação envolvendo o estudo de estruturas organizacionais, metodologias de desenvolvimento de sistemas, e mudanças organizacionais. Para isso foram definidas uma Estrutura Organizacional de Referência de FS, uma Arquitetura de Definição de Processos para FS e uma Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas e Integração com foco organizacional, concebidos e desenvolvidos com base na literatura, experiência profissional e pesquisa empírica, que serviram como guia de condução da pesquisa-ação, culminando na associação do estudo empírico com o estudo teórico. As contribuições empíricas e teóricas geradas referem-se à melhoria dos processos organizacionais e operacionais de uma empresa de TI do setor público com base nos conceitos de FS. / A growing number of software producing companies have adopted an organizational model of Software Factory (SF), which facilitates outsourcing by segmenting activities and by adopting a more flexible, dynamic and controlled production system. A SF can serve the multiple demands of different nature and scopes with the purpose of providing each customers specific needs. Because of the diversity and complexity of this context, one of the main issues to be solved is how to map all the processes involved, clearly identifying what, who and mainly how each work must be executed and controlled, aiming at aligning the processes to the organizational and conceptual structure of SF focusing on the integration, aligning and reuse processes. The purpose of this study is mapping, defining, restructuring and establishing the Software Factory process, conducted by the action research method in a software producing organization of the public sector, considering its operational, technical and organizational culture context. The development, execution, follow-up and results are described by the action research cycles involving the study of organizational structures, system development methodologies and organizational changes. For this, a Reference Organizational Structure of SF, and Processes Definition Architecture for SF and a Integration System Development Methodology with organizational focus were defined, conceived and developed based on the literature, professional experience and empirical research, which served as a guiding line of the action research, peaking at the association of the empirical study with the theoretical study. The generated empirical and theoretical contributions refer to the improvement of the organizational and operational processes based on the SF concepts.

A área de engenharia de software passou por muitas alterações desde sua criação. Vista como uma técnica para aumentar a produtividade e baixar os custos, a reutilização de software é um dos principais estudos dos pesquisadores da área de computação. Como a reconfiguração de software é na verdade a reutilização de um software, porém com algumas adaptações, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma metodologia e um conjunto de ferramentas que agilizem e facilitem o processo de reutilização/reconfiguração de componentes de software. A associação destas ferramentas constitui um mecanismo de armazenamento, indexação, busca e recuperação de artefatos de software. Este mecanismo trabalha com a estrutura dos projetos de software e também com as relações semânticas existentes entre os termos utilizados no software. Para representar a estrutura interna do software (características e relacionamentos) utiliza-se de um metamodelo. Já as relações semânticas são representadas por meio de um tesauro. Por fim, todas as informações do metamodelo e do tesauro são armazenadas em um repositório de software que é manipulado por agentes de software. / Software engineering area suffered many transformations since its creation. Usually seen as a technique to raise productivity and decrease costs, softwares reusing is one of the main studies in computer field. Since softwares reconfiguration is, in essence, a software reuse, although with some adaptations, this work aims to develop a methodology and a set of tools that speed up and facilitate the process of reuse/reconfiguration of software components. These tools association constitute a mechanism of storing, indexing, search and recovering of software artifacts. This mechanism works with the structure of software projects and also with semantic relationships that exist between the software\'s terms. To represent software\'s inner structure (features and relationships) a metamodel is used. Semantic relationships are represented by a thesaurus. Finally, all the informations from metamodel and thesaurus are stored in a software repository, which is manipulated by software agents.

Várias abordagens propostas para o desenvolvimento de frameworks de domínio determinam os pontos de estabilidade e de flexibilidade a partir dos diagramas de classes ou do nome dos casos de uso ou de classes das aplicações. A dificuldade em se analisar os diagramas é que o desenvolvedor deverá compreender o funcionamento dos métodos das classes para conseguir identificar os pontos que são de estabilidade ou flexibilidade. Como resultado, há uma demora até que o desenvolvedor possa classificá-los. Por sua vez, as abordagens baseadas na análise de nomes, seja de caso de uso ou de classes, oferecem um processo independente para classificação dos pontos. Ou seja, os casos de uso já classificados não são utilizados como referência durante a determinação dos pontos em nível de classe, tornando o processo mais demorado. Tanto na análise de diagramas de classes quanto de nomes, o processo de classificação é feito de forma manual, dificultando a determinação de quais artefatos de software das aplicações serão reusadas com ou sem modificação durante a modelagem do framework. Neste trabalho é apresentado um método dirigido por responsabilidades que visa a identificar os pontos de estabilidade e de flexibilidade em fase inicial do processo de desenvolvimento de framework de domínio. Esse método identifica e classifica os pontos a partir do conjunto de responsabilidades dos casos de uso de cada aplicação. A classificação inicial para os casos de uso é utilizada como entrada do processo de classificação em nível de classe. Desta forma, o processo oferecido é dependente da classificação dos casos de uso e não independente como em outras abordagens. O método foi formalizado usando a teoria de conjuntos e implementado em um modelo relacional, facilitando a identificação dos pontos por um processo apoiado por computador. A aplicação do método foi ilustrada na elaboração do framework para os seguintes domínios: jogos de corrida de carros, jogos para celulares e criticidade.

Software industry is currently moving towards automation of business processes and applications increasing architectural complexity and the dynamics of requirements change. This work proposes a novel software development process, called SPAREv that includes all todays critical innovations on four areas: Model-Driven Development (MDD); Systematic Reuse; Development by assembly; and Process frameworks. SPAREv employs for: (1) Safe architectural reuse - intent specifications and a customized domain-specific pattern-based software framework; (2) Project variability - metaprogramming and Software Product- Line Engineering (SPLE); and (3) Adaptability - round-tripping and software automation by adopting MDD. A case study on satellite on-board software considers an architectural pattern or framework where project specificities are added as plug-ins, e.g. different control algorithms. Software dependability in this domain is discussed and a novel concept of Pattern-Based Software Fault Tree Analysis (PB-SFTA) presented. Finally, impact is inferred via reuse metrics, e.g. Return on Investment (ROI), and Cost/Benefit analysis. Trends and perspectives are presented highlighting assets and knowledge management, and a Reuse Maturity Model. In order of relevance, the author considers that the three major contributions of this work are: (1) The SPAREv process; (2) The PB-SFTA approach; and (3) The application of metaprogramming into the space software domain.

O uso de jogos e cooperação em um processo de aprendizagem pode introduzir aspectos tais como ludicidade e interatividade, favorecendo o desenvolvimento de atividades de aprendizagem mais enriquecidas e motivadoras. Atualmente, contudo, esses dois aspectos são utilizados de forma isolada nas atividades de aprendizagem desenvolvidas. Entretanto, acredita-se que a utilização de jogos como estratégia cooperativa entre os aprendizes pode tornar o processo de aprendizagem mais significativo. Observa-se, porém, que atualmente não existem propostas que possibilitem o reuso de um mesmo jogo em diferentes contextos de aprendizagem. No entanto, não se encontram na literatura pesquisas que subsidiam a criação de modelos e ferramentas que auxiliam no planejamento ou pré-autoria de atividades de aprendizagem com uso de jogos e cooperação integrados. Nesse sentido, propõe-se um processo de pré-autoria de atividades de aprendizagem com uso de jogos e cooperação, chamado de pré-3AJC, em conjunto com um modelo de especificação de uso do jogo. Propõe-se ainda, a definição de um padrão de aprendizagem com uso de jogos, PLUG - (Pattern of Learning through the Use of Games), que permite a escolha e formatação de diferentes jogos parametrizáveis, de forma cooperativa ou individual, dentro de uma atividade de aprendizagem. Um jogo parametrizável constitui uma proposta de viabilizar de forma prática o reúso de jogos em diferentes contextos de aprendizagem. Desenvolveu-se uma instanciação do processo e do modelo propostos no padrão IMS - Learning Design (IMS-LD), a fim de consolidá-los. Para tanto, foi necessário propor uma extensão ao IMS-LD para contemplar o uso de jogos individuais ou cooperativos. Mostrou-se, por meio de editor e player especialmente desenvolvidos, que é possível gerar atividades de aprendizagem como propostas no processo pré-3AJC em um padrão de especificação de atividades de aprendizagem, no caso o IMS-LD. Fez-se o uso de Redes de Petri Coloridas como ferramenta para uma verificação formal com o objetivo de validar o processo e o modelo propostos. Desta forma, a sistematização alcançada com o processo pré-3AJC possibilita a construção de um arcabouço flexível para o desenvolvimento de ferramentas de autoria que auxiliam o planejamento das atividades de aprendizagem com uso de jogos e cooperação.

A atividade de teste de software é realizada visando a assegurar a maior qualidade possível nos produtos de software. O uso e a aplicação de testes de unidade no desenvolvimento de software Orientado a Objetos têm sido cada vez mais comuns com o surgimento de abordagens de desenvolvimento ágil, e de técnicas como o Desenvolvimento Dirigido por Teste (TDD) na Engenharia de Software. Dessa forma, os testes aplicados em nível de integração assumem exímia relevância, ao propiciarem a validação da interoperabilidade entre as unidades que compõem o sistema de software. No entanto, o custo e esforço de se derivar ou construir, e ao mesmo tempo executar os testes de integração em uma progressão ordenada e controlada, representam variáveis que podem inviabilizar sua aplicação. Assim, o foco principal desta pesquisa recai sobre a necessidade de uma estratégia de teste de integração que possibilite o reuso dos testes de unidade gerados, no estabelecimento da precedência de integração entre as unidades, e na derivação e execução dos testes de integração, visando a reduzir o esforço e custo das atividades de teste. Dessa forma, a principal contribuição desta pesquisa consiste na concepção e desenvolvimento de uma abordagem para teste de integração em software orientado a objetos, que propicia o teste de interações interclasses. Para tornar possível sua aplicação, um diagrama de dependências entre testes de unidade, uma estratégia de derivação e execução de teste de integração e um protótipo de framework de apoio a essa atividade também foram desenvolvidos. Além de uma fundamentação teórica e de um levantamento sobre os principais trabalhos relacionados existentes, esta pesquisa apresenta a aplicação da abordagem concebida em dois estudos de caso distintos, buscando mostrar a sua aplicabilidade e exequibilidade, acompanhada por análises e discussões dos principais resultados obtidos.

Padrões, linguagens de padrões e frameworks são formas de reuso de software. A complexidade de frameworks, causada pela dificuldade tanto em construí-los quanto em utilizá-los, é um dos inibidores do uso dessa tecnologia. Um processo para facilitar a construção e instanciação de frameworks é apresentado. Uma linguagem de padrões é utilizada para apoiar todo o processo, desde a identificação da funcionalidade do framework, seu projeto, implementação, validação, até sua instanciação para sistemas específicos do domínio. O framework obtido é do tipo caixa-branca e sua instanciação é feita especializando-se suas classes para sistemas específicos. O processo inclui, também, a construção de uma ferramenta para automatizar a instanciação do framework, por meio da qual é possível obter um sistema específico fornecendo apenas informações sobre os padrões da linguagem utilizados na sua modelagem. O processo é ilustrado com a Linguagem de Padrões para Gestão de Recursos de Negócios (GRN), que serviu de base para construção do framework GREN. Apresenta-se também o GREN-Wizard, uma ferramenta para instanciação automática do GREN para sistemas no domínio da GRN. A avaliação do processo é feita por meio de alguns experimentos e vários relatos de uso dos diversos sub-processos que compõem o processo geral, usando o GREN, a GRN e o GREN-Wizard. / Patterns, pattern languages, and frameworks are ways of enhancing software reuse. The complexity of software frameworks, caused both by the difficulty to build and to use them, is one of the inhibitors of this technology. A process to ease the construction and instantiation of frameworks is presented, in which a pattern language is used to support the whole process, starting from the identification of the framework functionality, its design, implementation, validation, and its instantiation to domain-specific systems. The framework that results from applying the proposed process is white-box and its instantiation is done by specializing its abstract classes according to a specific system. The process includes the construction of a tool to automate the framework instantiation, through which it is possible to obtain a specific system only by supplying information about the language patterns used to model it. The proposed process is illustrated with the Pattern Language for Business Resource Management (GRN), which was used as the basis for the GREN framework construction. The GREN-Wizard is also presented, which is a tool to automatically instantiate the GREN framework to specific applications in the GRN domain. The proposed process is evaluated by a few experiments and several uses of the sub-processes that compose the general process, using GRN, GREN and the GREN-Wizard.

A Realidade Virtual é usada na produção de simulações complexas de ambientes virtuais 3D, envolvendo dispositivos de entrada e saída não triviais, para proporcionar aos usuários sensações de imersão em mundos simulados de tempo real. O projeto e o desenvolvimento de aplicações de realidade virtual caracterizam-se como tarefas complexas, devido à necessidade de integração de técnicas de diferentes áreas da computação e dispositivos não convencionais. Com o objetivo de aumentar o potencial de reutilização e compartilhamento de elementos de aplicações de realidade virtual, este trabalho propõe o RM-VRServices, um modelo conceitual de representação de aplicações de realidade virtual, e o VRServices, um modelo arquitetural para uma plataforma de software que apoia a produção, execução e compartilhamento de elementos de aplicações de realidade virtual em ambiente on-line. O RM-VRServices foi desenvolvido por meio da representação hierárquica de conceitos de mundos virtuais e aplicações de realidade virtual. A plataforma VRServices foi projetada com base no paradigma de computação orientada a serviços, com o objetivo de promover o compartilhamento de conteúdo, a interoperabilidade e a flexibilidade de acesso às funcionalidades da plataforma. O desenvolvimento de protótipos do modelo RM-VRServices e da plataforma VRServices, possibilitou a produção de aplicações de realidade virtual, em um ambiente on-line, acessível por meio de serviços, com interoperabilidade de linguagem de programação e plataforma computacional. / Virtual reality is used in the production of complex simulations of 3D virtual environments, involving nontrivial input and output devices, to provide users with sensations of immersion in the simulated world in real time. The design and development of virtual reality applications are characterized with complex tasks, due to the need to integrate techniques from different areas of computing and non-conventional devices. In order to increase the potential for reuse and sharing of elements of virtual reality applications, this work proposes the RM-VRServices, a conceptual model for representing virtual reality applications, and the VRServices, an architectural model for a software platform to support the production, implementation and element sharing of virtual reality applications in an online environment. The RM-VRServices was developed by using the hierarchical representation of virtual world concepts and virtual reality applications. The VRServices platform was designed based on the paradigm of service-oriented computing, with the goal of promoting content sharing, interoperability and flexibility of access to the features of the platform. The development of prototypes of the RM-VRServices model and the VRServices platform, enabled the production of virtual reality applications in an online environment, accessible through services, with interoperability of programming language and computing platform.

A Realidade Virtual é usada na produção de simulações complexas de ambientes virtuais 3D, envolvendo dispositivos de entrada e saída não triviais, para proporcionar aos usuários sensações de imersão em mundos simulados de tempo real. O projeto e o desenvolvimento de aplicações de realidade virtual caracterizam-se como tarefas complexas, devido à necessidade de integração de técnicas de diferentes áreas da computação e dispositivos não convencionais. Com o objetivo de aumentar o potencial de reutilização e compartilhamento de elementos de aplicações de realidade virtual, este trabalho propõe o RM-VRServices, um modelo conceitual de representação de aplicações de realidade virtual, e o VRServices, um modelo arquitetural para uma plataforma de software que apoia a produção, execução e compartilhamento de elementos de aplicações de realidade virtual em ambiente on-line. O RM-VRServices foi desenvolvido por meio da representação hierárquica de conceitos de mundos virtuais e aplicações de realidade virtual. A plataforma VRServices foi projetada com base no paradigma de computação orientada a serviços, com o objetivo de promover o compartilhamento de conteúdo, a interoperabilidade e a flexibilidade de acesso às funcionalidades da plataforma. O desenvolvimento de protótipos do modelo RM-VRServices e da plataforma VRServices, possibilitou a produção de aplicações de realidade virtual, em um ambiente on-line, acessível por meio de serviços, com interoperabilidade de linguagem de programação e plataforma computacional. / Virtual reality is used in the production of complex simulations of 3D virtual environments, involving nontrivial input and output devices, to provide users with sensations of immersion in the simulated world in real time. The design and development of virtual reality applications are characterized with complex tasks, due to the need to integrate techniques from different areas of computing and non-conventional devices. In order to increase the potential for reuse and sharing of elements of virtual reality applications, this work proposes the RM-VRServices, a conceptual model for representing virtual reality applications, and the VRServices, an architectural model for a software platform to support the production, implementation and element sharing of virtual reality applications in an online environment. The RM-VRServices was developed by using the hierarchical representation of virtual world concepts and virtual reality applications. The VRServices platform was designed based on the paradigm of service-oriented computing, with the goal of promoting content sharing, interoperability and flexibility of access to the features of the platform. The development of prototypes of the RM-VRServices model and the VRServices platform, enabled the production of virtual reality applications in an online environment, accessible through services, with interoperability of programming language and computing platform.