O reúso de efluentes de esgotos domésticos na irrigação de culturas representa uma alternativa adequada na gestão dos recursos hídricos devido ao fornecimento de nutrientes e água em quantidades suficientes para o desenvolvimento das culturas, porém, também pode introduz impactos negativos ao solo, em parte, potencializados pela irrigação contínua ao longo do tempo. O maior efeito está relacionado com o aumento da salinidade e sodicidade. Uma alternativa para mitigar este impacto, é o uso de espécies vegetais extratoras e acumuladoras de sais que estão presentes no solo. Neste trabalho avaliaram-se as alterações nas propriedades químicas de um planossolo (disposto em 36 vasos, 18 isolados da chuva e dos ventos e 18 expostos a eventos climáticos) irrigado durante dois meses (junho-julho) com efluente de esgoto tratado por um reator UASB + lagoa de polimento. Posteriormente, avaliou-se o desempenho da espécie halófita Atriplex nummularia na remoção de sais e cátions acumulados no substrato (agosto 2008 – fevereiro 2009), monitorando o comportamento da condutividade elétrica, sódio, potássio, cálcio, magnésio e pH (no extrato do solo) e pH, condutividade elétrica e sódio trocável no percolado dos vasos. Durante a fitorremediação, foram aplicados além do efluente utilizado na etapa anterior (tratamento 3), efluente de um sistema UASB (tratamento 2) e água potável (tratamento 1). Também foi avaliado o comportamento das características físicas do solo mediante a determinação das curvas de retenção de água no inicio e final do experimento. A irrigação com o efluente do sistema UASB + lagoa de polimento incrementou significativamente o teor de sódio ao mesmo tempo em que diminuiu as concentrações de cálcio e magnésio; incrementando em até 30 % o percentual de sódio trocável (PST), indicando a sodificação da camada superficial (0-20 cm) dos substratos. O pH e a condutividade elétrica (indicadores da salinidade do solo quando atingem valores inferiores a 8,5 e superiores a 4 dS m-1, respectivamente) aumentaram sem atingir valores críticos. As condições de maior acumulação de sais e cátions apresentaram-se nos vasos que não estiveram expostos às variáveis climáticas. Com respeito à etapa de fitorremediação, as eficiências na remoção de sódio estiveram acima de 85% (em ausência de chuva) e fora da estufa valores entre 30 – 45% para os tratamentos 2 e 3 e acima de 80% para o tratamento 1. Resultados que mostram o melhor desenvolvimento da planta na ausência de chuvas e ventos fortes. Já os efeitos sobre as características físicas das amostras não foram estatisticamente significativos (α = 0.01), provavelmente pelo curto tempo de duração do experimento. Os resultados em geral, evidenciaram o potencial da Atriplex nummularia na fitorremediação de solos irrigados com efluentes de esgotos tratados. / Wastewater reuse in crops irrigation represents a good alternative in the water resources management because it supplies nutrients and water in sufficient amount to guarantee the growing of cultures, but also can affects negatively the soil due to the constant irrigation along time. The worst effect is related to the increase of the soil salinity and sodium content. An option to mitigate this effect is to use varieties of vegetable species that can extract or accumulate salt. This study researched the changes in the chemical properties of a Plano soil (distributed in 36 pots, 18 protected of rains and winds and 18 exposed them), irrigated over two months (June – July) with secondary treated wastewater from an anaerobic reactor/maturation pond. Besides that, it was studied the performance of the halophyte Atriplex nummularia in removing salts and cations accumulated in the soil (August 2008 – February 2009), by measuring from the soil extract samples: the behavior of electrical conductivity, sodium, potassium, calcium, magnesium and pH; and from the pots leachate: pH, electrical conductivity and exchangeable sodium. During the phytoremediation process, besides the wastewater effluent used in the first stage (treatment 3), there were also applied wastewater effluent from an UASB reactor (treatment 2) and potable water (treatment 1). Also, it was studied the behavior of soil´s physicals characteristic measuring water retention curves at the beginning and end of the experiment. Irrigation with the secondary treated wastewater from an anaerobic reactor/maturation pond increased significantly soil’s sodium concentration, and simultaneously, it decreased calcium and magnesium concentrations in the soil; augmenting the Exchangeable Sodium Percentages (ESP), thus indicating the sodification of soil superficial layer (0 – 20 cm). The values of pH and electrical conductivity (soil salinity indicators when reaching values below 8,5 and over 4 dS m-1, respectively) increased, but did not reached critical values. The pots not exposed to environmental conditions presented greater salts and cations concentrations accumulated on top soil. Phytoremediation stage efficiencies were higher than 85% (in the absence of rain) and between 30 and 45% (in the presence of rain) for applied treatments 2 and 3, respectively; and more than 80% for the applied treatment 1. These results showed that the plant performance is better in the absence of rain and strong winds. The changes on the physical characteristics were statistically non-significant (α = 0.01), probably because of the short duration of the experiment. The results in general, showed the potential of the Atriplex nummularia in phytoremediation processes of wastewater-irrigated soils.

Ao longo dos anos, diferentes ferramentas vem sendo utilizadas pelos administradores de rede para realizar as tarefas de gerenciamento (por exemplo, protocolos de gerência e soluções de monitoramento de rede). Dentre tais ferramentas, a presente tese foca em Visualização de Informações (ou simplesmente InfoVis). Essencialmente, entende-se que o objetivo final dessas ferramentas de gestão é diminuir a complexidade e, consequentemente, otimizar o trabalho diário dos administradores. Assim, eles podem melhorar sua produtividade, o que incide diretamente na redução de custos. Com base nesse pressuposto, esta tese tem como objetivo investigar como promover a adoção de técnicas InfoVis pelos administradores de rede, com foco em melhorar produtividade e diminuir custos. A percepção chave é que, na maioria dos casos, os administradores de rede não são habilitados no domínio InfoVis. Desse modo, a escolha por adotar técnica InfoVis requer a imersão em campo desconhecido, podendo gerar, assim, um risco elevado nos indicadores de produtividade e custos. Em essência, essa tese argumenta que o emprego de técnicas InfoVis pelos administradores pode ser muito trabalhosa, despendendo um montante muito significativo de tempo, o que leva a diminuir produtividade e, consequentemente, eleva os custos de gerenciamento. Focando essa questão, é apresentada uma proposta para promover adoção de técnicas InfoVis, pelo encorajamento do reuso. Argumenta-se que os conceitos e princípios de reuso propostos e padronizados pelo campo da engenharia de software podem ser adaptados e empregados, uma vez que a construção de visualizações (ou seja, o projeto e desenvolvimento) é, primariamente, uma tarefa de desenvolvimento de software. Assim, a avaliação da proposta apresentada nesta tese utiliza o método Common Software Measurement International Consortium (COSMIC) Functional Size Measurement (FSM), o qual permite estimar o dimensionamento de software através de pontos por função. A partir deste método, torna-se então possível a estimativa de esforço e, consequentemente, produtividade e custos. Os resultados mostram a viabilidade e eficácia da abordagem proposta (em termos de produtividade e custos), bem como os benefícios indiretos que o reuso sistemático pode fornecer quando da adoção de visualizações para auxílio nas tarefas de gerenciamento de redes. / Throughout the years, several tools have being used by network administrators to accomplish the management tasks (e.g., management protocols and network monitoring solutions). Among such tools, this thesis focuses on Information Visualization one (a.k.a InfoVis). Mainly, it is understood that the ultimate goal of these management tools is to decrease the complexity and, consequently, optimize the everyday work of administrators. Thus, they can increase their productivity, which leads to the cost reduction. Based on this assumption, this thesis aims at investigating how to promote the adoption of InfoVis techniques by network administrators, focusing on enhancing productivity and lowering costs. The key insight is that, in most cases, network administrators are unskilled on InfoVis. Therefore, the choice to adopt visualizations can require an immersion into the unknown that can be too risky regarding productivity and cost. In essence, this thesis argues that the employment of InfoVis techniques by administrators can be very laborious by spending a significant amount of effort that decreases their productivity and, consequently, increases the management costs. To overcome this issue, an approach to promote the adoption of InfoVis techniques by encouraging their reuse is introduced. It is argued that the concepts and principles of software reuse proposed and standardized in the software engineering field can be adapted and employed once the building up of visualizations (i.e., the design and development) can be defined primarily as a software development task. So, the evaluation of the proposal introduced in this thesis employs the Common Software Measurement International Consortium (COSMIC) Functional Size Measurement (FSM) method that measures software sizing through Function Points (FP). From this method, it was possible estimating effort and, consequently, productivity and costs. Results show the feasibility and effectiveness of the proposed approach (in terms of productivity and cost) as well as some indirect benefits that the systematic reuse can provide in the adoption of InfoVis techniques to assist in the management tasks.

[pt] A abordagem de Dados Abertos tem como objetivo promover a interoperabilidade de dados na Web. Consiste na publicação de informações em formatos que permitam seu compartilhamento, descoberta, manipulação e acesso por parte de usuários e outros aplicativos de software. Essa abordagem requer a triplificação de conjuntos de dados, ou seja, a conversão do esquema de bases de dados relacionais, bem como suas instâncias, em triplas RDF. Uma questão fundamental neste processo é decidir a forma de representar conceitos de esquema de banco de dados em termos de classes e propriedades RDF. Isto é realizado através do mapeamento das entidades e relacionamentos para um ou mais vocabulários RDF, usados como base para a geração das triplas. A construção destes vocabulários é extremamente importante, porque quanto mais padrões são utilizados, melhor o grau de interoperabilidade com outros conjuntos de dados. No entanto, as ferramentas disponíveis atualmente não oferecem suporte adequado ao reuso de vocabulários RDF padrão no processo de triplificação. Neste trabalho, apresentamos o processo StdTrip, que guia usuários no processo de triplificação, promovendo o reuso de vocabulários de forma a assegurar interoperabilidade dentro do espaço da Linked Open Data (LOD). / [en] Open Data is a new approach to promote interoperability of data in the Web. It consists in the publication of information produced, archived and distributed by organizations in formats that allow it to be shared, discovered, accessed and easily manipulated by third party consumers. This approach requires the triplification of datasets, i.e., the conversion of database schemata and their instances to a set of RDF triples. A key issue in this process is deciding how to represent database schema concepts in terms of RDF classes and properties. This is done by mapping database concepts to an RDF vocabulary, used as the base for generating the triples. The construction of this vocabulary is extremely important, because the more standards are reused, the easier it will be to interlink the result to other existing datasets. However, tools available today do not support reuse of standard vocabularies in the triplification process, but rather create new vocabularies. In this thesis, we present the StdTrip process that guides users in the triplification process, while promoting the reuse of standard, RDF vocabularies.

Buscando aumentar a qualidade de software, a área de Engenharia de Software tem produzido ferramentas para auxílio ao desenvolvimento de software assim como tem estudado e produzido formas de controlar o processo de desenvolvimento. A tecnologia existente para coordenação de atividades humanas - incluindo sistemas de Workflow e PSEE (Process-Centered Software Engineering Environments) - possui algumas limitações. Uma das principais é a falta de flexibilidade. Algumas características importantes de processos de software não têm sido levadas em consideração pela tecnologia disponível, como por exemplo: o aspecto humano envolvido, a dificuldade em definir todo o processo antes de executá-lo, o tratamento de mudanças durante a execução, dentre outras. Além disso, quando se considera a construção de PSEEs, notase a necessidade de uma abordagem formal adequada, que permita um melhor entendimento, análise e comparação com outros modelos. Este trabalho apresenta e discute um modelo conceitual e mecanismos para contribuir para o aumento da flexibilidade e do nível de automação fornecidos para execução de processos. Para atingir os objetivos do trabalho, foi proposta uma arquitetura, denominada APSEE, construída a partir de um meta-modelo unificado que integra informações organizacionais, gerenciais, sobre artefatos do processo, e sobre ferramentas do ambiente. O modelo proposto define de forma rigorosa seus componentes. Assim, as propriedades de recursos e pessoas são descritas visando melhorar o controle de sua alocação, permitindo a construção de um mecanismo de apoio à instanciação de recursos e pessoas em processos. Além disso, uma linguagem de modelagem visual de processos de software é proposta. Por fim, é fornecido o mecanismo de execução de processos que permite modificações dinâmicas, verifica a consistência dessas modificações, e permite acompanhamento da execução de processos pelo gerente. Os diferentes componentes envolvidos na definição do modelo APSEE proposto foram especificados formalmente através de método algébrico e também através da abordagem de gramáticas de grafos, constituindo uma base semântica de alto nível de abstração que deu origem a um conjunto de protótipos implementados como ferramentas do ambiente PROSOFT-Java. A implementação também serviu para constatar a viabilidade do uso do APSEE como plataforma de integração para vários serviços de gerência de processos desenvolvidos como atividades de pesquisa no contexto do grupo PROSOFT. Finalmente, são apresentadas considerações acerca dos trabalhos relacionados, os elementos críticos que influenciam a aplicabilidade do modelo e as atividades adicionais vislumbradas a partir do trabalho proposto. / Software Engineering evolved to increase software quality through the definition of tools to support both development and management processes. However, the existing technology to provide automated support for human activity coordination - mainly represented by Workflow Management Systems and Process-Centered Software Engineering Environments (PSEEs) - has some limitations. One of the most important limitations is related to the low level of flexibility provided by current tools. Existing technologies provide limited support for some important software process characteristics, which includes, for example, the humanistic aspect of software processes, the difficult to completely prescribe the process model in advance, and the lack of adequate support for dynamic changes on enacting processes. Besides, the construction of a PSEE demand an adequate formal approach for its specification, which can improve its understandability and analysis, while constitutes a basis for comparison with similar proposals. This work presents and discusses a conceptual model and mechanisms which jointly aim to increase the level of flexibility and automation provided for software processes enactment. In order to reach this goal, a software-based architecture is proposed, named APSEE, which provides a unified meta-model that integrates organizational and management information, along with software artifact and tool support. The proposed meta-model rigorously defines its components. Therefore, resource and people properties are formally described in order to allow better allocation through an automated process instantiation mechanism. In addition, a visual software process modeling language is provided which is, in turn, related to the underlying meta-model. Finally, a flexible process enactment mechanism was specified to support dynamic changes on process models that work together with consistency check and monitoring mechanisms. The required software components for the proposed meta-model were specified using algebraic specification and graph grammar-based techniques which, in turn, were used to build prototypes for the Java-PROSOFT environment. This implementation was also useful to evaluate the feasibility of using APSEE as an integration platform for a number of process management services developed by PROSOFT research group. Finally, it is discussed how this proposal relates to the current technological state-ofthe- art, the critical elements that can influence its applicability and effectiveness, and the expected future activities.

Os frameworks orientado a objetos oferecem um grande potencial para aumentar a produtividade e a qualidade no desenvolvimento de software. Um framework e uma infra-estrutura ou esqueleto de uma família de aplicações pertencentes a um domínio determinado. Basicamente, aplicações especificas são construídas especializando as classes do framework para fornecer a implementação de alguns métodos, enquanto a maior parte da funcionalidade da aplicação e herdada. Esta característica permite a reutilização tanto do código quanto o projeto das aplicações do domínio, o qual representa um beneficio muito significativo a respeito de outras tecnologias de reutilização. Entretanto, começar a utilizar um framework para construir aplicações especificas e complicado para um usuário que não seja o projetista do framework. Compreender um framework é frequentemente muito mais difícil que compreender bibliotecas de componentes que podem ser reutilizados independentemente. Neste caso, e suficiente compreender sua interface externa. No caso dos frameworks, para aproveitar ao Máximo as possibilidades de reutilização que oferece, e necessário compreender o projeto interno de suas classes, como essas classes colaboram entre si, bem como a forma na qual instancias dessas classes colaboram em tempo de execução. Compreender estes aspectos uma tarefa reconhecidamente complexa e demorada, sendo este e um dos fatores mais limitantes da tecnologia para ser de utilidade efetiva na produção de software. Neste trabalho, apresenta-se uma abordagem reflexiva para a construção de ferramentas de apoio a compreensão de frameworks. Esta abordagem e suportada por Luthier, um framework projetado, e implementado em Smalltalk-80, para a construção de ferramentas de analise dinâmica e visualização de programas orientados a objetos. Luthier introduz três contribuições importantes: Utilização de técnicas de reflexão computacional baseadas no conceito de gerenciadores de meta-objetos, o qual suporta a implementação de metaarquiteturas de meta-objetos especializadas para a análise de aplicações. Controle interativo do grau de detalhe das visualizações (zoom semântico) através do suporte explícito de escalas de abstração. As escalas de abstração são controladas por objetos denominados abstratores. Um abstrator permite encapsular em objetos específicos algoritmos de derivação de abstracões, filtragem e seleção de informação, bem como o controle do nível de detalhe mostrado pelas visualizações. Esta separação de funcionalidade permite implementar complexas funcionalidades de análise de programas, sem a necessidade de modificar as classes que implementam visualizações ou a representação da informação. Suporte de uma estratégia de análise orientada pela visualização da arquitetura. Esta abordagem divide o processo de compreensão em duas fases iterativa: 1) compreensão dos principais aspectos estruturais do framework a partir de da recuperação e visualização da arquitetura,; 2) análise detalhada do comportamento de instâncias envolvidas em pontos específicos da arquitetura, os quais são selecionados pelo usuário a partir da visualização arquitetônica. Luthier fornece suporte flexível para construção de ferramentas de visualização dinamicamente adaptáveis para diferentes funcionalidades de análise, através de quatro subframeworks: LuthierMOPs. o qual fornece o suporte adaptável de meta-objetos para captura de informação das aplicações analisadas; LuthierBooks que fornece suporte genérico de gerenciamento de hiperdocumentos para a representação da informação capturada e gerenciamento de livros persistentes de projeto; LuthierAbstractors, que prove suporte genérico para a derivação de abstrações da informação coletada e escalas de abstração dinamicamente variáveis; e LuthierViews, extensão do framework MVC para a construção de visualizações da informação coletada, com capacidades de manipulação direta e zooming utilizando visualizações alternativas, as quais podem ser dinamicamente selecionadas pelo usuário. Com o suporte fornecido por Luthier, uma ferramenta, especialmente projetada para apoiar a compreensão de frameworks a partir da analise de exemplos, foi desenvolvida. Esta ferramenta fornece um conjunto de visualizações estruturais, com capacidade de animação de fluxo de controle do framework, bem como visualizações alternativas de subsistemas e padrões de projeto. Estas abstrações são reconhecidas através da análise da informação coletada dos exemplos analisados. Através das visualizações providas, o usuário pode explorar um dado framework através de mecanismos de navegação entre diferentes representações visuais, bem como filtragem e consulta acerca de informação relevante a ser visualizada. Este mecanismos são integrados com mecanismos de zoom semântico que habilitam a visualização da informação em diferentes níveis de abstração. Através da representação de hiperdocumento, a ferramenta suporta a construção manual, bem como a geração automática em alguns casos, de livros persistentes de documentação, com capacidade de edição, de importação de diagramas produzidos pelas visualizações, e de navegação sobre diferentes livros e o código fonte do framework. Esta características habilita a geração de documentação durante o processo de compreensão, facilidade não disponível, habitualmente, nas ferramentas de compreensão desenvolvidas até hoje. A capacidade de Luthier para a construção de ferramentas foi testada com a construção de outras ferramentas, como por exemplo, depuradores visuais e de coleta de métricas. A viabilidade e eficácia da abordagem foi testada através de experimentos, os quais mostraram que grupos utilizando a ferramenta de apoio produziram aplicações com maior nível de reutilização do framework que grupos de usuários não utilizando a ferramenta. / Object-oriented frameworks are a powerful reuse technique for building applications in a given domain. A framework works as a template or skeleton for building applications, being composed of a set of classes abstracting the general characteristics of an application domain. Building a specific application requires the specialization of some classes that provide the implementation of methods that will complete the necessary behaviour, while the global control structure is given by the framework. Frameworks offer a great potential to increase the productivity and quality in software development. However, starting to use a framework to build a specific application is complicated for any user other than a framework designer. Understanding a framework is frequently much harder than understanding libraries of components that can be reused independently. To adequately reuse isolated classes of a class library, it is sufficient to understand their external interface. In case of a framework, in contrast, to take full advantage of the services provided, it is necessary to understand the way its classes collaborate, as well as the internal design of some of them. These classes code the complex behaviour of a network of instances dynamically created. Therefore, it is often needed not only to understand how the classes are organized in static inheritance hierarchies, but also how instances collaborate at runtime. This work presents a reflective approach for the construction of tools for framework comprehension. This approach is supported by Luthier, a framework designed, and implemented in Smalltalk-80, which provides a flexible support for building tools for the dynamic analysis and visualization of object-oriented programs. Luthier introduces three important contributions: The use of computational reflection techniques, based on the concept of meta-object managers, which support the implementation of specialized meta-object-based metaarchitectures for the dynamic analysis of applications Support for building visualizations with different levels of abstraction under interactive control of the user (semantic zoom) through the explicit support of abstraction scales. Abstraction scales are controlled by objects called abstractors, which allow the encapsulation, in specific objects, of algorithms for abstraction derivation, filtering and information selection, as well as the interactive control of the detail level to be shown by visualizations. This separation of concerns enables the implementation of complex program analysis functionalities without the need of modifying classes implementing visualizations or information representation. Support for an architecture-driven analysis strategy. This approach divides the understanding process in two iterative phases: I) comprehension of the global structural and behavioural aspects of the framework from the recovery and visualization of its architecture.; 2) detailed analysis of specific instances involved in particular points of the architecture, selected by the user form the architectural view. Luthier provides a flexible support for the construction of visualization tools dynamically adaptable to different analysis functionalities through four sub-frameworks: LuthierMOPs, which provides an adaptable support of meta-objects for information gathering from the analyzed applications; LuthierBooks, which provides generic support for hyperdocument management to represent captured information and management of persistent design books: LuthierAbstractors, which provides generic support for the derivation of abstractions and dynamically variable abstraction-scales: and LuthierViews. extension of the MVC framework for the construction visualizations of the captured information, with capabilities of direct manipulation and zooming using alternative visualizations, dynamically selected by the user. With the support provided by Luthier a tool, specially designed to support framework comprehension from analysis of examples, was developed. This tool provides a set of structural visualizations with control-flow animation capabilities, as well as alternative visualizations of subsystems and design patterns, recognized through the analysis of information gathered from examples. Through these visualizations the user can explore a given framework by using mechanisms for navigating among different visual representations, as well as information filtering and queries about relevant information to be visualized. These functionalities are fully integrated with semantic zoom mechanisms that enable information visualization at different levels of abstraction. With the hyperdocument support, the tool allows for manual construction, as well as automatic generation in some cases, of persistent documentation books. These books offers editing capabilities, importation of diagrams from visualizations, as well as navigation through different books and through the source code of the analyzed framework.. These characteristics allows the support of additional documentation generation during the comprehension process, facility which is not normally available in current understanding tools. The capabilities for tool construction supported by Luthier were tested through the development of different tools, such as, visual debuggers and metrics collectors. The viability of the approach was tested through experiments. These experiments suggest that users using the understanding tool produce applications with a greater re-use level than groups of users not using it.

Ao longo dos anos, diferentes ferramentas vem sendo utilizadas pelos administradores de rede para realizar as tarefas de gerenciamento (por exemplo, protocolos de gerência e soluções de monitoramento de rede). Dentre tais ferramentas, a presente tese foca em Visualização de Informações (ou simplesmente InfoVis). Essencialmente, entende-se que o objetivo final dessas ferramentas de gestão é diminuir a complexidade e, consequentemente, otimizar o trabalho diário dos administradores. Assim, eles podem melhorar sua produtividade, o que incide diretamente na redução de custos. Com base nesse pressuposto, esta tese tem como objetivo investigar como promover a adoção de técnicas InfoVis pelos administradores de rede, com foco em melhorar produtividade e diminuir custos. A percepção chave é que, na maioria dos casos, os administradores de rede não são habilitados no domínio InfoVis. Desse modo, a escolha por adotar técnica InfoVis requer a imersão em campo desconhecido, podendo gerar, assim, um risco elevado nos indicadores de produtividade e custos. Em essência, essa tese argumenta que o emprego de técnicas InfoVis pelos administradores pode ser muito trabalhosa, despendendo um montante muito significativo de tempo, o que leva a diminuir produtividade e, consequentemente, eleva os custos de gerenciamento. Focando essa questão, é apresentada uma proposta para promover adoção de técnicas InfoVis, pelo encorajamento do reuso. Argumenta-se que os conceitos e princípios de reuso propostos e padronizados pelo campo da engenharia de software podem ser adaptados e empregados, uma vez que a construção de visualizações (ou seja, o projeto e desenvolvimento) é, primariamente, uma tarefa de desenvolvimento de software. Assim, a avaliação da proposta apresentada nesta tese utiliza o método Common Software Measurement International Consortium (COSMIC) Functional Size Measurement (FSM), o qual permite estimar o dimensionamento de software através de pontos por função. A partir deste método, torna-se então possível a estimativa de esforço e, consequentemente, produtividade e custos. Os resultados mostram a viabilidade e eficácia da abordagem proposta (em termos de produtividade e custos), bem como os benefícios indiretos que o reuso sistemático pode fornecer quando da adoção de visualizações para auxílio nas tarefas de gerenciamento de redes. / Throughout the years, several tools have being used by network administrators to accomplish the management tasks (e.g., management protocols and network monitoring solutions). Among such tools, this thesis focuses on Information Visualization one (a.k.a InfoVis). Mainly, it is understood that the ultimate goal of these management tools is to decrease the complexity and, consequently, optimize the everyday work of administrators. Thus, they can increase their productivity, which leads to the cost reduction. Based on this assumption, this thesis aims at investigating how to promote the adoption of InfoVis techniques by network administrators, focusing on enhancing productivity and lowering costs. The key insight is that, in most cases, network administrators are unskilled on InfoVis. Therefore, the choice to adopt visualizations can require an immersion into the unknown that can be too risky regarding productivity and cost. In essence, this thesis argues that the employment of InfoVis techniques by administrators can be very laborious by spending a significant amount of effort that decreases their productivity and, consequently, increases the management costs. To overcome this issue, an approach to promote the adoption of InfoVis techniques by encouraging their reuse is introduced. It is argued that the concepts and principles of software reuse proposed and standardized in the software engineering field can be adapted and employed once the building up of visualizations (i.e., the design and development) can be defined primarily as a software development task. So, the evaluation of the proposal introduced in this thesis employs the Common Software Measurement International Consortium (COSMIC) Functional Size Measurement (FSM) method that measures software sizing through Function Points (FP). From this method, it was possible estimating effort and, consequently, productivity and costs. Results show the feasibility and effectiveness of the proposed approach (in terms of productivity and cost) as well as some indirect benefits that the systematic reuse can provide in the adoption of InfoVis techniques to assist in the management tasks.

Os frameworks orientado a objetos oferecem um grande potencial para aumentar a produtividade e a qualidade no desenvolvimento de software. Um framework e uma infra-estrutura ou esqueleto de uma família de aplicações pertencentes a um domínio determinado. Basicamente, aplicações especificas são construídas especializando as classes do framework para fornecer a implementação de alguns métodos, enquanto a maior parte da funcionalidade da aplicação e herdada. Esta característica permite a reutilização tanto do código quanto o projeto das aplicações do domínio, o qual representa um beneficio muito significativo a respeito de outras tecnologias de reutilização. Entretanto, começar a utilizar um framework para construir aplicações especificas e complicado para um usuário que não seja o projetista do framework. Compreender um framework é frequentemente muito mais difícil que compreender bibliotecas de componentes que podem ser reutilizados independentemente. Neste caso, e suficiente compreender sua interface externa. No caso dos frameworks, para aproveitar ao Máximo as possibilidades de reutilização que oferece, e necessário compreender o projeto interno de suas classes, como essas classes colaboram entre si, bem como a forma na qual instancias dessas classes colaboram em tempo de execução. Compreender estes aspectos uma tarefa reconhecidamente complexa e demorada, sendo este e um dos fatores mais limitantes da tecnologia para ser de utilidade efetiva na produção de software. Neste trabalho, apresenta-se uma abordagem reflexiva para a construção de ferramentas de apoio a compreensão de frameworks. Esta abordagem e suportada por Luthier, um framework projetado, e implementado em Smalltalk-80, para a construção de ferramentas de analise dinâmica e visualização de programas orientados a objetos. Luthier introduz três contribuições importantes: Utilização de técnicas de reflexão computacional baseadas no conceito de gerenciadores de meta-objetos, o qual suporta a implementação de metaarquiteturas de meta-objetos especializadas para a análise de aplicações. Controle interativo do grau de detalhe das visualizações (zoom semântico) através do suporte explícito de escalas de abstração. As escalas de abstração são controladas por objetos denominados abstratores. Um abstrator permite encapsular em objetos específicos algoritmos de derivação de abstracões, filtragem e seleção de informação, bem como o controle do nível de detalhe mostrado pelas visualizações. Esta separação de funcionalidade permite implementar complexas funcionalidades de análise de programas, sem a necessidade de modificar as classes que implementam visualizações ou a representação da informação. Suporte de uma estratégia de análise orientada pela visualização da arquitetura. Esta abordagem divide o processo de compreensão em duas fases iterativa: 1) compreensão dos principais aspectos estruturais do framework a partir de da recuperação e visualização da arquitetura,; 2) análise detalhada do comportamento de instâncias envolvidas em pontos específicos da arquitetura, os quais são selecionados pelo usuário a partir da visualização arquitetônica. Luthier fornece suporte flexível para construção de ferramentas de visualização dinamicamente adaptáveis para diferentes funcionalidades de análise, através de quatro subframeworks: LuthierMOPs. o qual fornece o suporte adaptável de meta-objetos para captura de informação das aplicações analisadas; LuthierBooks que fornece suporte genérico de gerenciamento de hiperdocumentos para a representação da informação capturada e gerenciamento de livros persistentes de projeto; LuthierAbstractors, que prove suporte genérico para a derivação de abstrações da informação coletada e escalas de abstração dinamicamente variáveis; e LuthierViews, extensão do framework MVC para a construção de visualizações da informação coletada, com capacidades de manipulação direta e zooming utilizando visualizações alternativas, as quais podem ser dinamicamente selecionadas pelo usuário. Com o suporte fornecido por Luthier, uma ferramenta, especialmente projetada para apoiar a compreensão de frameworks a partir da analise de exemplos, foi desenvolvida. Esta ferramenta fornece um conjunto de visualizações estruturais, com capacidade de animação de fluxo de controle do framework, bem como visualizações alternativas de subsistemas e padrões de projeto. Estas abstrações são reconhecidas através da análise da informação coletada dos exemplos analisados. Através das visualizações providas, o usuário pode explorar um dado framework através de mecanismos de navegação entre diferentes representações visuais, bem como filtragem e consulta acerca de informação relevante a ser visualizada. Este mecanismos são integrados com mecanismos de zoom semântico que habilitam a visualização da informação em diferentes níveis de abstração. Através da representação de hiperdocumento, a ferramenta suporta a construção manual, bem como a geração automática em alguns casos, de livros persistentes de documentação, com capacidade de edição, de importação de diagramas produzidos pelas visualizações, e de navegação sobre diferentes livros e o código fonte do framework. Esta características habilita a geração de documentação durante o processo de compreensão, facilidade não disponível, habitualmente, nas ferramentas de compreensão desenvolvidas até hoje. A capacidade de Luthier para a construção de ferramentas foi testada com a construção de outras ferramentas, como por exemplo, depuradores visuais e de coleta de métricas. A viabilidade e eficácia da abordagem foi testada através de experimentos, os quais mostraram que grupos utilizando a ferramenta de apoio produziram aplicações com maior nível de reutilização do framework que grupos de usuários não utilizando a ferramenta. / Object-oriented frameworks are a powerful reuse technique for building applications in a given domain. A framework works as a template or skeleton for building applications, being composed of a set of classes abstracting the general characteristics of an application domain. Building a specific application requires the specialization of some classes that provide the implementation of methods that will complete the necessary behaviour, while the global control structure is given by the framework. Frameworks offer a great potential to increase the productivity and quality in software development. However, starting to use a framework to build a specific application is complicated for any user other than a framework designer. Understanding a framework is frequently much harder than understanding libraries of components that can be reused independently. To adequately reuse isolated classes of a class library, it is sufficient to understand their external interface. In case of a framework, in contrast, to take full advantage of the services provided, it is necessary to understand the way its classes collaborate, as well as the internal design of some of them. These classes code the complex behaviour of a network of instances dynamically created. Therefore, it is often needed not only to understand how the classes are organized in static inheritance hierarchies, but also how instances collaborate at runtime. This work presents a reflective approach for the construction of tools for framework comprehension. This approach is supported by Luthier, a framework designed, and implemented in Smalltalk-80, which provides a flexible support for building tools for the dynamic analysis and visualization of object-oriented programs. Luthier introduces three important contributions: The use of computational reflection techniques, based on the concept of meta-object managers, which support the implementation of specialized meta-object-based metaarchitectures for the dynamic analysis of applications Support for building visualizations with different levels of abstraction under interactive control of the user (semantic zoom) through the explicit support of abstraction scales. Abstraction scales are controlled by objects called abstractors, which allow the encapsulation, in specific objects, of algorithms for abstraction derivation, filtering and information selection, as well as the interactive control of the detail level to be shown by visualizations. This separation of concerns enables the implementation of complex program analysis functionalities without the need of modifying classes implementing visualizations or information representation. Support for an architecture-driven analysis strategy. This approach divides the understanding process in two iterative phases: I) comprehension of the global structural and behavioural aspects of the framework from the recovery and visualization of its architecture.; 2) detailed analysis of specific instances involved in particular points of the architecture, selected by the user form the architectural view. Luthier provides a flexible support for the construction of visualization tools dynamically adaptable to different analysis functionalities through four sub-frameworks: LuthierMOPs, which provides an adaptable support of meta-objects for information gathering from the analyzed applications; LuthierBooks, which provides generic support for hyperdocument management to represent captured information and management of persistent design books: LuthierAbstractors, which provides generic support for the derivation of abstractions and dynamically variable abstraction-scales: and LuthierViews. extension of the MVC framework for the construction visualizations of the captured information, with capabilities of direct manipulation and zooming using alternative visualizations, dynamically selected by the user. With the support provided by Luthier a tool, specially designed to support framework comprehension from analysis of examples, was developed. This tool provides a set of structural visualizations with control-flow animation capabilities, as well as alternative visualizations of subsystems and design patterns, recognized through the analysis of information gathered from examples. Through these visualizations the user can explore a given framework by using mechanisms for navigating among different visual representations, as well as information filtering and queries about relevant information to be visualized. These functionalities are fully integrated with semantic zoom mechanisms that enable information visualization at different levels of abstraction. With the hyperdocument support, the tool allows for manual construction, as well as automatic generation in some cases, of persistent documentation books. These books offers editing capabilities, importation of diagrams from visualizations, as well as navigation through different books and through the source code of the analyzed framework.. These characteristics allows the support of additional documentation generation during the comprehension process, facility which is not normally available in current understanding tools. The capabilities for tool construction supported by Luthier were tested through the development of different tools, such as, visual debuggers and metrics collectors. The viability of the approach was tested through experiments. These experiments suggest that users using the understanding tool produce applications with a greater re-use level than groups of users not using it.

Ao longo dos anos, diferentes ferramentas vem sendo utilizadas pelos administradores de rede para realizar as tarefas de gerenciamento (por exemplo, protocolos de gerência e soluções de monitoramento de rede). Dentre tais ferramentas, a presente tese foca em Visualização de Informações (ou simplesmente InfoVis). Essencialmente, entende-se que o objetivo final dessas ferramentas de gestão é diminuir a complexidade e, consequentemente, otimizar o trabalho diário dos administradores. Assim, eles podem melhorar sua produtividade, o que incide diretamente na redução de custos. Com base nesse pressuposto, esta tese tem como objetivo investigar como promover a adoção de técnicas InfoVis pelos administradores de rede, com foco em melhorar produtividade e diminuir custos. A percepção chave é que, na maioria dos casos, os administradores de rede não são habilitados no domínio InfoVis. Desse modo, a escolha por adotar técnica InfoVis requer a imersão em campo desconhecido, podendo gerar, assim, um risco elevado nos indicadores de produtividade e custos. Em essência, essa tese argumenta que o emprego de técnicas InfoVis pelos administradores pode ser muito trabalhosa, despendendo um montante muito significativo de tempo, o que leva a diminuir produtividade e, consequentemente, eleva os custos de gerenciamento. Focando essa questão, é apresentada uma proposta para promover adoção de técnicas InfoVis, pelo encorajamento do reuso. Argumenta-se que os conceitos e princípios de reuso propostos e padronizados pelo campo da engenharia de software podem ser adaptados e empregados, uma vez que a construção de visualizações (ou seja, o projeto e desenvolvimento) é, primariamente, uma tarefa de desenvolvimento de software. Assim, a avaliação da proposta apresentada nesta tese utiliza o método Common Software Measurement International Consortium (COSMIC) Functional Size Measurement (FSM), o qual permite estimar o dimensionamento de software através de pontos por função. A partir deste método, torna-se então possível a estimativa de esforço e, consequentemente, produtividade e custos. Os resultados mostram a viabilidade e eficácia da abordagem proposta (em termos de produtividade e custos), bem como os benefícios indiretos que o reuso sistemático pode fornecer quando da adoção de visualizações para auxílio nas tarefas de gerenciamento de redes. / Throughout the years, several tools have being used by network administrators to accomplish the management tasks (e.g., management protocols and network monitoring solutions). Among such tools, this thesis focuses on Information Visualization one (a.k.a InfoVis). Mainly, it is understood that the ultimate goal of these management tools is to decrease the complexity and, consequently, optimize the everyday work of administrators. Thus, they can increase their productivity, which leads to the cost reduction. Based on this assumption, this thesis aims at investigating how to promote the adoption of InfoVis techniques by network administrators, focusing on enhancing productivity and lowering costs. The key insight is that, in most cases, network administrators are unskilled on InfoVis. Therefore, the choice to adopt visualizations can require an immersion into the unknown that can be too risky regarding productivity and cost. In essence, this thesis argues that the employment of InfoVis techniques by administrators can be very laborious by spending a significant amount of effort that decreases their productivity and, consequently, increases the management costs. To overcome this issue, an approach to promote the adoption of InfoVis techniques by encouraging their reuse is introduced. It is argued that the concepts and principles of software reuse proposed and standardized in the software engineering field can be adapted and employed once the building up of visualizations (i.e., the design and development) can be defined primarily as a software development task. So, the evaluation of the proposal introduced in this thesis employs the Common Software Measurement International Consortium (COSMIC) Functional Size Measurement (FSM) method that measures software sizing through Function Points (FP). From this method, it was possible estimating effort and, consequently, productivity and costs. Results show the feasibility and effectiveness of the proposed approach (in terms of productivity and cost) as well as some indirect benefits that the systematic reuse can provide in the adoption of InfoVis techniques to assist in the management tasks.

Buscando aumentar a qualidade de software, a área de Engenharia de Software tem produzido ferramentas para auxílio ao desenvolvimento de software assim como tem estudado e produzido formas de controlar o processo de desenvolvimento. A tecnologia existente para coordenação de atividades humanas - incluindo sistemas de Workflow e PSEE (Process-Centered Software Engineering Environments) - possui algumas limitações. Uma das principais é a falta de flexibilidade. Algumas características importantes de processos de software não têm sido levadas em consideração pela tecnologia disponível, como por exemplo: o aspecto humano envolvido, a dificuldade em definir todo o processo antes de executá-lo, o tratamento de mudanças durante a execução, dentre outras. Além disso, quando se considera a construção de PSEEs, notase a necessidade de uma abordagem formal adequada, que permita um melhor entendimento, análise e comparação com outros modelos. Este trabalho apresenta e discute um modelo conceitual e mecanismos para contribuir para o aumento da flexibilidade e do nível de automação fornecidos para execução de processos. Para atingir os objetivos do trabalho, foi proposta uma arquitetura, denominada APSEE, construída a partir de um meta-modelo unificado que integra informações organizacionais, gerenciais, sobre artefatos do processo, e sobre ferramentas do ambiente. O modelo proposto define de forma rigorosa seus componentes. Assim, as propriedades de recursos e pessoas são descritas visando melhorar o controle de sua alocação, permitindo a construção de um mecanismo de apoio à instanciação de recursos e pessoas em processos. Além disso, uma linguagem de modelagem visual de processos de software é proposta. Por fim, é fornecido o mecanismo de execução de processos que permite modificações dinâmicas, verifica a consistência dessas modificações, e permite acompanhamento da execução de processos pelo gerente. Os diferentes componentes envolvidos na definição do modelo APSEE proposto foram especificados formalmente através de método algébrico e também através da abordagem de gramáticas de grafos, constituindo uma base semântica de alto nível de abstração que deu origem a um conjunto de protótipos implementados como ferramentas do ambiente PROSOFT-Java. A implementação também serviu para constatar a viabilidade do uso do APSEE como plataforma de integração para vários serviços de gerência de processos desenvolvidos como atividades de pesquisa no contexto do grupo PROSOFT. Finalmente, são apresentadas considerações acerca dos trabalhos relacionados, os elementos críticos que influenciam a aplicabilidade do modelo e as atividades adicionais vislumbradas a partir do trabalho proposto. / Software Engineering evolved to increase software quality through the definition of tools to support both development and management processes. However, the existing technology to provide automated support for human activity coordination - mainly represented by Workflow Management Systems and Process-Centered Software Engineering Environments (PSEEs) - has some limitations. One of the most important limitations is related to the low level of flexibility provided by current tools. Existing technologies provide limited support for some important software process characteristics, which includes, for example, the humanistic aspect of software processes, the difficult to completely prescribe the process model in advance, and the lack of adequate support for dynamic changes on enacting processes. Besides, the construction of a PSEE demand an adequate formal approach for its specification, which can improve its understandability and analysis, while constitutes a basis for comparison with similar proposals. This work presents and discusses a conceptual model and mechanisms which jointly aim to increase the level of flexibility and automation provided for software processes enactment. In order to reach this goal, a software-based architecture is proposed, named APSEE, which provides a unified meta-model that integrates organizational and management information, along with software artifact and tool support. The proposed meta-model rigorously defines its components. Therefore, resource and people properties are formally described in order to allow better allocation through an automated process instantiation mechanism. In addition, a visual software process modeling language is provided which is, in turn, related to the underlying meta-model. Finally, a flexible process enactment mechanism was specified to support dynamic changes on process models that work together with consistency check and monitoring mechanisms. The required software components for the proposed meta-model were specified using algebraic specification and graph grammar-based techniques which, in turn, were used to build prototypes for the Java-PROSOFT environment. This implementation was also useful to evaluate the feasibility of using APSEE as an integration platform for a number of process management services developed by PROSOFT research group. Finally, it is discussed how this proposal relates to the current technological state-ofthe- art, the critical elements that can influence its applicability and effectiveness, and the expected future activities.

Buscando aumentar a qualidade de software, a área de Engenharia de Software tem produzido ferramentas para auxílio ao desenvolvimento de software assim como tem estudado e produzido formas de controlar o processo de desenvolvimento. A tecnologia existente para coordenação de atividades humanas - incluindo sistemas de Workflow e PSEE (Process-Centered Software Engineering Environments) - possui algumas limitações. Uma das principais é a falta de flexibilidade. Algumas características importantes de processos de software não têm sido levadas em consideração pela tecnologia disponível, como por exemplo: o aspecto humano envolvido, a dificuldade em definir todo o processo antes de executá-lo, o tratamento de mudanças durante a execução, dentre outras. Além disso, quando se considera a construção de PSEEs, notase a necessidade de uma abordagem formal adequada, que permita um melhor entendimento, análise e comparação com outros modelos. Este trabalho apresenta e discute um modelo conceitual e mecanismos para contribuir para o aumento da flexibilidade e do nível de automação fornecidos para execução de processos. Para atingir os objetivos do trabalho, foi proposta uma arquitetura, denominada APSEE, construída a partir de um meta-modelo unificado que integra informações organizacionais, gerenciais, sobre artefatos do processo, e sobre ferramentas do ambiente. O modelo proposto define de forma rigorosa seus componentes. Assim, as propriedades de recursos e pessoas são descritas visando melhorar o controle de sua alocação, permitindo a construção de um mecanismo de apoio à instanciação de recursos e pessoas em processos. Além disso, uma linguagem de modelagem visual de processos de software é proposta. Por fim, é fornecido o mecanismo de execução de processos que permite modificações dinâmicas, verifica a consistência dessas modificações, e permite acompanhamento da execução de processos pelo gerente. Os diferentes componentes envolvidos na definição do modelo APSEE proposto foram especificados formalmente através de método algébrico e também através da abordagem de gramáticas de grafos, constituindo uma base semântica de alto nível de abstração que deu origem a um conjunto de protótipos implementados como ferramentas do ambiente PROSOFT-Java. A implementação também serviu para constatar a viabilidade do uso do APSEE como plataforma de integração para vários serviços de gerência de processos desenvolvidos como atividades de pesquisa no contexto do grupo PROSOFT. Finalmente, são apresentadas considerações acerca dos trabalhos relacionados, os elementos críticos que influenciam a aplicabilidade do modelo e as atividades adicionais vislumbradas a partir do trabalho proposto. / Software Engineering evolved to increase software quality through the definition of tools to support both development and management processes. However, the existing technology to provide automated support for human activity coordination - mainly represented by Workflow Management Systems and Process-Centered Software Engineering Environments (PSEEs) - has some limitations. One of the most important limitations is related to the low level of flexibility provided by current tools. Existing technologies provide limited support for some important software process characteristics, which includes, for example, the humanistic aspect of software processes, the difficult to completely prescribe the process model in advance, and the lack of adequate support for dynamic changes on enacting processes. Besides, the construction of a PSEE demand an adequate formal approach for its specification, which can improve its understandability and analysis, while constitutes a basis for comparison with similar proposals. This work presents and discusses a conceptual model and mechanisms which jointly aim to increase the level of flexibility and automation provided for software processes enactment. In order to reach this goal, a software-based architecture is proposed, named APSEE, which provides a unified meta-model that integrates organizational and management information, along with software artifact and tool support. The proposed meta-model rigorously defines its components. Therefore, resource and people properties are formally described in order to allow better allocation through an automated process instantiation mechanism. In addition, a visual software process modeling language is provided which is, in turn, related to the underlying meta-model. Finally, a flexible process enactment mechanism was specified to support dynamic changes on process models that work together with consistency check and monitoring mechanisms. The required software components for the proposed meta-model were specified using algebraic specification and graph grammar-based techniques which, in turn, were used to build prototypes for the Java-PROSOFT environment. This implementation was also useful to evaluate the feasibility of using APSEE as an integration platform for a number of process management services developed by PROSOFT research group. Finally, it is discussed how this proposal relates to the current technological state-ofthe- art, the critical elements that can influence its applicability and effectiveness, and the expected future activities.