[pt] Injeção de dependências, uma forma de inversão de controle, é uma forma de estruturar a configuração e composição de componentes de software que traz vários benefícios como um acoplamento reduzido entre componentes. No entanto, um framework genérico de injeção de dependências requer instrospecção em tempo de execução, o que explica por que injeção de dependências é popular em Java mas praticamente inexistente em C Mais Mais. Neste trabalho apresentamos um sistema de introspecção para C Mais Mais 11 e mostramos como ele pode ser usado para melhorar uma implementação de Service Component Architecture (SCA) para C Mais Mais. Usamos vários novas funcionalidades de C Mais Mais 11 como perfect forwarding, variadic templates e lvalue references para melhorar a usabilidade da API de reflexão e minimizar o overhead de execução. / [en] Dependency injection, a form of inversion of control, is a way of structuring the configuration and composition of software components that brings many benefits such as a loose coupling of components. However, a generic dependency injection framework requires runtime type introspection and this is why dependency injection is popular in Java and almost non-existent in C plus plus. In this work we present a introspection system for C plus plus 11 and show how to use it to improve an implementation of the Service Component Architecture (SCA) for C plus plus. It uses several features of C plus plus 11 such as perfect forwarding, variadic templates and lvalue references to improve usability and minimize overhead.

A l'heure du numérique, la quantité d'objets connectés ne cesse de croître et de se diversifier. Afin de supporter cette complexité croissante, nous avons souhaité apporter un maximum d'automatismes à l'Internet des Objets de manière à garantir une qualité de service (QoS) de bout en bout. Pour ce faire, un composant de service autocontrôlé est proposé pour intégrer l'objet dans l'écosystème digital. Grâce à la calibration de chaque service, qui permet la connaissance du comportement, une composition automatisée devient possible. Nous avons illustré la faisabilité de notre approche à travers un cas d'étude. Nous avons également montré comment les objets connectés peuvent s'assembler eux-mêmes, coopérant pour atteindre un objectif commun, tout en répondant aux exigences de QoS globales. / In the digital era, the number of connected objects continues to grow and diversify. To support this increasing complexity, we wanted to bring a maximum of automatisms to the Internet of Things in order to guarantee end-to-end quality of service (QoS). To do this, a self-controlled service component is proposed to integrate the object into the digital ecosystem. Thanks to the calibration of each service, which makes it possible to know the behaviour, an automated composition becomes possible. We have illustrated the feasibility of our approach on a case study. We also have shown how connected objects can assemble themselves, cooperating to achieve a common objective, while meeting global QoS requirements.

Der sich abzeichnende Paradigmenwechsel hin zum Web of Things (WoT) erfordert ein neues Verständnis in Bezug auf die Eigenschaften entsprechender Anwendungen sowie deren Entwicklungsmethoden. In diesem Zusammenhang hat sich in den letzten Jahren das Konzept der sogenannten Multi-Device-Anwendungen (MLDA) herausgebildet. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass ihre miteinander verknüpften Softwarebestandteile innerhalb eines logisch zusammenhängenden Anwendungsrahmens verteilt auf verschiedenen Geräten ausgeführt werden. Angesichts sinkender Anschaffungskosten intelligenter Geräte und der damit einhergehenden Nutzungsbereitschaft gewinnt zudem die Forderung nach benutzerfreundlicher Konfigurierbarkeit an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund greift diese Dissertation das Paradigma der Web-Mashups als geeigneten Ansatz zur Erstellung von Multi-Device-Anwendungen auf. Nach dem Motto „Write once, run anywhere“ werden wiederverwendbare Web-Komponenten im Kontext sogenannter Multi-Device-Mashup (MDM) geräte- und plattformübergreifend verteilt und über die Geräte hinweg miteinander verknüpft und in Kombination ausgeführt. Aufbauend auf dem CRUISe-Projekt, das universelle Modelle für Web-Mashups bereitstellt, adressiert diese Arbeit als ersten Schwerpunkt Erweiterungen zur modellhaften Beschreibung verteilter Kompositionen unter Berücksichtigung dynamischer und heterogener Geräteumgebungen. Im Rahmen von MDM werden UI-Bestandteile und Webdienste als Softwarekomponenten gekapselt im Gerätecluster nach den Wünschen der Ersteller verteilt integriert. Um auch Gerätefähigkeiten als Dienste innerhalb der Kompositionsebene einbinden zu können, erweitert diese Arbeit Komponentenmodelle um das Konzept der Integrationsanforderungen. Sie beschreiben notwendige Geräteressourcen der Komponenten, die für die Bereitstellung der Gerätedienste notwendig sind. Hierdurch lassen sich nach dem Baukastenprinzip in verteilten Kompositionen Web- und Gerätedienste i. S. d. Web of Things vereint nutzen, z. B. zur Erfassung und Auswertung von Umweltdaten. Als Modellierungsgrundlage schlägt diese Arbeit ein mehrschichtiges Kontextmodell vor. Es unterstützt die automatisierte Auswertung von Kompositionen, um die Eignung von Mashups in Bezug auf die modellhafte Geräteumgebung bestimmen zu können. Die hierfür notwendigen Dienste sind Bestandteil der verteilten Laufzeitumgebung für MDM. Ihre Referenzarchitektur sowie ihre Funktionsweise bilden einen weiteren Schwerpunkt dieser Dissertation. Im Mittelpunkt stehen der Gesamtprozess der kontextsensitiven Integration sowie die Adaption der MDM. Um die Forderung nach Anwenderunterstützung zu erfüllen, erörtert diese Arbeit auch ein strukturiertes Vorgehensmodell für die endnutzergerechte Erstellung von MDM. Es beschreibt die Anwendungsentwicklung als iterativen, zyklischen Prozess, der auch die Laufzeit von MDM adressiert. Zudem ordnet das Vorgehensmodell den Erstellungsschritten geeignete Assistenzdienste zu, die die Endanwender bei der Bewertung, Auswahl und Umverteilung von integrierbaren Kompositionsfragmenten zur Laufzeit angesichts ihres unvollständigen Wissens über verfügbare Geräteressourcen unterstützen. Die prototypische Implementierung der verteilten Laufzeitumgebung sowie der Entwicklungsassistenz für Endanwender wurden im Rahmen einer Benutzerstudie mit Hilfe eines Vergleichswerkzeuges evaluiert. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen konnte die Tragfähigkeit und Praktikabilität der vorgestellten Konzepte nachgewiesen werden.:Kapitel 1 Einleitung 1.1 Problemstellung und Thesen 1.1.1 Wissenschaftliche Problemstellung 1.1.2 Forschungsthesen 1.1.3 Vision und Zielstellung 1.2 Abgrenzung 1.3 Gliederung der Arbeit Kapitel 2 Grundlagen 2.1 Einführung und Begriffsklärung 2.1.1 Multi-Device-Anwendungen 2.1.2 Verteilte Benutzerschnittstellen 2.1.3 End-User Development im Internet der Dinge 2.1.4 Entwicklungsmethoden des Ubiquitous Computing 2.2 Anforderungsanalyse 2.2.1 Anwendungsszenarien 2.2.2 Schwerpunkte 2.2.3 Anforderungen an den Entwicklungsprozess 2.2.4 Anforderungen an das Anwendungsmodell 2.2.5 Anforderungen an die verteilte Laufzeitumgebung Kapitel 3 Stand der Forschung und Technik 3.1 Verteilte Benutzerschnittstellen 3.1.1 Modellierung verteilter Benutzerschnittstellen 3.1.2 Leichtgewichtige Entwicklung verteilter Benutzerschnittstellen 3.2 Anwendungsentwicklung im Ubicomp 3.2.1 Selbstadaptive Ubicomp-Systeme 3.2.2 Interaktive Ubicomp-Systeme 3.3 Zusammenfassung und Diskussion 3.3.1 Defizite der Ansätze verteilter Benutzerschnittstellen 3.3.2 Defizite interaktiver und adaptiver Ubicomp-Systeme Kapitel 4 Modellierung kompositer Multi-Device-Anwendungen 4.1 Rollenmodell 4.1.1 Entwurfsebenen 4.1.2 Systemrollen 4.2 Diskussion der Anwendungsmodellierung 4.2.1 Anforderungen an das Metamodell verteilbarer Komponenten 4.2.2 Anforderungen an die Modellierung verteilbarer Kompositionen 4.2.3 Ansatzbewertung 4.3 Erweiterung der CRUISe-Metamodelle 4.3.1 Erweiterung der SMCDL Kapitel 5 Die verteilte Laufzeitumgebung 5.1 Diskussion und Architekturüberblick 5.1.1 Gesamtarchitektur 5.1.2 Die Multi-Device-Umgebung 5.1.3 Geräte-zu-Geräte-Kommunikation 5.1.4 Kontexterfassung und -verwaltung 5.1.5 Gerätedienste 5.2 Integration von Multi-Device-Mashups 5.2.1 Komponentenfilterung 5.2.2 Anmeldung von Nutzern und Geräten 5.2.3 Automatische Bewertung der Kompositionsfragmente 5.2.4 Berechnung der Anwendungsverteilung 5.2.5 Integration verteilter Kompositionsfragmente 5.3 Adaption von Multi-Device-Mashups 5.3.1 Anforderungen 5.3.2 Kontextsensitive Auswertung des Verteilungsmodells 5.4 Zusammenfassung und Diskussion Kapitel 6 Nutzergetriebene Erstellung von Multi-Device-Mashups 6.1 Diskussion zum EUD-Prozess 6.2 Der EUD-Prozess zur Erstellung von Multi-Device-Mashups 6.3 Endnutzergetriebene Adaption von Multi-Device-Mashups 6.3.1 Aufbau der Verteilungsoptionen 6.3.2 Berechnen von Verteilungsoptionen zur Laufzeit 6.3.3 Qualitative Bewertung und Sortierung der Verteilungsoptionen 6.3.4 Der Ablauf der Umverteilung von Mashup-Komponenten 6.4 Zusammenfassung und Diskussion Kapitel 7 Umsetzungen 7.1 Umsetzung der Modellerweiterungen 7.2 Umsetzung der verteilten Laufzeitumgebung 7.2.1 Umsetzung des Servers 7.2.2 Umsetzungen der Geräteseite 7.2.3 Umsetzung der EUD-Werkzeuge 7.3 Zusammenfassung und Diskussion 7.3.1 Umsetzung der Modellerweiterungen 7.3.2 Umsetzung der verteilten Laufzeitumgebung 7.3.3 Umsetzung der EUD-Werkzeuge Kapitel 8 Evaluation 8.1 Evaluationsmethode 8.1.1 Studienteilnehmer 8.1.2 Ablauf der Studiensitzungen 8.1.3 Vergleichskriterien 8.2 Auswertung der Ergebnisse 8.2.1 Auswertung der Probandensitzungen 8.2.2 Auswertung der objektiven Messwerte 8.2.3 Auswertung der Fragebögen 8.3 Zusammenfassung und Diskussion Kapitel 9 Zusammenfassung und Ausblick 9.1 Kapitel im Überblick 9.2 Diskussion und Grenzen der Lösungen 9.2.1 Diskussion der Forschungsziele und Thesen 9.2.2 Grenzen der Lösungen 9.3 Ausblick auf weiterführende Forschungen A Anhänge A.1 Anhang zu den Grundlagen A.1.1 Einführung und Begriffe A.2 Anhang zum Stand der Forschung A.2.1 Leichtgewichtige Entwicklung verteilter Benutzerschnittstellen A.2.2 Interaktive Ubicomp-Systeme A.2.3 Vergleich der Forschungsansätze A.3 Anhang zur Anwendungsmodellierung A.3.1 Diskussion der Anwendungsmodellierung A.3.2 Erweiterung der SMCDL A.3.3 Modellierung verteilbarer Kompositionen A.3.4 Kontextmodellierung A.4 Anhang zur Laufzeitumgebung A.4.1 Domänenmodell der Multi-Device-Umgebung A.4.2 Integration von Multi-Device-Mashups A.5 Anhang zum EUD-Prozess A.6 Anhang zur Umsetzung A.6.1 Umsetzung der Modellerweiterungen A.6.2 Umsetzung der verteilten Laufzeitumgebung A.7 Anhang zur Evaluation A.7.1 Orientierungsfragen und Qualitätskriterien A.7.2 Ergebnisse der Probandensitzungen A.7.3 Messwerte zu objektiven Kriterien A.7.4 Bewertungen der Fragebogenelemente