This study explores complexity metrics for business artifact process models described by Case Management Model and Notation (CMMN). Process models are usually described using Business Process Management (BPM), which is a relatively mature discipline with a large number of practitioners. Over the last few decades a new way of describing data intensive business processes has emerged in BPM literature, for which traditional BPM is no longer adequate. This emerging method, used to describe more flexible processes, is called business artifacts with Guard-Stage-Milestone (GSM). The work on GSM influenced CMMN, which was created to fill a market need for more flexible case management processes for knowledge workers. Complexity metrics have been developed for traditional BPM models, such as the Business Process Model and Notation (BPMN). However, traditional BPM is not suitable for describing GSM or CMMN process models. Therefore, complexity metrics developed for traditional process models may not be applicable to business artifact process models such as CMMN. This study addresses this gap by exploring complexity metrics for business artifact process models using CMMN. The findings of this study have practical implications for the CMMN standard and for the commercial products implementing CMMN. This research makes the following contributions: • The development of a formal description of CMMN using first-order logic. • An exploration of the relationship between CMMN and GSM and the development of transformation procedures between them. • A comparison between the method complexity of CMMN and other popular process methods, including BPMN, Unified Modeling Language (UML) Activity diagrams, and Event-driven Process Charts (EPC). • The creation of a systematic literature review of complexity metrics for process models, which was conducted in order to inform the creation of CMMN metrics. • The identification of a set of complexity metrics for the CMMN standard, which underwent theoretical and empirical validation. This research advances literature in the areas of method complexity, complexity metrics for process models, declarative processes, and research on CMMN by characterizing CMMN method complexity, identifying complexity metrics for CMMN, and exploring the relationship between CMMN and GSM. / School of Computing / Ph. D. (Computer Science)

The dissertation aims to obtain an integrated and comprehensive perspective on measurement issues that play a strategic role in organisations that aim at continuous quality improvement through TQM. The multidimensional definition of quality is proposed to view quality holistically. The definition is dynamic, thus dimensions are subject to evolution. Measurement of the quality dimensions is investigated. The relationship between quality and cost, productivity and profitability respectively is examined. The product quality dimensions are redefined for processes. Measurement is a strategic component ofTQM. Integration of financial measures with supplier-; customer-; performance- and internal process measurement is essential for synergism. Measurement of quality management is an additional strategic quality dimension. Applicable research was integrated. Quantitative structures used successfully in industry to achieve quality improvement is important, thus the quality management maturity grid, cleanroom software engineering, software factories, quality function deployment, benchmarking and the ISO 9000 standards are briefly described. Software Metrics Programs are considered to be an application of a holistic measurement approach to quality. Two practical approaches are identified. A framework for initiating implementation is proposed. Two strategic software measurement issues are reliability and cost estimation. Software reliability measurement and modelling are introduced. A strategic approach to software cost estimation is suggested. The critical role of data collection is emphasized. Different approaches to implement software cost estimation in organisations are proposed. A total installed cost template as the ultimate goal is envisaged. An overview of selected software cost estimation models is provided. Potential research areas are identified. The linearity/nonlinearity nature of the software production function is analysed. The synergy between software cost estimation models and project management techniques is investigated. The quantification aspects of uncertainty in activity durations, pertaining to project scheduling, are discussed. Statistical distributions for activity durations are reviewed and compared. A structural view of criteria determining activity duration distribution selection is provided. Estimation issues are reviewed. The integration of knowledge from dispersed fields leads to new dimensions of interaction. Research and practical experience regarding software metrics and software metrics programs can be successfully applied to address the measurement of strategic indicators in other industries. / Business Management / D. Phil. (Operations Research)

Introdução – A área de pesquisa de estimativa de esforço de software busca melhorar a acurácia das estimativas de projetos e atividades de software. Objetivo – Este trabalho descreve o desenvolvimento e uso de uma ferramenta web de coleta de dados gerados durante a execução da técnica de estimativa Planning Poker e a análise dos dados coletados para investigação do impacto da revisão de dados históricos de esforço. Método – Foram realizadas estimativas com e sem revisão, em experimentos com alunos de computação da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, coletando os dados relacionados à tomada de decisão em uma ferramenta web. Após isso, foi analisado o impacto causado pelas revisões na acurácia da estimativa de esforço de software utilizando Planning Poker. Resultados Obtidos – Foi analisado o comportamento de 14 grupos de estimativas. Dentre esses times, 8 deles tiveram uma melhora na acurácia maior que 50% das estimativas analisadas. Em 3 deles, a soma das estimativas que tiveram melhora com as estimativas que permaneceram estáveis ultrapassou os 50%. Em apenas 3 deles, as estimativas tiveram redução de acurácia maior que 50%. Conclusões – A Revisão de Atividades Executadas, utilizando Planning Poker, melhorou a estimativa de esforço na maioria dos casos analisados, podendo ser um importante método para aprimorar o processo de desenvolvimento de software. / Abstract – Background – The software effort estimation research area aims to improve the accuracy of this estimation in software projects and activities. Aims – This study describes the development and usage of a web application tocollect data generated from the Planning Poker estimation process and the analysis of the collected data to investigate the impact of revising previous estimates when conducting similar estimates in a Planning Poker context. Method – Software activities were estimated by Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) computer students, using Planning Poker, with and without revising previous similar activities, storing data regarding the decision-making process. And the collected data was used to investigate the impact that revising similar executed activities have in the software effort estimates' accuracy.Obtained Results – The UTFPR computer students were divided into 14 groups. Eight of them showed accuracy increase in more than half of their estimates. Three of them had almost the same accuracy in more than half of their estimates. And only three of them had loss of accuracy in more than half of their estimates. Conclusion – Reviewing the similar executed software activities, when using Planning Poker, led to more accurate software estimates in most cases, and, because of that, can improve the software development process.

Introdução – A área de pesquisa de estimativa de esforço de software busca melhorar a acurácia das estimativas de projetos e atividades de software. Objetivo – Este trabalho descreve o desenvolvimento e uso de uma ferramenta web de coleta de dados gerados durante a execução da técnica de estimativa Planning Poker e a análise dos dados coletados para investigação do impacto da revisão de dados históricos de esforço. Método – Foram realizadas estimativas com e sem revisão, em experimentos com alunos de computação da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, coletando os dados relacionados à tomada de decisão em uma ferramenta web. Após isso, foi analisado o impacto causado pelas revisões na acurácia da estimativa de esforço de software utilizando Planning Poker. Resultados Obtidos – Foi analisado o comportamento de 14 grupos de estimativas. Dentre esses times, 8 deles tiveram uma melhora na acurácia maior que 50% das estimativas analisadas. Em 3 deles, a soma das estimativas que tiveram melhora com as estimativas que permaneceram estáveis ultrapassou os 50%. Em apenas 3 deles, as estimativas tiveram redução de acurácia maior que 50%. Conclusões – A Revisão de Atividades Executadas, utilizando Planning Poker, melhorou a estimativa de esforço na maioria dos casos analisados, podendo ser um importante método para aprimorar o processo de desenvolvimento de software. / Abstract – Background – The software effort estimation research area aims to improve the accuracy of this estimation in software projects and activities. Aims – This study describes the development and usage of a web application tocollect data generated from the Planning Poker estimation process and the analysis of the collected data to investigate the impact of revising previous estimates when conducting similar estimates in a Planning Poker context. Method – Software activities were estimated by Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) computer students, using Planning Poker, with and without revising previous similar activities, storing data regarding the decision-making process. And the collected data was used to investigate the impact that revising similar executed activities have in the software effort estimates' accuracy.Obtained Results – The UTFPR computer students were divided into 14 groups. Eight of them showed accuracy increase in more than half of their estimates. Three of them had almost the same accuracy in more than half of their estimates. And only three of them had loss of accuracy in more than half of their estimates. Conclusion – Reviewing the similar executed software activities, when using Planning Poker, led to more accurate software estimates in most cases, and, because of that, can improve the software development process.

Orientadores: Mario Jino / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_GabrieladeFatima_M.pdf: 1354598 bytes, checksum: 95bb9bb4e444a6f9b717df69650f4e8b (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Organizações de alto nível de maturidade têm como meta principal a melhoria contínua de seus processos. Essas organizações usam sistematicamente métricas e fazem análise dos dados coletados para tomada de decisão, ou seja, fazem efetivamente gerenciamento por dados. Avaliação quantitativa da capacidade do processo de software definido para o projeto e suas variações permite planejar e gerenciar melhor os projetos. Considerando a necessidade de medir, prever e ajustar o processo de software para alcançar as metas de qualidade, um programa de medição é proposto com o intuito de dar suporte à gerência quantitativa. O programa de medição apresenta métricas alinhadas às metas organizacionais e exige que, após a coleta dos dados e sua análise, os envolvidos nessas métricas - um gerente administrativo, um gerente funcional, um líder de projeto ou um desenvolvedor - comprometam-se a usar os resultados da análise para identificar os desvios de processo e aplicar as ações corretivas necessárias; desta forma, pode-se controlar o desempenho do processo de desenvolvimento de software dentro dos limites aceitáveis. Para apoiar o processo de implantação e aplicação de métricas, uma ferramenta de coleta, validação e análise dos dados, baseada em controle estatístico de processo, denominada Vigia, foi desenvolvida. Vigia pode ser usada para controlar o desempenho do processo de software definido para o projeto assegurando que o processo não compromete as metas de qualidade da organização nem as metas de negócio, por meio de ações corretivas em tempo real e, conseqüentemente, de ajustes no processo de software. Um estudo de caso foi realizado na Motorola Industrial para avaliar tanto o programa de medição como a ferramenta Vigia / Abstract: Organizations of a high level of maturity have as main goal the continuous improvement of their processes. Such organizations systematically apply metrics by measuring process performance and analyzing these measurements to make decisions; hence, they effectively perform management by data. Quantitative assessment of the performance of the project's defined software process and its variations allows better planning and management of projects. Considering the need for measuring, predicting and adjusting the software process to reach quality goals, a measurement program is being proposed to give support to quantitative management. The measurement program presents metrics aligned to the organizational goals and requires that, after data collection and analysis, the metrics stakeholders - a senior manager, a functional manager, a project leader or a developer - be committed to use the results of the analysis to identify process deviations and to apply the necessary corrective actions. In this way, we may control the performance of the project's defined software process within acceptable limits. To support deployment of the measurement process and application of metrics, a tool to collect, validate and analyze data, based on statistical process control, called Vigia, was developed. Vigia can be used to control the performance of the project's defined software process, assuring that the process does not compromise neither the organizational quality goals nor the business goals through corrective actions in near-real time. Consequently, it carries through adjustments in the software process. A case study was carried out at Motorola Company to evaluate the measurement program as well as the Vigia tool / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

A avaliação de qualidade de vídeo possui um papel fundamental no processamento de vídeo e em aplicações de comunicação. Uma métrica de qualidade de vídeo ideal deve garantir a alta correlação entre a predição da distorção do vídeo e a percepção de qualidade do Sistema Visual Humano. Este trabalho propõe o uso de modelos de atenção visual com abordagem bottom up baseados em saliências para avaliação de qualidade de vídeo. Três métricas objetivas de avaliação são propostas. O primeiro método é uma métrica com referência completa baseada na estrutura de similaridade. O segundo modelo é uma métrica sem referência baseada em uma modelagem sigmoidal com solução de mínimos quadrados que usa o algoritmo de Levenberg-Marquardt e extração de características espaço-temporais. E, a terceira métrica é análoga à segunda, porém usa a característica Blockiness na detecção de distorções de blocagem no vídeo. A abordagem bottom-up é utilizada para obter os mapas de saliências que são extraídos através de um modelo multiescala de background baseado na detecção de movimentos. Os resultados experimentais apresentam um aumento da eficiência de predição de qualidade de vídeo nas métricas que utilizam o modelo de saliência em comparação com as respectivas métricas que não usam este modelo, com destaque para as métricas sem referência propostas que apresentaram resultados melhores do que métricas com referência para algumas categorias de vídeos. / Video quality assessment plays a key role in the video processing and communications applications. An ideal video quality metric shall ensure high correlation between the video distortion prediction and the perception of the Human Visual System. This work proposes the use of visual attention models with bottom-up approach based on saliencies for video qualitty assessment. Three objective metrics are proposed. The first method is a full reference metric based on the structural similarity. The second is a no reference metric based on a sigmoidal model with least squares solution using the Levenberg-Marquardt algorithm and extraction of spatial and temporal features. And, the third is analagous to the last one, but uses the characteristic Blockiness for detecting blocking distortions in the video. The bottom-up approach is used to obtain the salient maps, which are extracted using a multiscale background model based on motion detection. The experimental results show an increase of efficiency in the quality prediction of the proposed metrics using salient model in comparission to the same metrics not using these model, highlighting the no reference proposed metrics that had better results than metrics with reference to some categories of videos.

Test Driven Development (TDD) é uma prática ágil que ganhou popularidade ao ser definida como parte fundamental na eXtreme Programming (XP). Essa prática determina que os testes devem ser escritos antes da implementação do código. TDD e seus efeitos têm sido amplamente estudados e comparados com a prática Test Last Development (TLD) em diversos trabalhos. Entretanto, poucos estudos abordam TDD no desenvolvimento de Web Services (WS), devido à complexidade em testar as dependências entre os componentes distribuídos e as particularidades da Service Oriented Architecture (SOA). Este trabalho tem por objetivo definir e validar uma abordagem para o desenvolvimento de WS baseada na prática de TDD, denominada WS-TDD. Essa abordagem guia os desenvolvedores no uso de TDD durante o desenvolvimento de WS, sugerindo ferramentas e técnicas para lidar com as dependências e as particularidades de SOA, com foco na criação dos testes unitários e integrados automatizados na linguagem Java. No intuito de definir e validar a abordagem proposta, quatro métodos de pesquisa foram executados: (i) questionário presencial; (ii) experimento; (iii) entrevista presencial com cada participante do experimento e (iv) triangulação dos resultados com as pessoas que participaram nos três métodos anteriores. De acordo com os resultados obtidos, a WS-TDD mostrou-se mais eficiente quando comparada a TLD, aumentando a qualidade interna do software e a produtividade dos desenvolvedores. No entanto, a qualidade externa do software diminuiu, apresentando um maior número de defeitos quando comparada a TLD. Por fim, é importante destacar que a abordagem proposta surge como uma alternativa simples e prática para a adoção de TDD no desenvolvimento de WS, trazendo benefícios a qualidade interna e contribuindo para aumentar a produtividade dos desenvolvedores. Porém, a qualidade externa do software diminuiu ao utilizar a WS-TDD. / Test Driven Development (TDD) is an agile practice that gained popularity when defined as a fundamental part in eXtreme Programming (XP). This practice determines that the tests should be written before implementing the code. TDD and its effects have been widely studied and compared with the Test Last Development (TLD) in several studies. However, few studies address TDD practice in the development of Web Services (WS), due to the complexity of testing the dependencies among distributed components and the specific characteristics of Service Oriented Architecture (SOA). This study aims to define and validate an approach to develop WS based on the practice of TDD, called WS-TDD. This approach guides developers to use TDD to develop WS, suggesting tools and techniques to deal with SOA particularities and dependencies, focusing on the creation of the unitary and integrated automated tests in Java. In order to define and validate the proposed approach, four research methods have been carried out: (i) questionnaire; (ii) practical experiment; (iii) personal interview with each participant in the experiment and (iv) triangulation of the results with the people who participated in the three previous methods. According to the obtained results, WS-TDD was more efficient compared to TLD, increasing internal software quality and developer productivity. However, the external software quality has decreased due to a greater number of defects compared to the TLD approach. Finally, it is important to highlight that the proposed approach is a simple and practical alternative for the adoption of TDD in the development of WS, bringing benefits to internal quality and contributing to increase the developers’ productivity. However, the external software quality has decreased when using WS-TDD.

A avaliação de qualidade de vídeo possui um papel fundamental no processamento de vídeo e em aplicações de comunicação. Uma métrica de qualidade de vídeo ideal deve garantir a alta correlação entre a predição da distorção do vídeo e a percepção de qualidade do Sistema Visual Humano. Este trabalho propõe o uso de modelos de atenção visual com abordagem bottom up baseados em saliências para avaliação de qualidade de vídeo. Três métricas objetivas de avaliação são propostas. O primeiro método é uma métrica com referência completa baseada na estrutura de similaridade. O segundo modelo é uma métrica sem referência baseada em uma modelagem sigmoidal com solução de mínimos quadrados que usa o algoritmo de Levenberg-Marquardt e extração de características espaço-temporais. E, a terceira métrica é análoga à segunda, porém usa a característica Blockiness na detecção de distorções de blocagem no vídeo. A abordagem bottom-up é utilizada para obter os mapas de saliências que são extraídos através de um modelo multiescala de background baseado na detecção de movimentos. Os resultados experimentais apresentam um aumento da eficiência de predição de qualidade de vídeo nas métricas que utilizam o modelo de saliência em comparação com as respectivas métricas que não usam este modelo, com destaque para as métricas sem referência propostas que apresentaram resultados melhores do que métricas com referência para algumas categorias de vídeos. / Video quality assessment plays a key role in the video processing and communications applications. An ideal video quality metric shall ensure high correlation between the video distortion prediction and the perception of the Human Visual System. This work proposes the use of visual attention models with bottom-up approach based on saliencies for video qualitty assessment. Three objective metrics are proposed. The first method is a full reference metric based on the structural similarity. The second is a no reference metric based on a sigmoidal model with least squares solution using the Levenberg-Marquardt algorithm and extraction of spatial and temporal features. And, the third is analagous to the last one, but uses the characteristic Blockiness for detecting blocking distortions in the video. The bottom-up approach is used to obtain the salient maps, which are extracted using a multiscale background model based on motion detection. The experimental results show an increase of efficiency in the quality prediction of the proposed metrics using salient model in comparission to the same metrics not using these model, highlighting the no reference proposed metrics that had better results than metrics with reference to some categories of videos.

Test Driven Development (TDD) é uma prática ágil que ganhou popularidade ao ser definida como parte fundamental na eXtreme Programming (XP). Essa prática determina que os testes devem ser escritos antes da implementação do código. TDD e seus efeitos têm sido amplamente estudados e comparados com a prática Test Last Development (TLD) em diversos trabalhos. Entretanto, poucos estudos abordam TDD no desenvolvimento de Web Services (WS), devido à complexidade em testar as dependências entre os componentes distribuídos e as particularidades da Service Oriented Architecture (SOA). Este trabalho tem por objetivo definir e validar uma abordagem para o desenvolvimento de WS baseada na prática de TDD, denominada WS-TDD. Essa abordagem guia os desenvolvedores no uso de TDD durante o desenvolvimento de WS, sugerindo ferramentas e técnicas para lidar com as dependências e as particularidades de SOA, com foco na criação dos testes unitários e integrados automatizados na linguagem Java. No intuito de definir e validar a abordagem proposta, quatro métodos de pesquisa foram executados: (i) questionário presencial; (ii) experimento; (iii) entrevista presencial com cada participante do experimento e (iv) triangulação dos resultados com as pessoas que participaram nos três métodos anteriores. De acordo com os resultados obtidos, a WS-TDD mostrou-se mais eficiente quando comparada a TLD, aumentando a qualidade interna do software e a produtividade dos desenvolvedores. No entanto, a qualidade externa do software diminuiu, apresentando um maior número de defeitos quando comparada a TLD. Por fim, é importante destacar que a abordagem proposta surge como uma alternativa simples e prática para a adoção de TDD no desenvolvimento de WS, trazendo benefícios a qualidade interna e contribuindo para aumentar a produtividade dos desenvolvedores. Porém, a qualidade externa do software diminuiu ao utilizar a WS-TDD. / Test Driven Development (TDD) is an agile practice that gained popularity when defined as a fundamental part in eXtreme Programming (XP). This practice determines that the tests should be written before implementing the code. TDD and its effects have been widely studied and compared with the Test Last Development (TLD) in several studies. However, few studies address TDD practice in the development of Web Services (WS), due to the complexity of testing the dependencies among distributed components and the specific characteristics of Service Oriented Architecture (SOA). This study aims to define and validate an approach to develop WS based on the practice of TDD, called WS-TDD. This approach guides developers to use TDD to develop WS, suggesting tools and techniques to deal with SOA particularities and dependencies, focusing on the creation of the unitary and integrated automated tests in Java. In order to define and validate the proposed approach, four research methods have been carried out: (i) questionnaire; (ii) practical experiment; (iii) personal interview with each participant in the experiment and (iv) triangulation of the results with the people who participated in the three previous methods. According to the obtained results, WS-TDD was more efficient compared to TLD, increasing internal software quality and developer productivity. However, the external software quality has decreased due to a greater number of defects compared to the TLD approach. Finally, it is important to highlight that the proposed approach is a simple and practical alternative for the adoption of TDD in the development of WS, bringing benefits to internal quality and contributing to increase the developers’ productivity. However, the external software quality has decreased when using WS-TDD.