Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T14:38:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_PatrickHenriquedaSilva_D.pdf: 1885619 bytes, checksum: 138c286c6050613085421c02716b1425 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A incorporação de tolerância a falhas em sistemas de software normalmente acarreta em um aumento da complexidade, o que consequentemente torna a sua análise mais difícil. Além disso, o uso de mecanismos de tratamento de exceções de uma maneira não-sistemática pode acarretar na adição de novas falhas ao sistema. Esta tese apresenta uma abordagem rigorosa e centrada na arquitetura para o desenvolvimento de sistemas de software tolerantes a falhas. Dependendo do modelo de falhas e da disponibilidade de recursos, abstrações arquiteturais diferentes podem ser utilizadas para representar explicitamente questões relacionadas a tolerância a falhas, tais como detecção e tratamento de erros e tratamento de falhas. Essas abstrações arquiteturais e os seus respectivos detalhamentos internos podem ser instanciados em componentes e conectores concretos durante o projeto de arquiteturas de software tolerantes a falhas. De forma complementar, a solução proposta também define atividades que combinam o uso e métodos formais e casos de teste baseados em modelos para sistematizar a verificação e validação do comportamento do sistema relativo à programação e tratamento de erros e tratamento de falhas no nível arquitetural. A verificação e validação de software ocorrem em duas fases complementares do processo de desenvolvimento do software, ambas baseadas em cenários arquiteturais que descrevem a programação e tratamento de erros envolvendo elementos arquiteturais (componentes e conectores). Primeiramente, utilizando a ferramenta de verificação de modelos ProB, que combina o uso de teoria de conjuntos matemáticos (B-Method) com álgebra de processos (CSP), a arquitetura de software é verificada formalmente com o intuito de antecipar a identificação de falhas relacionadas ao projeto do sistema. Segundo, casos de teste são gerados a partir da arquitetura de software utilizando uma abordagem baseada em modelos. O objetivo dos casos de teste gerados é verificar a consistência entre os modelos arquiteturais já verificados formalmente e a implementação do sistema. Finalmente, para auxiliar as atividades de verificação, a solução proposta também contempla a definição de regras de transformação automática de diagramas UML para especificação formal em B-Method e CSP. A diferença semântica existe entre a especificação semi-formal da UML e a especificação formal em B-Method e CSP é compensada utilizando-se estereótipos e "tags" nos modelos UML. A aplicabilidade prática da solução proposta foi avaliada no contexto de três estudos de caso: (i) uma aplicação com requisitos críticos de tempo real e confiabilidade; (ii) uma aplicação bancária real com requisitos críticos de confiabilidade e disponibilidades; e (iii) uma aplicação para dispositivos móveis / Abstract: The incorporation of fault tolerance into systems normally increases their complexity, which consequently makes their analysis more difficult. Moreover, the use of exception handling mechanisms to develop robust software systems in a non-systematic manner can be a source of many design faults. This thesis presents a rigorous and architecture-centric development approach for developing fault-tolerant software systems. Depending on the fault model and the resources available, different architectural abstractions can be employed for representing issues that are related to fault tolerance, such as error detection, and error and fault handling. These architectural abstractions and their internal views can be instantiated into concrete components and connectors for designing fault-tolerant software architectures. In a complementary way, the proposed rigorous solution also defines activities which use formal methods and model-based test cases do systematize the verification and validation of the system's behaviour related to error propagation and handling at the architecture level. The verification and validation occur in two complementary phases of the software development, both of them based on architectural scenarios describing error propagation and handling involving architectural elements (components and connectors). First, using the ProB model checker, which combines the use of set-theory (B-Method) and process algebra (CSP), the software architecture is formally verified in order to anticipate the identification of faults related to the system's model. Second, model-based test cases are generated in order to assess the consistency between the verified software architecture and the implementation of the software system. Finally, the proposed solution also defines rules for model transformation from UML diagrams to formal specification in B-Method and CSP. To overcome the gap between the semi-formal specification of UML and the formal models, the UML diagrams are complemented with predefined stereotypes and tags. The feasibility of our approach was evaluated in the context of three case studies: (i) a critical real-time application; (ii) a real banking system; and (iii) a mobile application / Doutorado / Engenharia de Software / Doutor em Ciência da Computação

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2017-09-27T19:07:42Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Paulo Marcos Soares Rodrigues - 2017.pdf: 2420186 bytes, checksum: 82fdcdcecf770aea2d551db024ccec5d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-02T13:41:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Paulo Marcos Soares Rodrigues - 2017.pdf: 2420186 bytes, checksum: 82fdcdcecf770aea2d551db024ccec5d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T13:41:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Paulo Marcos Soares Rodrigues - 2017.pdf: 2420186 bytes, checksum: 82fdcdcecf770aea2d551db024ccec5d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / This work aims to develop a software design that allows internationalization in relation to the different sign languages. The Sign Language, besides being a linguistic system, is an element of constitution of the deaf subject, adding its identity and culture. By this reason, it is so important that the contents of the computerized systems can also be available in sign languages. From a systematic review of the literature that showed the absence of methods, tools or techniques that made references to the internationalization of software for sign languages, a high-level architecture and a detailed design were elaborated contemplating the main requirements of quality. The requirements were extracted with the help of teachers, students and deaf interpreters and listeners of the Faculdade de Letras / Libras of the Universidade Federal de Goiás (UFG). The case study is a Web application of the questionnaire about quality of life, wich was originally proposed by the World Health Organization, translated to Libras by the Letters Faculty of the Federal University of Goiás (UFG), in partnership with the Federal University of Rio Grande do Sul UFRGS). After the adaptation of the application to the internationalization for sign language, a static analysis of three versions of the application was performed. The original version, a version suitable for internationalization for sign languages and a third version with the addition of more than one sign language. The analyzes sought to determine the qualitative effects of the appropriateness of the original application for the internationalization for sign languages and the addition of new translations to an application already suitable to the proposed architecture. / Este trabalho tem como objetivo desenvolver um projeto de software que permita a internacionalização em relação às diversas línguas de sinais existentes. A Língua de Sinais, além de ser um sistema linguístico, é um elemento de constituição do sujeito surdo, agregando sua identidade e cultura. Por isso é tão importante que os conteúdos dos sistema informatizados possam estar disponíveis também em línguas de sinais. A partir de uma revisão sistemática da literatura que evidenciou a ausência de métodos, ferramentas ou técnicas que fizessem referências a internacionalização de softwares para línguas de sinais, foi elaborado uma arquitetura de alto-nível e um projeto detalhado contemplando os principais requisitos de qualidade. Os requisitos foram extraídos com a ajuda de professores, alunos e interpretes surdos e ouvintes da Faculdade de Letras/Libras da Universidade Federal de Goiás (UFG). Como estudo de caso foi escolhido uma aplicação Web do questionário de qualidade de vida, originalmente proposto pela Organização Mundial da Saúde traduzido para Libras pela Faculdade Letras da Universidade Federal de Goiás (UFG), em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Após a adequação da aplicação à internacionalização para língua de sinais, foi realizado uma análise estática de três versões da aplicação. A versão original, uma versão adequada a internacionalização para línguas de sinais e uma terceira versão com a adição de mais de uma língua de sinal. As análises buscaram determinar os efeitos qualitativos da adequação da aplicação original para a internacionalização para línguas de sinais e da adição de novas traduções a uma aplicação já adequada a arquitetura proposta.

Atualmente, os sistemas robóticos têm sido necessários para uma diversidade de novos produtos, como em robôs de serviço e em robôs para ambientes perigosos. Como consequência, um aumento da complexidade desses sistemas e observada, exigindo também atenção considerável para a qualidade e a produtividade. Vale destacar que a complexidade de parte desses sistemas decorre, parcial ou totalmente, da necessidade de se utilizar diversos robôs para compor a solução. Em outra perspectiva, arquiteturas de referência surgiram como um tipo especial de arquitetura de software que consegue agregar conhecimento de domínios específicos, facilitando o desenvolvimento, padronização e evolução de sistemas de software. Nessa perspectiva, arquiteturas de referência foram também propostas para o domínio de robótica e de têm sido consideradas como um elemento importante para o desenvolvimento de sistemas para esse domínio. No entanto, existe uma falta de arquiteturas de referência especializadas em sistemas multirrobóticos de serviço. Assim, a principal contribuição desse trabalho e o apoio ao desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço. Para isso, o principal resultado, aqui apresentado, e o estabelecimento da SiMuS, uma arquitetura de referência que agrega o conhecimento e a experiência de como organizar sistemas multirrobóticos de serviço, visando a escalabilidade, evolução e reuso. Para o estabelecimento dessa arquitetura, foi utilizado o ProSA-RA, um processo que sistematiza o projeto, representação e avaliação de arquiteturas de referência. Resultados alcançados por uma inspeção, por meio de checklist, e estudo de caso conduzidos evidenciam que a SiMuS e uma arquitetura de referência viável e reusável para o desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço / Currently, robotic systems have been more and more required for a diversity of new products, such as in service robots and in robots for dangerous environments. As a consequence, an increase in the complexity of these systems is observed, requiring also considerable attention to their quality and productivity. One of the main complexities faced by systems is the problem of control multiple robots to complete a task. In another perspective, reference architectures have emerged as a special type of software architecture that achieves well-recognized understanding of specific domains, facilitating the development, standardization, and evolution of software systems. In this perspective, reference architectures have also been proposed for the robotic domain and they have been considered an important element to the development of systems for that domain. However, there is a lack of reference architectures specialized in multi-robotic systems for service robots. Thus, the main contribution of this work is to support the development of multi-robotic for service robots. For that, the main result presented here is the establishment of SiMuS, a reference architecture that combines the knowledge and experience of how to organize multi-robotic systems for service robots, aiming at scalability, evolution and reuse. For establishing this architecture, was used the ProSA-RA, a process that systematizes the design, representation and evaluation of reference architectures. Results achieved by a checklist inspection and case study conduction, show that the SiMuS is a viable and reusable reference architecture for developing multi-robotic systems service robots

Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T03:56:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tizzei_LeonardoPondian_D.pdf: 4801081 bytes, checksum: 4be6c243f0c9f62c50e330561161fcdd (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Arquiteturas de linhas de produtos são essenciais para facilitar a evolução das linhas, pois ajudam a lidar com sua complexidade, abstraindo seus detalhes de implementação. A variabilidade arquitetural difere arquiteturas de linhas de produtos de arquiteturas de sistemas únicos. Ela reflete a existência de alternativas de projeto arquitetural e é expressa por meio de um conjunto de pontos de variação e variantes arquiteturais. A variabilidade arquitetural pode dificultar a evolução de arquiteturas de linhas produtos, pois a implementação da variabilidade software pode aumentar a complexidade da arquitetura com a possível adição de elementos e dependências extras. A variabilidade de linhas de produtos é usualmente capturada modelo de características e implementado pela arquitetura de linha de produtos. Entretanto, a implementação de características, pontos de variação e variantes podem estar espalhados por diversos elementos arquiteturais, o que dificulta a sua evolução. Em geral, cenários de evolução de linhas de produto envolvem adição e/ou remoção de características, mudança de uma característica obrigatória para opcional, entre outros. Quando cenários de evolução afetam características cujas implementações estão espalhadas na arquitetura, eles podem causar impacto de mudança em vários elementos arquiteturais. Estudos recentes exploram o uso de aspectos para modularizar a implementação de características em arquiteturas de linhas de produtos. Aspectos são usados para modularizar interesses transversais que, no contexto de linhas de produtos, são interesses que afetam diversas características. Contudo, esses estudos não consideram (i) arquiteturas componentizadas com interfaces explícitas e (ii) o uso integrado de componentes e aspectos para modularizar a implementação da variabilidade arquitetural. Idealmente aspectos devem ser modelados o mais cedo possível, de preferência, junto com o modelo de características para possibilitar a criação de arquiteturas bem estruturadas com aspectos. Todavia, não existem modelos que integrem o modelo de características e aspectos, nem métodos que consideram aspectos para gerar arquiteturas de linhas produtos a partir do modelo de características. A solução proposta nesta tese envolve inicialmente um estudo comparativo para mostrar a facilidade de evolução de arquiteturas de linhas de produtos propiciada pelo uso integrado de componentes e aspectos. Em seguida, é proposta uma visão estendida do modelo de características que permite representar características transversais. Essa visão, chamada de visão de características orientada a aspectos, é usada para criar arquiteturas de linhas de produtos orientadas a aspectos. Além disso, um modelo arquitetural de componentes é estendido para integrar aspectos para modularizar a variabilidade arquitetural. Por fim, o método FArM, que provê o mapeamento de modelo de características para modelos de arquitetura de linha de produtos, é estendido para considerar características transversais. Foram conduzidos dois estudos empíricos: um para avaliar se o uso integrado de componentes e aspectos facilita ou não a evolução de arquiteturas de linhas de produtos. O outro estudo empírico avalia a modelagem de características transversais e a extensão do método FArM propostos para projetar arquiteturas de linhas de produtos que sejam fáceis de evoluir. Os dois estudos apresentaram resultados promissores indicando que a solução proposta nesta tese facilita a evolução de arquiteturas de linhas de produtos / Abstract: Product line architectures are essential to facilitate the evolution of product lines, as they handle their complexity by abstracting implementation details. Architectural variability is what differs product line architectures from single system architectures. It reflects the existence of alternative design options and it is expressed by a set of architectural variation points and variants. Architectural variability can hinder product line architecture evolution because the implementation of software variability can increase architecture complexity by possibly adding extra elements and dependencies. Product line variability is usually captured in the feature model and it is implemented by product line architectures. However, the implementation of features, variation points, and variants may be scattered over architectural elements, which can hinder its evolution. In general, product line evolution scenarios involve feature addition/removal, changing a mandatory feature to an optional feature, and so forth. When evolution scenarios affect features whose implementations are scattered over architecture, they can cause a great change impact on several architectural elements. Recent studies have explored the use of aspects to modularize feature implementation in product line architectures. Aspects can modularize crosscutting concerns, which, in the context of product lines, are concerns that affect several features. Nevertheless, these studies do not consider (i) componentized architectures with explicit interfaces, and (ii) the integration of aspects and components to modularize the implementation of architectural variability. Ideally, aspects should be modeled as soon as possible, preferably, together with the feature model in order to enable the design of well structured product line architectures with aspects. However, there are neither models which integrate features and aspects, nor methods that considers aspects to design product line architectures from the feature model. The solution proposed in this thesis involves a comparative study that presents the support for product line architecture evolution provided by the integration of components and aspects. Then, it is proposed an extended view of the feature model which enables to represent crosscutting features. This view, called aspect-oriented feature view, is used to design product line architectures with aspects. Lastly, the FArM method, which provides guidelines to map from the feature model to the product line architecture model, is extended to consider crosscutting features. Two empirical studies were conducted: one to assess whether the integration of components and aspects facilitates product line architecture evolution. The other empirical study evaluates whether the crosscutting feature modeling and the FArM method extension proposed supports the design of evolvable product line architectures. Both studies presented promising results which indicate that the solution proposed in this thesis facilitates product line architecture evolution / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T01:16:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iizuka_BrunodeAbreu_M.pdf: 5618330 bytes, checksum: 684e091ec25c7c909bfbdfeae38b8487 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Atualmente, muitos esforços vêm sendo feitos para se obter um maior grau de reutilização durante o desenvolvimento de sistemas. Linha de Produtos de Software (LPS) é uma abordagem que promove a reutilização de software. A Arquitetura de Linha de Produtos (ALP) provê uma perspectiva global das variabilidades da linha, ao passo que engloba os conceitos tradicionais de uma arquitetura de software. Devido às variabilidades de software de uma ALP, a evolução arquitetural é ainda mais complexa, do que quando comparado com evolução de arquiteturas de software convencionais. Tratamento de exceções é uma técnica bastante conhecida para a detecção e tratamento de erros em sistemas de software. Porém, apesar da sua popularidade, o seu projeto e a sua implementação são constituídos de tarefas muito complexas que não recebem uma atenção adequada dos processos de desenvolvimento existentes. Separação de interesses é um dos objetivos do tratamento de exceções para separar o comportamento normal e excepcional do sistema de software. No contexto de uma LPS, a separação de interesses é importante para o design das variabilidades de software relacionadas às estratégias do comportamento normal e do comportamento excepcional, como a escolha de diferentes tratadores de exceções por diferentes características. O objetivo principal deste trabalho é apresentar um método para especificar e implementar a variabilidade de tratamentos de exceções em LPS baseadas em componentes. O método MVTE (Método de Variabilidade de Tratamento de Exceções) é uma combinação de métodos já conhecidos na literatura (PLUS e UML Components) e os modelos COSMOS* e COSMOS*-VP. Para validar o método MVTE foram utilizados dois estudos empíricos, e para medir a sua qualidade foram utilizadas as métricas de impacto de mudanças, acoplamento entre módulos e difusão de interesses / Abstract: Nowadays, many efforts are being made to achieve a higher degree of reuse during the development of systems. Software Product Lines (SPL) is an approach to improve software reuse. A PLA provides a global view of the variability's of a SPL, while it embodies the concepts and advantages of the traditional software architecture. Due to its variability's, a PLA is harder to evolve than a conventional software architecture. Exception handling is a well known technique to detect and treat errors in software systems. However, despite its popularity, its design and implementation are constituted of very complex tasks that do not receive the adequate attention from the existing development processes. Separation of concerns is one of the overarching goals of exception handling in order to keep separate normal and exceptional behavior of a software system. In the context of a software product line (SPL); this separation of concerns is also important for designing software variability's related to normal and exceptional behavior, such as the choice of different handlers depending on the set of selected features. The main goal of this work is to present a method to specify and implement the variability of exception handling in SPL components-based. The method MVTE (Variability of Exception Handler Method) is a combination of methods known in the literature (PLUS and UML Components) and models COSMOS* and COSMOS*-VP. To validate the method MVTE, it was studied two empirical studies, and to measure their quality it was used the metrics impact change, coupling between modules and diffusion over concerns / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Les travaux présentés dans cette thèse concernent des problématiques d'architecture logicielle multi-domaines pour le développement d’applications distribuées. Ces applications sont caractérisées aujourd’hui comme des systèmes ouverts, complexes, hétérogènes et à large échelle. Les approches traditionnelles, telles que l’approche orienté objet, n’offrent plus un paradigme de conception suffisant pour appréhender la complexité de tels systèmes. Ces nouvelles tendances ont conduit à l’émergence d’approches de plus haut niveau telles que les approches orientées services, composants ou agents. Chacune de ces approches offrent des intérêts et des caractéristiques propres dans le développement d’applications distribuées. Les services offrent une abstraction et une interopérabilité à large échelle. Abstraction dans le sens où un service permet de spécifier un élément fonctionnel sans préciser comment cet élément est implémenté. Les composants sont une approche robuste basée sur la composition et la réutilisation d’éléments clairement définis par leurs interfaces. Les agents sont eux des éléments présentant un comportement dynamique dirigé par un but et des interactions de haut niveau avec les autres agents formant l’application, vue comme une organisation de services collaboratifs. D’un point de vue conceptuel, le service peut donc être perçu comme le modèle « métier » de l’application, alors que les composants et les agents constituent un modèle d’implémentation. L’étude de ces différents domaines et des modèles associés, a montré que les approches composants et agents sont complémentaires, les points forts d’une approche représentant les faiblesses de l’autre. Face à ce constat, il nous est paru intéressant d’intégrer ces deux approches, au sein d’une même démarche de conception. Cela permet, d’une part, qu’une approche puisse bénéficier des intérêts de l’autre et d’autre part, d’utiliser conjointement des agents et des composants dans la conception d'une même application. La démarche que nous avons adoptée consiste à considérer les services comme pivot d’interaction afin de rendre possible l’interopérabilité des agents et des composants. Pour supporter cette démarche, nous avons défini un processus de conception basé sur l’Ingénierie Des Modèles qui contient quatre modèles conceptuels (Domain Specific language) dont l’intérêt est de mettre l’accent sur les concepts de services et d’interaction. Nous avons ainsi défini un modèle de services, un modèle de composants et un modèle d’agents. Enfin, un modèle mixte appelé CASOM, Component Agent Service Oriented Model, permet de spécifier une application via une combinaison des trois domaines précédents. Ensuite, des règles de correspondances ont été définies entre les quatre modèles pour pouvoir par exemple transformer une spécification agents en une spécification composants ou mixte. L'implémentation de ces transformations a été réalisée en langage ATL (ATLAS Transformation Language). / The presented work considers problems related to multi-domain software architecture for the development of distributed applications. These applications are large-scaled, heterogeneous, open and complex software systems. Traditional approaches such as object-oriented are no longer sufficient to represent such complex systems. These trends lead to the emergence of higher-level approaches such as service-oriented, components or agents. Each one of these approaches offers interests and characteristics in the development of distributed applications. Services provide an abstraction and interoperability in a large scale. Abstraction is in the sense that a service can specify a functional element without specifying how this element is implemented. The components are a robust approach based on composition and reusability through their clearly defined interfaces. Agents are elements which are characterized by dynamic goal directed behaviours and high-level interactions with other agents forming the application, seen as an organization for collaborative services. From a conceptual point of view, the service can be seen as the “business” model of an application, while components and agents are the implementation models. The study of these different domains, with their related models, showed that the components and agents approaches are complementary; the strengths of one approach overcome the weaknesses of the other. Therefore, we are interested in the integration of these two approaches in a single design approach. This allows an approach to benefit from the interests of the other, on one hand and the use of agents and components jointly in the design of an application on the other hand. To reach our objective, we consider services as pivot of interaction between agents and components. The result of our analysis leads us to develop a design process based on Model-Driven Engineering which contains four conceptual models (Domain Specific Languages) with the main interest of focusing on the concepts of services and interaction. We then defined a service, component and agent models. Finally, a hybrid model called CASOM, Component Agent Service Oriented Model, was proposed that allows application specification via a combination of the three domains. Then, mapping rules have been defined between the four models in order to transform agents specification into components specification or mixed. The implementation of these transformations was done in ATL language (ATLAS Transformation Language).

Les logiciels adaptatifs sont une classe de logiciels qui peuvent modifier leur structure et comportement à l'exécution afin de s'adapter à des nouveaux contextes d'exécution. Le développement de logiciels adaptatifs a été un domaine de recherche très actif les dix dernières années. Plusieurs approches utilisent des techniques issues des lignes des produits afin de développer de tels logiciels. Ils proposent des outils, des frameworks, ou des langages pour construire des architectures logicielles adaptatives, mais ne guident pas les ingénieurs dans leur utilisation. De plus, ils supposent que tous les éléments spécifiés à la conception sont disponibles dans l'architecture pour l'adaptation, même s'ils ne seront jamais utilisés. Ces éléments inutiles peuvent être une cause de soucis lors du déploiement sur une cible dont l'espace mémoire est très contraint par exemple. Par ailleurs, le remplacement de composants à l'exécution reste une tâche complexe, elle doit assurer non seulement la validité de la nouvelle version, mais aussi préserver la terminaison correcte des transactions en cours. Pour faire face à ces problèmes, cette thèse propose un processus de développement de logiciels adaptatifs où les tâches, les rôles, et les artefacts associés sont explicites. En particulier, le processus vise la spécification d'informations nécessaires pour construire des architectures logicielles adaptatives. Le résultat d'un tel processus est une architecture logicielle adaptative qui contient seulement des éléments utiles pour l'adaptation. De plus, un mécanisme d'adaptation est proposé basé sur la gestion de transactions pour assurer une adaptation dynamique cohérente. Elle assure la terminaison correcte des transactions en cours. Nous proposons pour cela la notion de dépendance transactionnelle : dépendance entre des actions réalisées par des composants différents. Nous proposons la spécification de ces dépendances dans le modèle de variabilité, et de l'exploiter pour décider des fonctions de contrôle dans les composants de l'architecture, des fonctions qui assurent une adaptation cohérente à l'exécution. / Adaptive software is a class of software which is able to modify its own internal structure and hence its behavior at runtime in response to changes in its operating environment. Adaptive software development has been an emerging research area of software engineering in the last decade. Many existing approaches use techniques issued from software product lines (SPLs) to develop adaptive software architectures. They propose tools, frameworks or languages to build adaptive software architectures but do not guide developers on the process of using them. Moreover, they suppose that all elements in the SPL specified are available in the architecture for adaptation. Therefore, the adaptive software architecture may embed unnecessary elements (components that will never be used) thus limiting the possible deployment targets. On the other hand, the components replacement at runtime remains a complex task since it must ensure the validity of the new version, in addition to preserving the correct completion of ongoing activities. To cope with these issues, this thesis proposes an adaptive software development process where tasks, roles, and associate artifacts are explicit. The process aims at specifying the necessary information for building adaptive software architectures. The result of such process is an adaptive software architecture that only contains necessary elements for adaptation. On the other hand, an adaptation mechanism is proposed based on transactions management for ensuring consistent dynamic adaptation. Such adaptation must guarantee the system state and ensure the correct completion of ongoing transactions. In particular, transactional dependencies are specified at design time in the variability model. Then, based on such dependencies, components in the architecture include the necessary mechanisms to manage transactions at runtime consistently.

Abstract Knowledge discovery (KD) technology is used to extract knowledge from large quantities of digital data in an automated fashion. The established process model represents the KD process in a linear and technology-centered manner, as a sequence of transformations that refine raw data into more and more abstract and distilled representations. Any actual KD process, however, has aspects that are not adequately covered by this model. In particular, some of the most important actors in the process are not technological but human, and the operations associated with these actors are interactive rather than sequential in nature. This thesis proposes an augmentation of the established model that addresses this neglected dimension of the KD process. The proposed process model is composed of three sub-models: a data model, a workflow model, and an architectural model. Each sub-model views the KD process from a different angle: the data model examines the process from the perspective of different states of data and transformations that convert data from one state to another, the workflow model describes the actors of the process and the interactions between them, and the architectural model guides the design of software for the execution of the process. For each of the sub-models, the thesis first defines a set of requirements, then presents the solution designed to satisfy the requirements, and finally, re-examines the requirements to show how they are accounted for by the solution. The principal contribution of the thesis is a broader perspective on the KD process than what is currently the mainstream view. The augmented KD process model proposed by the thesis makes use of the established model, but expands it by gathering data management and knowledge representation, KD workflow and software architecture under a single unified model. Furthermore, the proposed model considers issues that are usually either overlooked or treated as separate from the KD process, such as the philosophical aspect of KD. The thesis also discusses a number of technical solutions to individual sub-problems of the KD process, including two software frameworks and four case-study applications that serve as concrete implementations and illustrations of several key features of the proposed process model. / Tiivistelmä Tiedonlouhintateknologialla etsitään automoidusti tietoa suurista määristä digitaalista dataa. Vakiintunut prosessimalli kuvaa tiedonlouhintaprosessia lineaarisesti ja teknologiakeskeisesti sarjana muunnoksia, jotka jalostavat raakadataa yhä abstraktimpiin ja tiivistetympiin esitysmuotoihin. Todellisissa tiedonlouhintaprosesseissa on kuitenkin aina osa-alueita, joita tällainen malli ei kata riittävän hyvin. Erityisesti on huomattava, että eräät prosessin tärkeimmistä toimijoista ovat ihmisiä, eivät teknologiaa, ja että heidän toimintansa prosessissa on luonteeltaan vuorovaikutteista eikä sarjallista. Tässä väitöskirjassa ehdotetaan vakiintuneen mallin täydentämistä siten, että tämä tiedonlouhintaprosessin laiminlyöty ulottuvuus otetaan huomioon. Ehdotettu prosessimalli koostuu kolmesta osamallista, jotka ovat tietomalli, työnkulkumalli ja arkkitehtuurimalli. Kukin osamalli tarkastelee tiedonlouhintaprosessia eri näkökulmasta: tietomallin näkökulma käsittää tiedon eri olomuodot sekä muunnokset olomuotojen välillä, työnkulkumalli kuvaa prosessin toimijat sekä niiden väliset vuorovaikutukset, ja arkkitehtuurimalli ohjaa prosessin suorittamista tukevien ohjelmistojen suunnittelua. Väitöskirjassa määritellään aluksi kullekin osamallille joukko vaatimuksia, minkä jälkeen esitetään vaatimusten täyttämiseksi suunniteltu ratkaisu. Lopuksi palataan tarkastelemaan vaatimuksia ja osoitetaan, kuinka ne on otettu ratkaisussa huomioon. Väitöskirjan pääasiallinen kontribuutio on se, että se avaa tiedonlouhintaprosessiin valtavirran käsityksiä laajemman tarkastelukulman. Väitöskirjan sisältämä täydennetty prosessimalli hyödyntää vakiintunutta mallia, mutta laajentaa sitä kokoamalla tiedonhallinnan ja tietämyksen esittämisen, tiedon louhinnan työnkulun sekä ohjelmistoarkkitehtuurin osatekijöiksi yhdistettyyn malliin. Lisäksi malli kattaa aiheita, joita tavallisesti ei oteta huomioon tai joiden ei katsota kuuluvan osaksi tiedonlouhintaprosessia; tällaisia ovat esimerkiksi tiedon louhintaan liittyvät filosofiset kysymykset. Väitöskirjassa käsitellään myös kahta ohjelmistokehystä ja neljää tapaustutkimuksena esiteltävää sovellusta, jotka edustavat teknisiä ratkaisuja eräisiin yksittäisiin tiedonlouhintaprosessin osaongelmiin. Kehykset ja sovellukset toteuttavat ja havainnollistavat useita ehdotetun prosessimallin merkittävimpiä ominaisuuksia.

M.Tech. / Service Oriented Architecture has many advantages. For example, organisations can align business with Information Technology, reuse the developed functionality, reduce development and maintain cost for applications. Organisations adopt Service Oriented Architecture with the aim of automating and integrating business processes. However, it has information security vulnerabilities that should be considered. For example, applications exchange information across the Internet, where it can be tampered with. Information security is therefore one of the crucial qualities that need to be satisfied within information systems. This dissertation addresses the issue of information security within Service Oriented Architecture applications. Some organisations rely on Service Oriented Architecture governance tools when securing information in their Service Oriented Architecture environment. However, they may purchase them without investigating whether they include information security. The aim of this dissertation is to analyse whether these tools include information security. Each tool is benchmarked against the five information security services, defined by the ISO 7498/2 document and including identification and authentication, authorisation, confidentiality, integrity and non-repudiation. The dissertation concludes with a table summarising the results. This dissertation offers decision-makers information that can assist them in analysing whether Service Oriented Architecture governance tools includes information security. It also assists organisations to be aware of security vulnerabilities within Service Oriented Architecture applications, and the consequences that may arise if information security measures are ignored.

This work describes the process of the design of a flight software for a space-qualified device, outlines the development and testing of the SW, and provides a description of the final product. The flight software described in this work has been developed for the project Demise Observation Capsule (DOC). DOC is a device planned to be attached to an upper stage of a launch vehicle and observe its demise during atmospheric re-entry at the end of its mission. Due to constraint on communication time during the mission and the need to maximize the amount of transferred data, a custom communication protocol has been developed. / Demise Observation Capsule