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Evolução de arquiteturas de linhas de produtos baseadas em componentes e aspectos / Evolution of component and aspect-based product line architectures

Tizzei, Leonardo Pondian, 1980- 07 June 2012 (has links)
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
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Uma abordagem de linhas de produtos de software para apoiar e-Science / A software product lines approach to support e-Science

Foschiani, Fernanda Yara dos Santos, 1983- 22 August 2018 (has links)
Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:21:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Foschiani_FernandaYaradosSantos_M.pdf: 49651686 bytes, checksum: 9c6b109c2f901376bfd10d30c1ea12c3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Com o aumento da demanda por software no mercado, a fim de reduzir custos e esforço em desenvolvimento e reduzir o tempo de entrega de software, diversas técnicas vêm sendo utilizadas e entre elas estão as Linhas de Produtos de Software (LPS). Por outro lado, os recursos computacionais vêm sendo muito utilizados não são na indústria, mas também em ambientes de pesquisa, facilitando o compartilhamento de dados e serviços computacionais. Este contexto, em que a computação torna-se parte integrante e fundamental para o sucesso na realização de pesquisas científicas, é chamado de e-Science. A diversidade de programas, simuladores e dados computacionais envolvidos em experimentos levam a necessidade de ambientes que forneçam facilidades para o uso e combinação das tecnologias, como por exemplo, ambientes de workflows científicos. A solução proposta nesta dissertação é uma infraestrutura para a execução de workflows científicos, que permite a pesquisadores criarem seus fluxos de trabalho de maneira personalizada, podendo utilizar componentes disponibilizados pela equipe de desenvolvimento, assim como componentes criados por eles mesmos, independentemente da linguagem de programação utilizada. A base para esta infraestrutura é uma linha de produtos baseada em componentes, desenvolvida a partir de sistemas legados. O método proposto para o desenvolvimento da linha de produtos é apoiado pelo arcabouço da Reengenharia Orientada a Características, separado em quatro fases. A primeira fase, Engenharia Reversa do Sistema Legado, extrai informações do código legado a fim de entender o domínio da aplicação e coletar as características que deverão existir na linha de produtos. A segunda fase do método, Análise da LPS, refina o modelo de características obtido na fase anterior e, utilizando técnicas de modelagem do método PLUS, desenvolve artefatos de software baseados em casos de uso. A fase de Projeto da LPS, terceira fase, aplica o método FArM para obter um mapeamento do modelo de características para modelos de arquitetura de linha de produtos baseada em componentes e especifica as interfaces dos componentes, gerando assim a arquitetura final. A quarta e ultima fase trata do desenvolvimento da linha de produtos. Para o desenvolvimento dos componentes foi utilizado o padrão COSMOS* de componentização, e código legado. Foram realizados três estudos de caso: os dois primeiros para avaliar se a solução proxi posta é capaz de substituir o sistema legado e também avaliar o reuso de componentes, e o terceiro estudo para avaliar a capacidade de customização da linha de produtos, a partir da adição de um novo componente desenvolvido em MatLab. Os três estudos apresentaram resultados positivos, indicando que a solução proposta nesta dissertação facilita a modificação da linha de produtos, além de permitir aos pesquisadores a customização de fluxos de trabalho, auxiliando assim o processo de pesquisa científica / Abstract: With the increasing demand for software in order to reduce development costs and effort, and to reduce the time-to-market, several techniques are being used, including the Software Product Line (SPL). Computational resources are commonly used in the research field, in order to facilitate data and computational services sharing. The context in which computing becomes a fundamental for the success of scientific research is called e-Science. The systems diversity, simulators and computational data involved in experiments leads to the necessity of environments that provide facilities for technology use and matching, for example the scientific workflow environment. The proposed solution in this thesis is a scientific workflow environment that allows the researchers to create their own personalized workflows, using components provided by the development team as well as components developed by themselves, regardless of the language being used. The basis for this workflow environment is a component based software product line, developed from legacy systems. The proposed method for the software product line development is supported by the Feature-oriented Reengineering framework, which is divided into four steps. The first one, SPL Reverse Engineering, extracts information about the legacy system in order to understand the application domain and collect the features that need to exist in the product line. The second step, SPL Analysis, refines the feature model obtained in the previous step and, using PLUS modeling techniques, develops software assets based on use cases. The SPL Project step, which is the third approach step, applies the FArM method to obtain a mapping of the feature model to architectural components, and specifies the components' interface, creating the final architecture. The last step is the product line development. For the components development we used the COSMOS* model and legacy code. We performed three case studies: two of them to evaluate if the product line is capable of replacing the legacy system and enhance components reuse, and the third one to evaluate the workflow customization capability, by the addition of a component developed in MatLab. All the case studies had a positive result, showing that the proposed solution of this ix thesis facilitates the product line architectures evolution and allows the researchers to customize their workflows, aiding the research process / Mestrado / Ciência da Computação / Mestra em Ciência da Computação

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