Orientador: Cecilia Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T04:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_PatrickHenriquedaSilva_M.pdf: 1701733 bytes, checksum: c2009f5302dc57e1c6d8e2d4a0c95c85 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Devido a grande popularização do Desenvolvimento Baseado em Componentes (DBC), ele vem sendo empregado inclusive no desenvolvimento de sistemas computacionais críticos. O emprego do DBC na construção de sistemas confiáveis evidencia a necessidade de se desenvolver componentes de software que sejam robustos e que possuam uma garantia maior do seu funcionamento correto. Tratamento de exceções é uma técnica bastante conhecida para a verificação e tratamento de erros em sistemas de software. Por'em, apesar da sua popularidade, o seu projeto e a implementação são constituídos de tarefas muito complexas que não recebem uma atenção adequada dos processos de desenvolvimento existentes. A situação É ainda mais crítica se levarmos em considera¸c¿ao os métodos para DBC. Este trabalho propõe um método para auxiliar a modelagem do comportamento excepcional de sistemas baseados em componentes, chamado MDCE+. Baseado no refinamento da metodologia MDCE, o MDCE+ apresenta dois diferenciais importantes, que reforçam o seu aspecto robusto: (i) o fato dele combinar as abordagens top-down e botton-up para o desenvolvimento de sistemas confiáveis; e (ii) o fato dele ser centrado na arquitetura. O foco na arquitetura de software contribui para uma melhor definição e análise do fluxo de exceções entre os componentes do sistema. Essa maneira estruturada de detectar e tratar exceções no contexto da ocorrência de falhas é particularmente relevante para sistemas que apresentam requisitos de confiabilidade extrema. O método MDCE+ é um método genérico que pode ser aplicada a processos de desenvolvimento modernos. Em particular, nesta dissertação o método MDCE+ foi adaptado ao processo UML Components e a uma metodologia de testes. Como maneira de avaliar esse método, foi desenvolvido um estudo de caso de um sistema financeiro real, com requisitos de tolerância a falhas. Dada a sua importância, o processo de avaliação do método MDCE+ foi dividido em tr¿es etapas: (i) preparação; (ii) execução; e (iii) análise dos resultados. Nesse estudo foi necessário tratar exceções na arquitetura do sistema, com o intuito de aumentar a disponibilidade dos serviços / Abstract: Due to the large adoption of the Component-Based Development (CBD), it has also been employed in the development of critical software systems. The development of dependable systems using the CBD paradigm evidences the necessity of developing software components that are robust and dependable. Exception handling is a well known technique for verify 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. This is still more critical in the context of CBD processes. This work presents the MDCE+, a method that assists the modeling of the exceptional behavior in component-based software development. Based in the refinement of the MDCE methodology, the MDCE+ presents two important differentials, that strengthen its robustness: (i) it combines the top-down and bottom-up strategies for the development of dependable systems; and (ii) it is centered in the software architecture. As a consequence of the focus given to the software architecture, the exceptions that flow between the system components are better defined and analyzed. This structured way to detect and to treat exceptions in the context of the occurrence of imperfections is particularly needed for developing dependable systems. The MDCE+ is a generic method that can be applied together with modern development processes. In particular, in this master thesis MDCE+ was adapted to the UML Components process and to a software test methodology. In order to evaluate this method, a case study of a real financial system with fault-tolerance requirements was developed. Given its importance, the evaluation process of the MDCE+ method was decomposed in three stages: (i) preparation; (ii) execution; and (iii) results analysis. In order to increase the services availability, in this study it was necessary to deal with exceptions in the software architecture / Mestrado / Engenharia de Software / Mestre em Ciência da Computação

The Mobile Electronic Dispensary System (MEDS) is an indoor medical dispensary system where robots locate and travel to patients within a grid in order to deliver medication or other medical supplies based on a predefined schedule. For older people or individuals with physical or mental disabilities, it is important to ensure that medications are taken as prescribed. Missing or mixing dosages can cause unwanted and even harmful consequences. As individuals grow older or battle disabilities, it is expected that adhering to their medicine regimen will be a daily challenge without the assistance of a fulltime caregiver. Therefore, to assist individuals in maintaining their independence, MEDS ensures the proper medicine is dispensed to the patient at the prescribed time and dosage. At the core of MEDS is a scheduler that maintains the medicines to be dispensed, including the times and dosages. Once a scheduled time arrives to deliver medicine to a patient, MEDS instructs the appropriate robot to wake up, locate the patient within a defined grid, and then travel to the patient and deliver the medicine. Upon receiving the delivery, the patient will accept the medicine physically and then update their mobile device, informing MEDS that the medicine was successfully delivered. At this time, the robot will return to its home base within the grid. The patients are within the confines of a building where GPS is not a viable solution to track items to pinpoint accuracy. Therefore, an indoor location based system with beacons and listeners are required in order to define a grid and enable robots to locate and travel to the patient. This paper defines and details the programs, database, algorithms, and hardware of MEDS using the Cricket Indoor Location System and iRobot Creates. / text

Refactoring is a process that aims to change the code without changing the visible behavior and is used to correct structural problems in software, arising from unplanned maintenance or an unstructured development process. The mechanisms behind the refactoring process, however, are relatively complex and dangerous if done manually (for each refactoring is necessary to evaluate a number of pre and post-conditions to ensure that the behavior is not changed). Many current development tools facilitate the refactorings usage, but in a semiautomatic way, so that the programmer must detect the need for a specific refactoring. New techniques have emerged in an effort to approximate the software engineering to other engineerings with respect to process automation. In this context, the application of search algorithms arises as a means to provide support to software maintenance by automatically applying refactorings. This work fits in this context, Search-Based Software Refactoring, and investigates in detail the topic, including the proposition of a specific algorithm for the area, entitled MultiObjective Particle Swarm Optimization with Path Relinking (MOPSOPR). An open source framework which enables the search and automatic application of refactoring sequences has also been proposed. This framework allows exploration of the problem of automatic refactoring through various optimization algorithms. In particular, in this msc dissertation, the framework is used to enable comparative analysis of the proposed algorithm with the most used algorithm in the literature of this subject, the Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II). Several experiments were conducted, which included real-world softwares. Despite showing some positive results, the overall assessment does not indicate a unanimous superiority of the proposed algorithm compared to the NSGA-II in several experiments. However, the study revealed interesting research frontiers to be explored in future work. / Refatoração é um processo que objetiva a mudança de código sem a mudança de comportamento visível e é utilizada para corrigir problemas estruturais no software, advindos de manutenções sem planejamento ou de um processo de desenvolvimento desestruturado. Os mecanismos por trás do processo de refatoração, entretanto, são relativamente complexos e perigosos se feitos manualmente (para cada refatoração é preciso avaliar uma série de pré e pós-condições para garantir que o comportamento não seja alterado). Muitas ferramentas de desenvolvimento atuais facilitam as refatorações, mas de forma semiautomatizada, de maneira que o programador deve perceber a necessidade de uma refatoração específica. Novas técnicas tem surgido em um esforço para aproximar a engenharia de software das outras engenharias no que diz respeito à automatização de processos. Neste contexto, a aplicação de algoritmos de busca surge como uma proposta para prover suporte à manutenção de software através da aplicação automática de refatorações. Este trabalho se insere neste contexto, o de Refatoração de Software Baseada em Buscas (do inglês Search-Based Software Refactoring), e investiga detalhadamente o tema, propondo inclusive um algoritmo específico para a área, intitulado MultiObjective Particle Swarm Optimization with Path Relinking (MOPSOPR). Um framework open-source que possibilita a busca e aplicação automática de sequências de refatorações foi também proposto. Este framework permite a exploração do problema de refatoração automática através de vários algoritmos de otimização. Em particular, neste trabalho o framework foi utilizado para viabilizar análises comparativas do algoritmo proposto com o algoritmo mais utilizado na literatura deste tema, o Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm- II (NSGA-II). Vários experimentos foram conduzidos, inclusive considerando-se softwares reais. Apesar de apresentar alguns resultados positivos, a avaliação geral não indica uma superioridade unânime do algoritmo proposto em relação ao NSGA-II nos diversos experimentos realizados. Entretanto, o estudo realizado revelou interessantes fronteiras de investigação a serem exploradas em trabalhos futuros.