Thesis (Ph.D.) -- Flinders University, School of Informatics and Engineering. / Typescript (bound). Includes bibliographical references (leaves 167-194). Also availbable electronically.

Thesis (M.App.Sc.) - Carleton University, 2003. / Includes bibliographical references (p. 113-119). Also available in electronic format on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Oregon, 2004. / Typescript. Includes vita and abstract. Includes bibliographical references (leaves 93-97). Also available for download via the World Wide Web; free to University of Oregon users.

Defects in software systems directly impact a product’s quality and overall customer satisfaction. Assessing defective code for the purpose of locating vulnerable areas and improving software quality and reliability is important for sustained software development efforts. Over the years, various techniques have been used to determine the likelihood that code fragments contain defects, such as identifying code smells, but these techniques have drawbacks. There is a need for better approaches. This thesis assesses software defects using nano-patterns by demonstrating that certain categories of nano-patterns are more defect-prone than others. We studied three open source systems from the Apache Software Foundation and found that ObjectCreator, FieldReader, TypeManipulator, Looping, Exceptions, LocalReader, and LocalWriter nano-patters are more defect-prone than others. Apart from assessing software defects, we expect this new finding will contribute to further research on other applications of nano-patterns and improve coding practices.

A execução da engenharia reversa orientada a objetos de um sistema legado desenvolvido com orientação procedimental é usada como base para sua reengenharia, seguindo duas abordagens diferentes. Na primeira, o sistema passa por reengenharia com mudança de orientação, por meio de segmentação e, posteriormente, é transformado para uma linguagem orientada a objetos de forma semi-automática. Na segunda, é feito o reconhecimento de padrões recorrentes de software no modelo de objetos produzido pela engenharia reversa, para depois efetuar a reengenharia utilizando esses padrões. Os resultados obtidos por intermédio dessas duas abordagens podem ser comparados quanto à manutenibilidade, legibilidade e reuso. A versão original do sistema legado escolhido para a realização da experiência está implementado na linguagem Clipper e possui cerca de vinte mil linhas de código. Trata-se de uma oficina auto-elétrica e mecânica de veículos. Para a engenharia reversa foi escolhido o método Fusion/RE, sendo feita uma proposta para sua evolução, adicionando um maior detalhamento da etapa de abstração do modelo de análise do sistema. Para mudança de orientação do paradigma de desenvolviemnto, de procedimental para orientado a objetos, são propostas duas etapas adicionais a serem executadas após a aplicação do Fusion/RE: o projeto avante do sistema e a segmentação do programa legado. Indicações sobre como fazer a segmentação são fornecidas. A transformação do código segmentado em Clipper para Java é feita com auxílio da máquina Draco-Puc. Uma estratégia é proposta para o reconhecimento de padrões a partir do modelo de objetos do sistema obtido pela engenharia reversa. Por meio dela, instâncias dos padrões Type-Object, Association-Object, State Across a Collection e Behaviour Across a Collection podem ser reconhecidas. Experiências de implementação de alguns desses padrões, em Delphi, são feitas. / The object oriented reverse engineering of a legacy system, originally developed using the procedural paradigm, is the basis for two different reengineering approaches. In the first, the reengineering is done to change the implementation paradigm by segmentation, followed by the semi-automatic transformation to an object oriented language. In the second, recurring patterns are first recognized in the object model produced by the reverse engineering, and then the reengineering is done adopting these patterns. Results obtained by these two approaches are compared to assess their maintainability, legibility and reuse. The original version of the legacy system used in this experience has about twenty thousand lines of Clipper code and refers to an electric and mechanic car repair shop. For the reverse engineering phase the Fusion/RE method is used, and a proposal is done for its evolution, adding features to detail its system analysis model abstraction phase. To change the system orientation paradigm, from procedural to object-oriented, two additional phases are proposed to be conducted after the application of the Fusion/RE method: the forward design of the system and the legacy code segmentation. Hints and rationales are supplied to conduct the code segmentaion. The code transformation from segmented Clipper to Java is done with support of the Draco-Puc machine. A strategy is proposed for pattern recognition based on the system object model obtained through reverse engineering. Through it, instances of Type-Object, Association-Object, State Across a Collection and Behaviour Across a Collection patterns can be recognized. Delphi implementation experiments of these patterns are done.

A demanda por sistemas de informações para Agricultura de Precisão (AP) tem sido crescente nos últimos anos, especialmente sistemas que manipulam informações espaciais e temporais baseados na Web. Normalmente as análises dos dados coletados em campo são realizadas por uma grande diversidade de softwares, muitas vezes proprietários e monolíticos, com pouca capacidade de compartilhamento de informações, além de não atenderem todas as necessidades desse tipo de sistema. A construção de sistemas de informações espaço-temporais para AP que permitem o gerenciamento das atividades agrícolas em uma abordagem integrada exige uma arquitetura flexível, interoperável e componentizada. Nesse contexto, esse trabalho de tese tem como objetivo desenvolver o projeto de uma arquitetura de software que permita a construção de sistemas espaço-temporais voltados para AP baseados na Web. Essa arquitetura é proposta num conjunto de três cenários arquiteturais baseados na plataforma JEE com suas especificações e um catálogo de padrões de análise e padrões de projeto espaço-temporais. Esses padrões definem soluções para problemas de análise e projeto que envolvem manipulação de dados espaço-temporais, possibilitando reutilização de conhecimento especializado e de código. Como resultado, este trabalho apresenta, como estudo de caso, a implementação de um componente para apresentação de mapas de produtividade em interface Web. Esse componente é baseado em um padrão de projeto do catálogo de padrões proposto e mostra como o conhecimento agrícola e o conhecimento técnico podem ser embutidos em um componente para utilização na construção de sistemas de informações espaçotemporais para AP. / Lately there has been a growing demand for information systems for Precision Agriculture (P.A.), especially for web-based systems that manipulate both spatial and temporal information. Field-collected data are often analyzed with various kinds of software, usually privately owned or monolithically used, also limited in scope and unable to share information. The development of P.A. spatio-temporal information systems that allow the management of agricultural activities through an integrative approach demands a flexible architecture, interoperable and component-structured. In this context, it is the objective of this thesis to present the development of a software architecture design that allows the construction of web-based spatiotemporal systems for Precision Agriculture. This software architecture is proposed in a set of three architectural scenes based on the JEE platform, with its specifications, and a catalog of both spatio-temporal analysis patterns and spatio-temporal design patterns. Such patterns define solutions to both analysis and design problems that involve spatio-temporal data manipulation, thus making possible the reuse of specialized knowledge and the reuse of code. This work presents as a result, in form of a case study, the implementation of a web-component for the presentation of productivity maps on web-interface. This web-component is based on a design pattern from the patterns catalog proposed in this work and it shows how agricultural understanding and technical understanding can be embedded in a component for construction of spatio-temporal information systems for P. A.

A execução da engenharia reversa orientada a objetos de um sistema legado desenvolvido com orientação procedimental é usada como base para sua reengenharia, seguindo duas abordagens diferentes. Na primeira, o sistema passa por reengenharia com mudança de orientação, por meio de segmentação e, posteriormente, é transformado para uma linguagem orientada a objetos de forma semi-automática. Na segunda, é feito o reconhecimento de padrões recorrentes de software no modelo de objetos produzido pela engenharia reversa, para depois efetuar a reengenharia utilizando esses padrões. Os resultados obtidos por intermédio dessas duas abordagens podem ser comparados quanto à manutenibilidade, legibilidade e reuso. A versão original do sistema legado escolhido para a realização da experiência está implementado na linguagem Clipper e possui cerca de vinte mil linhas de código. Trata-se de uma oficina auto-elétrica e mecânica de veículos. Para a engenharia reversa foi escolhido o método Fusion/RE, sendo feita uma proposta para sua evolução, adicionando um maior detalhamento da etapa de abstração do modelo de análise do sistema. Para mudança de orientação do paradigma de desenvolviemnto, de procedimental para orientado a objetos, são propostas duas etapas adicionais a serem executadas após a aplicação do Fusion/RE: o projeto avante do sistema e a segmentação do programa legado. Indicações sobre como fazer a segmentação são fornecidas. A transformação do código segmentado em Clipper para Java é feita com auxílio da máquina Draco-Puc. Uma estratégia é proposta para o reconhecimento de padrões a partir do modelo de objetos do sistema obtido pela engenharia reversa. Por meio dela, instâncias dos padrões Type-Object, Association-Object, State Across a Collection e Behaviour Across a Collection podem ser reconhecidas. Experiências de implementação de alguns desses padrões, em Delphi, são feitas. / The object oriented reverse engineering of a legacy system, originally developed using the procedural paradigm, is the basis for two different reengineering approaches. In the first, the reengineering is done to change the implementation paradigm by segmentation, followed by the semi-automatic transformation to an object oriented language. In the second, recurring patterns are first recognized in the object model produced by the reverse engineering, and then the reengineering is done adopting these patterns. Results obtained by these two approaches are compared to assess their maintainability, legibility and reuse. The original version of the legacy system used in this experience has about twenty thousand lines of Clipper code and refers to an electric and mechanic car repair shop. For the reverse engineering phase the Fusion/RE method is used, and a proposal is done for its evolution, adding features to detail its system analysis model abstraction phase. To change the system orientation paradigm, from procedural to object-oriented, two additional phases are proposed to be conducted after the application of the Fusion/RE method: the forward design of the system and the legacy code segmentation. Hints and rationales are supplied to conduct the code segmentaion. The code transformation from segmented Clipper to Java is done with support of the Draco-Puc machine. A strategy is proposed for pattern recognition based on the system object model obtained through reverse engineering. Through it, instances of Type-Object, Association-Object, State Across a Collection and Behaviour Across a Collection patterns can be recognized. Delphi implementation experiments of these patterns are done.

A modelagem de nicho ecológico combina dados ambientais com informações sobre a ocorrência de uma espécie para obter modelos que descrevem a sua distribuição probabilística em uma região. Algoritmos computacionais geram modelos baseados na hipótese de que, se uma espécie foi encontrada sob as condições que definem o seu nicho, então ela pode sobreviver em qualquer lugar que ofereça as mesmas condições. A técnica de modelagem normalmente utiliza dados obtidos de diferentes provedores, em grandes quantidades e em formatos diferentes, e os resultados são exportados para outras ferramentas de análise e interpretação, como os SIGs, Sistemas de Informação Geográfica. Os sistemas de informação disponíveis para modelagem de nicho ecológico são monolíticos e, embora efetivamente implementem algoritmos para gerar modelos, não foram projetados para atender todos os requisitos da modelagem. Este trabalho define uma solução mais abrangente, na forma de uma infraestrutura orientada a serviços para a modelagem de nicho ecológico. A opção pela orientação a serviços está diretamente relacionada com a integração de sistemas. A infraestrutura especifica um barramento de serviços para gerenciá-los, com funcionalidades como roteamento e garantia de entrega, e para tratar questões de interoperabilidade. Antes de construir a infraestrutura, foi formalizado o processo de modelagem de nicho ecológico. Ele permitiu definir o domínio do problema, identificar falhas e potenciais evoluções, e acelerar a curva de aprendizado de pesquisadores iniciantes. Definida a infraestrutura, foram abordados outros aspectos da modelagem, resultando em soluções integradas para alguns dos problemas identificados. Em algoritmos para geração de modelos, foi apresentada uma solução usando tecnologia adaptativa, com resultados promissores. Em computação de alto desempenho, o Garp, um dos algoritmos mais utilizados para modelagem, foi paralelizado. Além de resultados positivos em relação ao desempenho, esta iniciativa mostrou como se evoluir neste sentido. Para integração com outros provedores e disponibilização de recursos oferecidos por outras ferramentas de software, foi proposta a integração com serviços de SIG, utilizando padrões estabelecidos para serviços geoespaciais. Em conjunto, estas soluções mostram a capacidade da infraestrutura de atender os requisitos já identificados e evoluir para incorporar novas características que a evolução natural das técnicas de modelagem venham a desenvolver. Incorporando as soluções propostas à infraestrutura, foi desenvolvido um portal de modelagem para atender aos usuários desta técnica. A modelagem de nicho ecológico apresenta desafios em diferentes áreas do conhecimento e a abordagem adotada permitiu formalizá-los. Trabalhos em andamento incluem a avaliação de modelos, a evolução do barramento de serviços, o desenvolvimento de ontologias e a incorporação de sistemas legados, com potenciais benefícios para a modelagem de nicho ecológico. Como resultado adicional, o próprio desenvolvimento do trabalho mostrou que a solução é integrável com outros domínios, comprovadamente os de agricultura de precisão e polinizadores, mostrando a versatilidade e o potencial da infraestrutura de serviços apresentada. / Ecological niche modelling combines environmental data and information about the occurrence of a species to obtain models to describe its probabilistic distribution in a region. Computational algorithms generate models based on the hypothesis that, if a species was found under the conditions which define its niche, then it may survive in any place which offers the same conditions. The modelling technique usually applies data obtained from different providers, in large quantities and different formats, and the results are exported to other analysis and interpretation tools, such as GIS, Geographic Information Systems. Information systems available for ecological niche modelling are monolithic and, although they effectively implement algorithms for model generation, they were not designed to meet all modelling requirements. This work defines a more comprehensive solution, a service-oriented infrastructure for ecological niche modelling. The choice of a service-oriented solution is directly related to system integrations requirements. The infrastructure specifies a service bus to manage services with many features, such as routing and delivery, and to treat interoperability issues. Before building the infrastructure, the ecological niche modelling process was formalized. It allows defining the problem domain, identifying failures, gaps and potential evolutions, and increasing the learning curve of beginners. Having the infrastructure defined, other modelling aspects were addressed, resulting in integrated solutions for some of the identified problems of the technique. In algorithms for model generation, a solution using adaptive technology was introduced, with promising results. In high performance computing, the Garp, one of the algorithms most applied for modelling, became parallel. Besides positive results related to performance, this initiative showed how to evolve in this sense. Related to integration with other providers and availability of resources offered by other software tools, a proposal to integrate GIS services was presented, applying patterns for geospatial services. Together, these solutions show the ability of the infrastructure to meet all identified requirements and to evolve in order to incorporate new features that the natural evolution of modelling techniques may develop in the future. Incorporating the proposed solutions to the infrastructure, a portal of ecological niche modelling was developed to serve the users of this technique. Ecological niche modelling presents challenges in different areas of knowledge and the adopted approach allowed formalizing them. Research work is ongoing and includes model evaluation, bus services evolution, ontologies development and incorporation of legacy systems, with several potential benefits for ecological niche modelling. As an additional result, the development of this work indicates that the solution may be extended to other domains, such as precision agriculture and pollinators, showing the versatility and the potential of the presented services infrastructure.

A hipermídia adaptativa permite o desenvolvimento de sistemas capazes de fornecer um conteúdo personalizado para cada usuário, baseado em suas características individuais. Essa capacidade é importante em áreas como o ensino, em que o conteúdo didático pode ser apresentado de forma individualizada, de acordo com o progresso e interesse do aluno. Dentre os diversos modelos de Sistemas Hipermídia Adaptativos, destacam-se os modelos AHAM e Munich. No entanto, as propostas de Sistemas Hipermídia Adaptativos conhecidas focam-se apenas nas funcionalidades do sistema, não apresentando maior preocupação com os requisitos não funcionais, ou seja, aqueles mais profundamente relacionados com aspectos de qualidade. O desenvolvimento de uma arquitetura de software precisa considerar tantos os aspectos funcionais quanto os não funcionais e, ao ignorar esta premissa, corre-se o risco de produzir sistemas de baixa qualidade. Partindo deste cenário, este trabalho propõe o desenvolvimento de visões arquiteturais para o sistema SHASIM. SHASIM é um sistema de hipermídia adaptativa, derivado do modelo Munich, que tem como proposta ser um sistema Web adaptativo voltado à educação, adaptando o conteúdo de acordo com o estilo cognitivo e as inteligências múltiplas do aluno. Com base no levantamento dos requisitos funcionais e não-funcionais de Sistemas Hipermídia Adaptativos, este trabalho propõe visões arquiteturais que complementem a arquitetura originalmente proposta para o sistema. Essas visões contemplam um conjunto de atributos de qualidade desejáveis e não considerados na sua implementação inicial, porém fundamentais para conferir qualidade mínima a um sistema desse tipo. / Adaptive hypermedia supports the development of systems able to provide a personalized content for each user, based on his/her personal attributes. This feature is valuable in areas such as e-learning where the learning content can be presented individually according to the progress and interest of the student. Among the several models of Adaptive Hypermedia Systems, the most relevant ones are the AHAM and Munich models. However, the known proposals of Adaptive Hypermedia Systems focus only on functional aspects of the system and show low concern about nonfunctional requirements, i.e. those requirements more deeply related to quality aspects of the system. The development of software architecture has to consider both functional and non-functional aspects and by ignoring this premise, it assumes the risk of developing low quality systems. From this actual scenario, this dissertation proposes the development of architectural views to SHASIM system. SHASIM is an adaptive hypermedia system derived from Munich model that is a proposal for an adaptive Web system focused on learning by adapting the domain contents according to the cognitive style and multiple intelligences of the student. Based on the functional and non-functional requirement of Adaptive Hypermedia Systems, this dissertation proposes architectural views that complement the system architecture. These new views involve the desired quality attributes that were not considered during the first version of the system, but that are essential to grant the minimum quality for this class of systems.

A demanda por sistemas de informações para Agricultura de Precisão (AP) tem sido crescente nos últimos anos, especialmente sistemas que manipulam informações espaciais e temporais baseados na Web. Normalmente as análises dos dados coletados em campo são realizadas por uma grande diversidade de softwares, muitas vezes proprietários e monolíticos, com pouca capacidade de compartilhamento de informações, além de não atenderem todas as necessidades desse tipo de sistema. A construção de sistemas de informações espaço-temporais para AP que permitem o gerenciamento das atividades agrícolas em uma abordagem integrada exige uma arquitetura flexível, interoperável e componentizada. Nesse contexto, esse trabalho de tese tem como objetivo desenvolver o projeto de uma arquitetura de software que permita a construção de sistemas espaço-temporais voltados para AP baseados na Web. Essa arquitetura é proposta num conjunto de três cenários arquiteturais baseados na plataforma JEE com suas especificações e um catálogo de padrões de análise e padrões de projeto espaço-temporais. Esses padrões definem soluções para problemas de análise e projeto que envolvem manipulação de dados espaço-temporais, possibilitando reutilização de conhecimento especializado e de código. Como resultado, este trabalho apresenta, como estudo de caso, a implementação de um componente para apresentação de mapas de produtividade em interface Web. Esse componente é baseado em um padrão de projeto do catálogo de padrões proposto e mostra como o conhecimento agrícola e o conhecimento técnico podem ser embutidos em um componente para utilização na construção de sistemas de informações espaçotemporais para AP. / Lately there has been a growing demand for information systems for Precision Agriculture (P.A.), especially for web-based systems that manipulate both spatial and temporal information. Field-collected data are often analyzed with various kinds of software, usually privately owned or monolithically used, also limited in scope and unable to share information. The development of P.A. spatio-temporal information systems that allow the management of agricultural activities through an integrative approach demands a flexible architecture, interoperable and component-structured. In this context, it is the objective of this thesis to present the development of a software architecture design that allows the construction of web-based spatiotemporal systems for Precision Agriculture. This software architecture is proposed in a set of three architectural scenes based on the JEE platform, with its specifications, and a catalog of both spatio-temporal analysis patterns and spatio-temporal design patterns. Such patterns define solutions to both analysis and design problems that involve spatio-temporal data manipulation, thus making possible the reuse of specialized knowledge and the reuse of code. This work presents as a result, in form of a case study, the implementation of a web-component for the presentation of productivity maps on web-interface. This web-component is based on a design pattern from the patterns catalog proposed in this work and it shows how agricultural understanding and technical understanding can be embedded in a component for construction of spatio-temporal information systems for P. A.