Paradigmas e técnicas de desenvolvimento como a programação Orientada a Objetos (OO) e a programação Orientada a Aspectos (OA) procuram melhorar os níveis de reuso e manutenibilidade na produção de software. Contudo, com a introdução de mecanismos com maior poder de expressividade e, consequentemente, a possível introdução de novos tipos de defeitos, a utilização de linguagens OO e OA pode se tornar um obstáculo ao invés de um auxílio ao desenvolvimento de software. Para lidar com esse problema, nesta dissertação é proposta uma abordagem de teste estrutural de integração para programas orientados a objetos e a aspectos implementados em Java e AspectJ. É definido um modelo de fluxo de controle e de dados baseado no bytecode Java { chamado Grafo Def-Uso Contextual (ou Contextual Def-Use graph) - que é uma abstração formada pela integração dos grafos Def-Uso Orientados a Aspectos (AODU) da unidade sob teste com todas as unidades que interagem direta ou indiretamente com ela até um nível de profundidade de interação máximo ou definido pelo testador. São defiidos três critérios de teste: todos-nós-integrados-Nd, todas-arestas-integradas-Nd e todos-usos-integrados-Nd. Para automatizar o uso do modelo e critérios propostos, a ferramenta JaBUTi/AJ foi estendida. Exemplos de usos são discutidos e, por meio de um estudo experimental, uma análise de aplicabilidade da abordagem proposta é apresentada / Development paradigms and techniques such as Object-Oriented (OO) programming and Aspect-Oriented (AO) programming aim at improving reuse levels and maintenability in the software production. However, due to the introduction of mechanisms to support a greater power of expressiveness and, consequently, possible introduction of new type of faults, the use of OO and AO languages might become an obstacle instead of a benefit in the software development. To deal with these problems, in this dissertation is presented an integration structural testing approach for objectand aspect-oriented software based on Java and AspectJ. It is defined a control- and data- ow model based on Java bytecode { called Contextual Def-Use graph { that is an abstraction composed by the integration of Aspect-Oriented Def-Use graphs (AODU) of the unit under testing with the units triggered by the execution of the unit under testing considering either a maximum interaction depth level or an interaction depth level previously defined by the tester. Three testing criteria are also defined: all-integrated-nodes-Nd, all-integrated-edges-Nd and all-integrated-uses-Nd. To automate the use of the model and the testing criteria, the JaBUTi/AJ tool was extended. Usage examples are discussed to explain the approach and an exploratory study is conducted to evaluate the applicability of the proposed approach

O mecanismo de tratamento de exceções disponível em linguagens orientadas a objetos está sendo cada vez mais utilizado e representa cerca de 8% das linhas de código em programas escritos com linguagens de terceira geração, de acordo com algumas pesquisas. No entanto, este mecanismo está entre os menos compreendido pelos desenvolvedores e menos testado. A dificuldade de testar exceções aumenta na fase de teste de integração, porque exceções lançadas em um determinado nível e não tratadas podem subir na hierarquia de chamada. O uso de aspectos também pode introduzir novos tipos de defeitos, como por exemplo um adendo pode inserir lançamentos de exceções no programa sem que exista algum tratamento previsto para elas. Este trabalho apresenta uma proposta para testes de integração estrutural de fluxos de exceções de programas Java e AspectJ. Isto é feito propondo-se alterações na representação do fluxo de exceção no grafo de fluxo de controle integrado e propondo-se novos critérios baseados no fluxo de exceção. Além disso, essas propostas foram implementadas e geraram uma extensão da ferramenta chamada Ja-BUTi/AJ. Para avaliar a proposta deste trabalho, um estudo de caso e um experimento formal foram conduzidos. O estudo de caso teve como objetivo validar a extensão da JaBUTi/AJ desenvolvida e fazer uma avaliação inicial do custo de aplicação dos critérios propostos. O experimento formal realizou uma comparação entre as ferramentas JaBUTi/AJ e VITTAE no contexto do teste do fluxo de exceções. Ambos os estudos são apresentados e discutidos nesta dissertação / Exception handling mechanisms available in object-oriented languages have become increasingly used and account for about 8% of the lines of code in modern programs according to some empirical researches. Yet, this mechanism is among the least understood by programmers and the less tested. The difficulty of testing exceptions increases in the phase of integration testing (e.g. inter-class testing) because exceptions raised on a certain level and not handled can flow through the call hierarchy. Using aspects also cause other types of errors, e.g. an advice can insert exceptions not foreseen by the base program. This paper presents a proposal for structural integration testing of exception flows of Java and AspectJ programs. This is done by proposing changes to the classic control ow graph and by proposing new criteria based on the exception ow. Moreover, these proposals have been implemented in a tool named JaBUTi/AJ. To evaluate the proposal of this work, a case study and a formal experiment have been conducted. The case study had the objective of validating the JaBUTi/AJ extension developed and making a preliminary assessment of the cost to use the tool. The formal experiment made a comparison between the tools JaBUTi/AJ and VITTAE in the context of exception flow test. Both studies are presented and discussed in this dissertation

Uma abordagem de teste estrutural de integração par-a-par para programas OO e OA escritos em Java e AspectJ é apresentada. A finalidade dessa abordagem é descobrir defeitos que possam existir na interface entre os pares de unidades que se relacionam em um programa. Para programas OO este tipo de teste envolve testar a interação entre os pares de métodos. Já para programas OA, o teste estrutural de integração par-a-par envolve testar a interação entre os seguintes pares de unidades: método-método, método-adendo, adendo-método e adendo-adendo. Para efetuar o teste estrutural de integração par-a-par deve-se considerar todo o fluxo de execução (fluxo de controle e de dados) que ocorre entre a unidade chamadora e a unidade chamada. Para isso é definido o grafo Def-Uso Par-a-Par (PWDU) que é uma abstração formada pela integração dos grafos Def-Uso Orientado a Aspectos (AODU) da unidade chamadora e da unidade chamada. Além disso, são propostos três critérios para derivar requisitos de teste para pares de unidades. Dentre eles, dois critérios são baseados em fluxo de controle: todos-nós-integrados e todas-arestas-integradas; e um critério é baseado em fluxo de dados: todos-usos-integrados. Uma ferramenta que apóia o teste estrutural de unidade de programas OO e OA escritos em Java e AspectJ, chamada JaBUTi/AJ, foi estendida para dar apoio à abordagem de teste de integração proposta. Exemplos de usos são discutidos para explicar a aplicação da abordagem / A pairwise integration structural testing approach for OO and AO programs implemented with Java and AspectJ is presented. The purpose of this approach is to find faults that may exist in the interface between the pairs of units that relate in a program. For OO programs this type of testing involves testing the interaction among pair of methods. For AO programs, the pairwise integration structural testing involves testing the interaction among the following pairs of units: method-method, method-advice, advice-method and advice-advice. To perform the pairwise integration structural testing, all the execution flow (control and data flow) that happens between the caller and the called unit must be considered. For this, it is defined the PairWise Def-Use graph (PWDU) that is an abstraction formed by the integration of the Aspect-Oriented Def-Use (AODU) graphs of the caller and called unit. Additionally, three new criteria to derive test requirements for pairs of units are proposed. Amongst them, two criteria are based on control flow: all-integrated-nodes and all-integrated-edges; and one criterion is based on data flow: all-integrated-uses. A tool that supports unit structural testing of OO and AO programs implemented with Java and AspectJ, called JaBUTi/AJ, was extended in order to support the proposed integration testing approach. Examples are discussed in order to explain the application of the approach

A Programação Orientada a Aspectos (POA) é uma técnica de desenvolvimento que apoia a separação de interesses transversais. Na POA, adendos são aplicados a pontos de junção do sistema por meio de uma construção especial chamada descritor de conjuntos de junção (ou simplesmente conjunto de junção). Esse mecanismo apoia a modularização de comportamentos transversais, entretanto, como as interações adicionadas não ficam explícitas no código-fonte, é difícil assegurar que estão corretas. Para lidar com esse problema, nesta tese é proposta uma abordagem rigorosa de teste estrutural de integração para programas orientados a aspectos. É definido um modelo de fluxo de controle e de dados baseado no bytecode Java chamado Grafo Def-Uso baseado em conjuntos de junção (ou PointCut-based Def-Use graph, PCDU) que modela as regiões de execução de um programa escrito em AspectJ que são afetadas por um conjunto de junção. Sobre este modelo são definidos três critérios de teste: todos-nós-baseados-em-conjunto-de-junção, todas-arestas-baseadas-em-conjunto-de-junção e todos-usos-baseados-em-conjunto-de-junção, que requerem a cobertura de todos os comandos, condicionais e pares def-uso no contexto de cada ponto de junção selecionado. Para automatizar o uso do modelo e critérios propostos, é implementada uma ferramenta chamada JaBUTi/PC-AJ. Além disso, para validar a abordagem proposta, são conduzidos estudos teóricos e experimentais que procuram avaliar os critérios tanto do ponto de vista do custo de aplicação quanto do ponto de vista da eficácia em encontrar defeitos. Os estudos oferecem indícios da aplicabilidade e da eficácia dos critérios para encontrar defeitos diretamente relacionados com a POA / Aspect-Oriented Programming (AOP) is a promising development technique that supports separation of crosscutting concerns. In AOP, advice is applied to join points in the system through a special construct called pointcut. This mechanism supports the modularization of crosscutting behavior; however, since the added interactions are not explicit in the source code, it is hard to ensure their correctness. To tackle this problem, this thesis proposes a rigorous structural testing approach for aspect-oriented programs. A control and data flow model based on Java bytecode the PointCut-based Def-Use Graph (PCDU) that models execution regions of a program affected by a pointcut is proposed. On top of this model three testing criteria are defined: all-pointcut-based-advice-nodes, all-pointcut-based-advice-edges, and all-pointcut-based-advice-uses, that require exercising all statements, branches and def-use pairs of each advice at the context of each affected join point. To automate the use of the proposed model and criteria, a tool named JaBUTi/PC-AJ is implemented. Moreover, to validate the proposed approach, both theoretical and experimental studies are presented. These studies provide evidence of the applicability and efficacy of the proposed criteria

A Programação Orientada a Aspectos (POA) é uma técnica de desenvolvimento que apoia a separação de interesses transversais. Na POA, adendos são aplicados a pontos de junção do sistema por meio de uma construção especial chamada descritor de conjuntos de junção (ou simplesmente conjunto de junção). Esse mecanismo apoia a modularização de comportamentos transversais, entretanto, como as interações adicionadas não ficam explícitas no código-fonte, é difícil assegurar que estão corretas. Para lidar com esse problema, nesta tese é proposta uma abordagem rigorosa de teste estrutural de integração para programas orientados a aspectos. É definido um modelo de fluxo de controle e de dados baseado no bytecode Java chamado Grafo Def-Uso baseado em conjuntos de junção (ou PointCut-based Def-Use graph, PCDU) que modela as regiões de execução de um programa escrito em AspectJ que são afetadas por um conjunto de junção. Sobre este modelo são definidos três critérios de teste: todos-nós-baseados-em-conjunto-de-junção, todas-arestas-baseadas-em-conjunto-de-junção e todos-usos-baseados-em-conjunto-de-junção, que requerem a cobertura de todos os comandos, condicionais e pares def-uso no contexto de cada ponto de junção selecionado. Para automatizar o uso do modelo e critérios propostos, é implementada uma ferramenta chamada JaBUTi/PC-AJ. Além disso, para validar a abordagem proposta, são conduzidos estudos teóricos e experimentais que procuram avaliar os critérios tanto do ponto de vista do custo de aplicação quanto do ponto de vista da eficácia em encontrar defeitos. Os estudos oferecem indícios da aplicabilidade e da eficácia dos critérios para encontrar defeitos diretamente relacionados com a POA / Aspect-Oriented Programming (AOP) is a promising development technique that supports separation of crosscutting concerns. In AOP, advice is applied to join points in the system through a special construct called pointcut. This mechanism supports the modularization of crosscutting behavior; however, since the added interactions are not explicit in the source code, it is hard to ensure their correctness. To tackle this problem, this thesis proposes a rigorous structural testing approach for aspect-oriented programs. A control and data flow model based on Java bytecode the PointCut-based Def-Use Graph (PCDU) that models execution regions of a program affected by a pointcut is proposed. On top of this model three testing criteria are defined: all-pointcut-based-advice-nodes, all-pointcut-based-advice-edges, and all-pointcut-based-advice-uses, that require exercising all statements, branches and def-use pairs of each advice at the context of each affected join point. To automate the use of the proposed model and criteria, a tool named JaBUTi/PC-AJ is implemented. Moreover, to validate the proposed approach, both theoretical and experimental studies are presented. These studies provide evidence of the applicability and efficacy of the proposed criteria

Uma abordagem de teste estrutural de integração contextual para programas OO e OA escritos em Java e AspectJ é apresentada. A finalidade dessa abordagem é descobrir defeitos que possam existir nas interfaces entre uma determinada unidade (método ou adendo) e todas as outras que interagem diretamente com ela, bem como descobrir defeitos que possam ocorrer na hierarquia de chamadas dessas unidades. Para programas OO, esse tipo de teste envolve testar a interação entre métodos; já para programas OA, o teste estrutural de integração nível um (como também pode ser chamado) deve considerar as interações método-método, método-adendo, adendo-adendo e adendo-método. Para efetuar o teste estrutural de integração nível um deve-se considerar todo o fluxo de execução (fluxo de controle e de dados) que ocorre entre uma unidade chamadora e as unidades que interagem diretamente com ela. Para isso é definido o grafo Def-Uso IN1P, que é uma abstração formada pela integração dos grafos Def-Uso Orientado a Aspectos (AODU) da unidade chamadora e das unidades que ela chama ou que a afeta. Além disso, são propostos três critérios para derivar os requisitos de teste, dois baseados em fluxo de controle (todos-nós-integrados-N1 e todas-arestas-integradas-N1) e um baseado em fluxo de dados (todos-usos-integrados-N1). A ferramenta JaBUTi/AJ foi estendida para dar apoio à abordagem de teste de integração proposta. Exemplos são apresentados para ilustrar o uso da ferramenta para o teste de profundidade um e também seu uso no contexto de uma abordagem que leva em consideração também o teste de unidades e o teste baseado em conjuntos de junção / A Contextual structural integration testing for OO and OA programs written in Java and AspectJ is presented. The purpose of this approach is to discover faults that may exist in the interfaces between a particular unit (method or advice) and all others that interact directly with it, as well as to discover defects that may occur in the call hierarchy of these units. In OO programs, this type of test involves testing the interaction among methods. For OA programs, the structural integration testing at the depth of one (as it can also be called) should consider the method-method, method-advice, advice-advice and advice-method interactions. To perform structural integration testing at the depth of one level the whole execution flow (control and data flow) that occurs among a caller unit and the units that interact directly with it it must be considered. The IN1P Def-Use graph has been defined as an abstraction formed by the integration of the Aspect-Oriented Def-Use (AODU) graphs of the caller unit and of the units that it calls or affects it. Also, three criteria to derive test requirements are proposed, two of which are based on control flow all-integrated-nodes-N1 and all-integrated-edges-N1 and one is based on data flowall-integrated-uses-N1. The tool JaBUTi/AJ was extended to support the proposed integration testing approach. Examples are presented to illustrate the use of the tool for depth 1 testing as well as its use in the context of an approach that also takes into account unit testing and pointcut-based testing

Uma abordagem de teste estrutural de integração contextual para programas OO e OA escritos em Java e AspectJ é apresentada. A finalidade dessa abordagem é descobrir defeitos que possam existir nas interfaces entre uma determinada unidade (método ou adendo) e todas as outras que interagem diretamente com ela, bem como descobrir defeitos que possam ocorrer na hierarquia de chamadas dessas unidades. Para programas OO, esse tipo de teste envolve testar a interação entre métodos; já para programas OA, o teste estrutural de integração nível um (como também pode ser chamado) deve considerar as interações método-método, método-adendo, adendo-adendo e adendo-método. Para efetuar o teste estrutural de integração nível um deve-se considerar todo o fluxo de execução (fluxo de controle e de dados) que ocorre entre uma unidade chamadora e as unidades que interagem diretamente com ela. Para isso é definido o grafo Def-Uso IN1P, que é uma abstração formada pela integração dos grafos Def-Uso Orientado a Aspectos (AODU) da unidade chamadora e das unidades que ela chama ou que a afeta. Além disso, são propostos três critérios para derivar os requisitos de teste, dois baseados em fluxo de controle (todos-nós-integrados-N1 e todas-arestas-integradas-N1) e um baseado em fluxo de dados (todos-usos-integrados-N1). A ferramenta JaBUTi/AJ foi estendida para dar apoio à abordagem de teste de integração proposta. Exemplos são apresentados para ilustrar o uso da ferramenta para o teste de profundidade um e também seu uso no contexto de uma abordagem que leva em consideração também o teste de unidades e o teste baseado em conjuntos de junção / A Contextual structural integration testing for OO and OA programs written in Java and AspectJ is presented. The purpose of this approach is to discover faults that may exist in the interfaces between a particular unit (method or advice) and all others that interact directly with it, as well as to discover defects that may occur in the call hierarchy of these units. In OO programs, this type of test involves testing the interaction among methods. For OA programs, the structural integration testing at the depth of one (as it can also be called) should consider the method-method, method-advice, advice-advice and advice-method interactions. To perform structural integration testing at the depth of one level the whole execution flow (control and data flow) that occurs among a caller unit and the units that interact directly with it it must be considered. The IN1P Def-Use graph has been defined as an abstraction formed by the integration of the Aspect-Oriented Def-Use (AODU) graphs of the caller unit and of the units that it calls or affects it. Also, three criteria to derive test requirements are proposed, two of which are based on control flow all-integrated-nodes-N1 and all-integrated-edges-N1 and one is based on data flowall-integrated-uses-N1. The tool JaBUTi/AJ was extended to support the proposed integration testing approach. Examples are presented to illustrate the use of the tool for depth 1 testing as well as its use in the context of an approach that also takes into account unit testing and pointcut-based testing

Uma abordagem de teste estrutural de integração par-a-par para programas OO e OA escritos em Java e AspectJ é apresentada. A finalidade dessa abordagem é descobrir defeitos que possam existir na interface entre os pares de unidades que se relacionam em um programa. Para programas OO este tipo de teste envolve testar a interação entre os pares de métodos. Já para programas OA, o teste estrutural de integração par-a-par envolve testar a interação entre os seguintes pares de unidades: método-método, método-adendo, adendo-método e adendo-adendo. Para efetuar o teste estrutural de integração par-a-par deve-se considerar todo o fluxo de execução (fluxo de controle e de dados) que ocorre entre a unidade chamadora e a unidade chamada. Para isso é definido o grafo Def-Uso Par-a-Par (PWDU) que é uma abstração formada pela integração dos grafos Def-Uso Orientado a Aspectos (AODU) da unidade chamadora e da unidade chamada. Além disso, são propostos três critérios para derivar requisitos de teste para pares de unidades. Dentre eles, dois critérios são baseados em fluxo de controle: todos-nós-integrados e todas-arestas-integradas; e um critério é baseado em fluxo de dados: todos-usos-integrados. Uma ferramenta que apóia o teste estrutural de unidade de programas OO e OA escritos em Java e AspectJ, chamada JaBUTi/AJ, foi estendida para dar apoio à abordagem de teste de integração proposta. Exemplos de usos são discutidos para explicar a aplicação da abordagem / A pairwise integration structural testing approach for OO and AO programs implemented with Java and AspectJ is presented. The purpose of this approach is to find faults that may exist in the interface between the pairs of units that relate in a program. For OO programs this type of testing involves testing the interaction among pair of methods. For AO programs, the pairwise integration structural testing involves testing the interaction among the following pairs of units: method-method, method-advice, advice-method and advice-advice. To perform the pairwise integration structural testing, all the execution flow (control and data flow) that happens between the caller and the called unit must be considered. For this, it is defined the PairWise Def-Use graph (PWDU) that is an abstraction formed by the integration of the Aspect-Oriented Def-Use (AODU) graphs of the caller and called unit. Additionally, three new criteria to derive test requirements for pairs of units are proposed. Amongst them, two criteria are based on control flow: all-integrated-nodes and all-integrated-edges; and one criterion is based on data flow: all-integrated-uses. A tool that supports unit structural testing of OO and AO programs implemented with Java and AspectJ, called JaBUTi/AJ, was extended in order to support the proposed integration testing approach. Examples are discussed in order to explain the application of the approach