Este trabalho apresenta um ambiente de laboratório de acesso remoto, denominado WebLab, cujo objetivo principal é possibilitar a realização e controle em tempo real de experimentos, usando como meio a internet. Esse ambiente, que foi testado e validado em aplicações ligadas ao ensino de física, pode ser utilizado com as devidas adaptações, em qualquer área do conhecimento. Do ponto de vista da Engenharia da Computação, a verificação formal da arquitetura do WebLab foi realizada usando uma abordagem de redes de Petri Colorida. As especificações e verificações formais do ambiente baseadas nessas redes, permitiram constatar que as funcionalidades planejadas do modelo pedagógico são realizadas, antes mesmo de sua implementação.

Nas últimas décadas constatou-se o uso cada vez mais massivo de sistemas computadorizados principalmente em setores da indústria aeronáutica. Na busca pelo aumento de eficiência no desenvolvimento, recomenda-se o uso do Desenvolvimento Baseado em Modelos (MBD). Este trabalho de pesquisa propõe um Método para Modelagem de Sistemas, denominado M2S, como forma de se bene?ciar da modelagem do sistema desde os estágios iniciais de concepção do sistema. Esta abordagem visa diminuir o ciclo de vida de desenvolvimento e aumentar a qualidade das especi?cações. Nesse sentido, o método proposto se baseia na Linguagem de Modelagem de Sistemas (SysML), no Processo Uni?cado (RUP), no uso de Ambientes Integrados de Engenharia de Software Auxiliada por Computador (I-CASE-E) e na geração automática de código. Após combinar estes elementos num conjunto de passos que compõe o método proposto, realizou-se por meio de um estudo de caso a veri?cação da aplicação do método. O estudo de caso envolveu o desenvolvimento de um protótipo do Sistema de Dados Anemométricos (Air Data System - ADS), com dois experimentos. Foi possível constatar a facilidade em segregar as fases de desenvolvimento, realizar a evolução gradual das especi?cações e modelos, para ?nalmente se chegar a transformação dos modelos independentes de plataforma em código fonte e se constituir o protótipo. Aplicou-se testes e métricas de Halstead, de Linhas de Código e de Complexidade Ciclomática como forma de comparar os dois experimentos.

Os estudos realizados no presente trabalho de tese abrangem o processo de integração de subsistemas de tempo real intensivos em software e o formalismo de geração de casos de teste. A integração de subsistemas é uma fase altamente onerosa em tempo e recursos de teste de projetos de sistemas críticos tais como plataformas de satélites. São investigados testes baseados em modelos de estado que representam a interação dos subsistemas comunicantes. O problema pesquisado é o formalismo adequado para representar requisitos de tempo no modelo comportamental da interação de modo que casos de teste possam ser derivados por métodos automáticos. Com foco na modelagem dos serviços providos pelos subsistemas em integração, propõe-se um arcabouço para teste de interoperabilidade e de robustez composto por cinco elementos estruturantes: (1) perfil do serviço, (2) modelo nominal do serviço, (3) perigos de tempo, (4) modelo aumentado do serviço, e (5) propósito de teste. O arcabouço, denominado InRob, orienta a construção de modelos formais de interoperabilidade os quais representam o comportamento de um serviço em um dado estágio de integração. Os modelos são estendidos com propriedades de tempo de modo que possam ser derivados casos de teste de robustez, relativos a desvios de tempo na troca de mensagens entre os subsistemas. A validação da abordagem InRob é feita no domínio de subsistemas espaciais, na integração dos subsistemas que compõem um instrumento imageador (telescópio) de raios X a bordo de uma missão de satélite de astronomia. Nesse estudo de caso, o InRob é instanciado em um processo de teste composto por três etapas, duas delas apoiadas por ferramentas existentes para geração e execução de casos de teste.

Poorly written requirements are a common source of software defects. In application areas like space systems, the cost of malfunctioning software can be very high. This way, assessing the quality of software requirements before coding is of utmost importance. This work proposes a systematic procedure for assessing software requirements for space systems that adopt the European Cooperation for Space Standardization (ECSS) standards. The main goal is to provide a low-cost, easy-to-use benchmarking procedure that can be applied during the software requirements review to guarantee that the requirements specifications comply with the ECSS standards, as well as they do not have any one of the most frequent errors on this kind of document. The benchmark includes three checklists that are composed of a set of questions to be applied to the requirements specification: the first is based directly on the ECSS Packet Utilization Standard (PUS), the second one is based on the Conformance and Fault Injection (CoFI) methodology, and the last one is based on a field study about the most common real errors found in software requirements specification of space applications. The goal of the field study is to understand and characterize the most frequent types of requirement problems in this critical application domain. The results of the study are also used to propose a set of operators that define how to inject realistic errors in requirement documents. The benchmark is applied to software requirements specifications of three projects (one academic project and two industrial space projects) for two of the services described in the PUS by seven specialists. The obtained results were compared and discussed.

A atividade de teste de software é realizada visando a assegurar a maior qualidade possível nos produtos de software. O uso e a aplicação de testes de unidade no desenvolvimento de software Orientado a Objetos têm sido cada vez mais comuns com o surgimento de abordagens de desenvolvimento ágil, e de técnicas como o Desenvolvimento Dirigido por Teste (TDD) na Engenharia de Software. Dessa forma, os testes aplicados em nível de integração assumem exímia relevância, ao propiciarem a validação da interoperabilidade entre as unidades que compõem o sistema de software. No entanto, o custo e esforço de se derivar ou construir, e ao mesmo tempo executar os testes de integração em uma progressão ordenada e controlada, representam variáveis que podem inviabilizar sua aplicação. Assim, o foco principal desta pesquisa recai sobre a necessidade de uma estratégia de teste de integração que possibilite o reuso dos testes de unidade gerados, no estabelecimento da precedência de integração entre as unidades, e na derivação e execução dos testes de integração, visando a reduzir o esforço e custo das atividades de teste. Dessa forma, a principal contribuição desta pesquisa consiste na concepção e desenvolvimento de uma abordagem para teste de integração em software orientado a objetos, que propicia o teste de interações interclasses. Para tornar possível sua aplicação, um diagrama de dependências entre testes de unidade, uma estratégia de derivação e execução de teste de integração e um protótipo de framework de apoio a essa atividade também foram desenvolvidos. Além de uma fundamentação teórica e de um levantamento sobre os principais trabalhos relacionados existentes, esta pesquisa apresenta a aplicação da abordagem concebida em dois estudos de caso distintos, buscando mostrar a sua aplicabilidade e exequibilidade, acompanhada por análises e discussões dos principais resultados obtidos.