A área de gerenciamento de processos de negócio apresenta-se ativa e tem recebido atenção tanto da comunidade de pesquisa como da indústria. Uma das principais preocupações nessa área é a escolha da melhor abordagem para modelagem e implementação de processos de negócio. Atualmente, organizações possuem processos de negócio com complexas estruturas que são reavaliados e ajustados com frequência, exigindo flexibilidade das linguagens para modelagem de processos. Além disso, processos de negócio atuais também exigem ambientes para implementação capazes de garantir confiabilidade na execução de instâncias do processo modelado, especialmente em caso de falhas. Embora diversos modelos transacionais tenham sido propostos com o objetivo de garantir propriedades transacionais adaptadas ao contexto de processos de negócio, a implementação de processos transacionais ainda oferece um cenário com desafios teóricos e práticos. Neste trabalho apresentamos uma implementação da abordagem WED-flow para controle de processos transacionais. A WED-flow é uma abordagem que combina conceitos de modelos transacionais avançados, eventos e estados de dados com o objetivo principal de reduzir a complexidade no tratamento de exceções. A ferramenta de software desenvolvida é capaz de controlar a execução de instâncias de processos de negócio, permite a evolução incremental do modelo projetado e ainda disponibiliza a estrutura necessária para apoiar a implementação de mecanismos de recuperação para tratar interrupções em instâncias causadas por exceções. / Business processes management is an active area which have received increased attention from research and industry communities. A major concern is the selection of the best approach for modeling and implementing business processes. Nowadays, organizations have business processes with complex structures, which are reevaluated and adjusted frequently, requiring flexibility from modeling languages. In addition, current business processes also require implementation environments capable of ensuring execution reliability, especially in case of failures. Although several transactional models have been proposed in order to guarantee transactional properties adapted to the context of business processes, the implementation of transactional processes still offers a scenario with several theoretical and practical challenges. In this work, we present an implementation of WED-flow approach for controlling transactional processes. WED-flow is an approach which combines the concepts of advanced transactional models, events and data states for the purpose of reducing exception handling complexity. The developed software tool is able of controlling the execution of business processes instances, allows incremental evolution of the designed model and also provides the necessary structure to support recovery mechanisms implementation to handle instances interruptions caused by exceptions.

A adoção em larga escala de redes de computadores e gerenciadores de banco de dados contribuiu para o surgimento de sistemas de informação complexos. Atualmente, estes sistemas tornaram-se elementos essenciais na vida das pessoas, dando suporte a processos de negócio e serviços corporativos indispensáveis à sociedade, como automação bancária e telefonia. A utilização de componentes na estruturação destes sistemas promove maior qualidade e flexibilidade ao produto e agiliza o processo de desenvolvimento. Entretanto, para que estes benefícios sejam totalmente observados, é fundamental que os provedores de componentes de prateleira projetem especificações precisas, completas e consistentes. Geralmente, as especificações omitem ou negligenciam o comportamento dos componentes nas situações de falha. Desta forma, a utilização de componentes não confiáveis, cujos comportamentos não podem ser inteiramente previstos, compromete seriamente o projeto de sistemas tolerantes a falhas. Uma estratégia para a especificação de componentes tolerantes a falhas é informar a ocorrência de erros através de exceções e realizar a recuperação dos mesmos por rotinas de tratamento correspondentes. A especificação deve separar claramente o comportamento normal do excepcional, destinado à recuperação do erro. Entretanto, em sistemas concorrentes e distribuídos, a especificação apenas deste tratamento local não é suficiente. Uma exceção pode ser lançada em decorrência de erros sistêmicos (i.e. problemas de rede) que afetam todo o sistema. Assim, determinadas exceções devem ser tratadas em nível arquitetural, envolvendo os demais componentes no tratamento. O modelo conceitual de ações Atômicas Coordenadas (ações CA - Coordinated Atomic actions), bastante aplicado na estruturação de sistemas tolerantes a falhas, define um mecanismo geral para a coordenação do tratamento excepcional dos componentes, que cooperam na execução das atividades e competem por recursos compartilhados. Portanto, o modelo de ações CA oferece uma solução potencialmente viável para a especificação do tratamento de exceções em nível arquitetural. Este trabalho propõe um framework para a especificação do tratamento de exceções em nível arquitetural, baseando-se no modelo de aninhamento de ações CA e utilizando a linguagem orientada a eventos CSP (Communicating Sequential Processes). Sua principal característica é prover um protocolo padronizado para a coordenação do tratamento de exceções, que envolve a cooperação dos componentes do sistema. Além disso, é apresentada uma estratégia para a verificação formal dos sistemas na ferramenta FDR (Failure Divergence Refinement), com base no modelo de refinamento por rastros. / The widespread scale adoption of computer networks and database management systems has contributed to the arising of complex information systems. Nowadays, these systems have become essential aspects in the everyday life, supporting business processes and indispensable enterprise services to society such as banking automation and telephony. The usage of components in structuring of these systems promotes higher quality and flexibility to the product and accelerates the software development process. However, in order to fully observe the benefits it is essential that the suppliers of these COTS (commercial off-the-shelf) design precise, complete and consistent specifications. Generally, the specifications omit or neglect the behavior of these components in exceptional situations. Therefore, the usage of untrustworthy components whose behavior cannot be entirely foreseen seriously compromise the design of fault-tolerant systems. One of the strategies used for the specification of fault-tolerant components is to inform the occurrence of errors through exceptions and make its recovering by the correspondent exception handling routines. The specification should separate clearly the normal behavior from the exceptional one, specially designed for error recovery. However, in concurrent and distributed systems, specification of local exception handling is not enough. An exception could be raised as a result of systemic errors (i.e. network errors) which affect the entire system, thus specific types of exceptions should be treated at an architectural level involving all the other components in this handling activity. The conceptual model of Coordinated Atomic (CA) actions, often applied in the structuring of fault-tolerant systems, defines a general mechanism for coordination of exception handling with components that cooperate while executing activities and compete for shared resources. Therefore, the model of CA actions offers a perfectly viable solution for the specification of exception handling at an architectural level. This work proposes a framework for the specification of exception handling at an architectural level, based on the nesting model of CA actions and using the event-oriented language CSP (Communicating Sequential Processes). Its main characteristic is to provide a standardized protocol for coordination of exception handling that involves the cooperation of system components. Moreover, it is presented a formal strategy for system verification using the FDR (Failure Divergence Refinement) tool, based on the traces refinement model.

A adoção em larga escala de redes de computadores e gerenciadores de banco de dados contribuiu para o surgimento de sistemas de informação complexos. Atualmente, estes sistemas tornaram-se elementos essenciais na vida das pessoas, dando suporte a processos de negócio e serviços corporativos indispensáveis à sociedade, como automação bancária e telefonia. A utilização de componentes na estruturação destes sistemas promove maior qualidade e flexibilidade ao produto e agiliza o processo de desenvolvimento. Entretanto, para que estes benefícios sejam totalmente observados, é fundamental que os provedores de componentes de prateleira projetem especificações precisas, completas e consistentes. Geralmente, as especificações omitem ou negligenciam o comportamento dos componentes nas situações de falha. Desta forma, a utilização de componentes não confiáveis, cujos comportamentos não podem ser inteiramente previstos, compromete seriamente o projeto de sistemas tolerantes a falhas. Uma estratégia para a especificação de componentes tolerantes a falhas é informar a ocorrência de erros através de exceções e realizar a recuperação dos mesmos por rotinas de tratamento correspondentes. A especificação deve separar claramente o comportamento normal do excepcional, destinado à recuperação do erro. Entretanto, em sistemas concorrentes e distribuídos, a especificação apenas deste tratamento local não é suficiente. Uma exceção pode ser lançada em decorrência de erros sistêmicos (i.e. problemas de rede) que afetam todo o sistema. Assim, determinadas exceções devem ser tratadas em nível arquitetural, envolvendo os demais componentes no tratamento. O modelo conceitual de ações Atômicas Coordenadas (ações CA - Coordinated Atomic actions), bastante aplicado na estruturação de sistemas tolerantes a falhas, define um mecanismo geral para a coordenação do tratamento excepcional dos componentes, que cooperam na execução das atividades e competem por recursos compartilhados. Portanto, o modelo de ações CA oferece uma solução potencialmente viável para a especificação do tratamento de exceções em nível arquitetural. Este trabalho propõe um framework para a especificação do tratamento de exceções em nível arquitetural, baseando-se no modelo de aninhamento de ações CA e utilizando a linguagem orientada a eventos CSP (Communicating Sequential Processes). Sua principal característica é prover um protocolo padronizado para a coordenação do tratamento de exceções, que envolve a cooperação dos componentes do sistema. Além disso, é apresentada uma estratégia para a verificação formal dos sistemas na ferramenta FDR (Failure Divergence Refinement), com base no modelo de refinamento por rastros. / The widespread scale adoption of computer networks and database management systems has contributed to the arising of complex information systems. Nowadays, these systems have become essential aspects in the everyday life, supporting business processes and indispensable enterprise services to society such as banking automation and telephony. The usage of components in structuring of these systems promotes higher quality and flexibility to the product and accelerates the software development process. However, in order to fully observe the benefits it is essential that the suppliers of these COTS (commercial off-the-shelf) design precise, complete and consistent specifications. Generally, the specifications omit or neglect the behavior of these components in exceptional situations. Therefore, the usage of untrustworthy components whose behavior cannot be entirely foreseen seriously compromise the design of fault-tolerant systems. One of the strategies used for the specification of fault-tolerant components is to inform the occurrence of errors through exceptions and make its recovering by the correspondent exception handling routines. The specification should separate clearly the normal behavior from the exceptional one, specially designed for error recovery. However, in concurrent and distributed systems, specification of local exception handling is not enough. An exception could be raised as a result of systemic errors (i.e. network errors) which affect the entire system, thus specific types of exceptions should be treated at an architectural level involving all the other components in this handling activity. The conceptual model of Coordinated Atomic (CA) actions, often applied in the structuring of fault-tolerant systems, defines a general mechanism for coordination of exception handling with components that cooperate while executing activities and compete for shared resources. Therefore, the model of CA actions offers a perfectly viable solution for the specification of exception handling at an architectural level. This work proposes a framework for the specification of exception handling at an architectural level, based on the nesting model of CA actions and using the event-oriented language CSP (Communicating Sequential Processes). Its main characteristic is to provide a standardized protocol for coordination of exception handling that involves the cooperation of system components. Moreover, it is presented a formal strategy for system verification using the FDR (Failure Divergence Refinement) tool, based on the traces refinement model.

Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:44:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_DouglasSiqueira_M.pdf: 1797650 bytes, checksum: ce96fe468509c785b633e1cde43729dd (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Arquitetura Orientada a Serviços (Service-Oriented Architecture - SOA) _e um modelo arquitetural que visa melhorar a eficiência, agilidade e a produtividade de aplicações empresariais através do uso de serviços e composições de serviços, as quais podem ser executadas tanto de forma síncrona quanto assíncrona. Diferentes tecnologias de software podem ser usadas para implementar SOA, tais como Web services e Arquitetura de Componentes de Serviços (Service Component Architecture - SCA). A primeira _e baseada em padrões XML, ao passo que a segunda provê um modelo de componentes para implementação de serviços e composições de serviços. Em particular, quando composições de serviços assíncronos são executadas, um ou mais erros podem ocorrer concorrentemente nos diferentes serviços, possivelmente ao mesmo tempo, afetando a dependabilidade da composição. Dessa forma, mecanismos de tolerância a falhas são necessários a _m de prevenir que um defeito se manifeste na composição. Neste trabalho, apresentamos o projeto e implementação de um mecanismo de tratamento de exceções coordenadas para arquiteturas orientadas a serviços que permite a criação de composições de serviços assíncronos tolerante a falhas de uma forma flexível. Mais especifiçamente, nossa solução _e baseada em um mecanismo de tratamento de exceções global, definido pelo modelo Guardian, já que este oferece uma solução mais geral e flexível quando comparado com outras abordagens, tais como soluções baseadas em ações atômicas coordenadas. Nosso framework, denominado Guardian-SCA, foi implementado como parte do projeto Apache Tuscany SCA, usando o modelo de extensão do Tuscany e programação orientada a aspectos, aumentando assim a flexibilidade do framework / Abstract: Service-Oriented Architecture (SOA) is an architectural model that aims to enhance the efficiency, agility, and productivity of an enterprise by structuring services in terms of services compositions, which can be executed either synchronously or asynchronously. Different software technologies can be used to implement SOA, such as Web services and Service Component Architecture (SCA). The former is based on XML-based standards, while the latter provides a component model for implementing services and service compositions. In particular, when asynchronous services compositions are executed, one or more errors can occur concurrently, possibly at same time, affecting the composition's dependability. In this way, fault tolerance mechanisms are necessary in order to prevent the services compositions from reaching a failure state. In this work, we present the design and implementation of a coordinated exception handling mechanism, applicable to service-oriented architectures, which allows the creation of fault-tolerant asynchronous service compositions. More specifically, our solution is based on a global exception handling mechanism defined by the Guardian model, since it is more general and flexible when compared to other approaches, like CA Actions-based solutions. Our framework, named Guardian-SCA, was implemented as a part of the Apache Tuscany SCA project, using the Tuscany extension model and aspect-oriented programming with the aim to increase the framework's exibility / Mestrado / Sistemas de Informação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Eliane Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T15:53:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_Jeferson_M.pdf: 10344068 bytes, checksum: f13e5d139255d50754dc668d1bbf3fc6 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Para a construção de sistemas robustos, devem ser utilizadas técnicas de tolerância a falhas que podem ser implementadas através de mecanismos de tratamento de exceções. Esses mecanismos possibilitam o tratamento de possíveis exceções, ou até mesmo a continuação da execução das funcionalidades do sistema mesmo na presença de uma exceção. O uso dos mecanismos de tratamento de exceções para desenvolver sistemas de software em larga escala, juntamente com o fato de ser implementado por diversas linguagens modernas, confirma a importância desta prática de desenvolvimento. Por outro lado, o uso desses mecanismos tem suas desvantagens, impactando principalmente na complexidade dos sistemas. Um problema que ocorre com muita frequência é efetuar a validação do fluxo excepcional somente na fase de implementação. A detecção de um problema de especificação nesta etapa do processo, pode acarretar em um aumento nos custos e prazos para a entrega do software. Este trabalho apresenta uma abordagem que utiliza as técnicas de análise estática, normalmente empregadas para detectar falhas no código fonte, para antecipar a validação do fluxo excepcional de um componente de software durante o ciclo de desenvolvimento. A solução proposta utiliza as informações do fluxo de controle e fluxo de dados obtidas a partir de um modelo comportamental. O modelo utilizado nesta abordagem é o diagrama de atividades da UML, que passa por uma série de transformações até gerar um grafo de fluxo de controle interprocedimental. Durante este processo são executadas análises de fluxo de dados para inferir com precisão quais são os tipos de exceções podem ser lançadas em dado ponto do modelo. Também faz parte deste trabalho a apresentação de uma ferramenta de apoio para o processo de validação do fluxo excepcional. Esta ferramenta, denominada ADEX (Activity Diagram EXceptional flow analyzer), implementa os algoritmos utilizados para a conversão do diagrama de atividades no grafo de fluxo de controle interprocedimental. A ferramenta também oferece recursos para a visualização do fluxo de controle normal e excepcional do modelo / Abstract: In order to develop robust software, should be used fault tolerant techniques that can be implemented by exception handling mechanisms. These mechanisms allow the handling of possible exceptions or even the continued of execution of the system's functionalities, even in the presence of an exception. The use of exception handling mechanisms to develop large scale software systems together with the fact that several modern programming languages provide these mechanisms, confirm the importance of these mechanisms in practice. On the other hand, the use of these mechanisms has some disadvantages, principally impacting on the complexity of the systems. One problem that occurs very often is performing the validation of the exceptional flow only during the implementation phase. The detection of a specification problem at this stage of the process can lead the increasing of costs and delays to delivery the software. This paper presents an approach that uses static analysis techniques, usually used to detect anomalies in the source code, to antecipate the validation of the exceptional flow of a software component in the development cycle. The proposed solution uses the information of control flow and data flow gathered from a behavioral model. The model used in this approach is the UML activity diagram, which undergoes a series of transformations to generate a interprocedural control flow graph. During this process are performed data flow analysis to inferring precisely what kind of exceptions can be thrown at a specific point of the model. The presentation of a tool to support the validation of the exceptional flow, also is part of this work. This tool, called ADEX (Activity Diagram EXceptional flow analyzer), implements the algorithms used to convert the activity diagram in the interprocedural control flow graph. The tool also provides features for visualization of normal and exceptional control flow of the model / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

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

Trabalho com suporte da CAPES. / This work presents a new model of process definition in workflow systems, the PDBC model. We also present a prototype of a workflow system whicli implements the PDBC model, the Tucupi server. The proposal of this new model is to allow flexibility in workflow systems. For this, we will use what we call partia! workflow, which is a partially deüned workflow whose complete definition is carried through during the execution of workflow. Partia! Workflow is deüned as a set of constraints and activities. Moreover, another way for a workflow system to get flexibility is through an exception handling mechanism. In this work we consider such mechanism through the use of overriden constraints, that is, constraints that can be violated in determined circumstances. For this we present the WRBAC, a model of access control for workflow systems, used to provide an adequate mechanism of violation of the overriden constraints used in the definition of a workflow. / Em domínios de aplicação como a área médica e engenharia de software os sistemas de workflow existentes são inadequados, pois a definição dos processos nesses sistemas é inflexível. No exemplo da área médica, ninguém sabe quais as ações devem ser tomadas durante a abordagem de um paciente, ou seja, ninguém conhece um processo de tratamento para paciente no instante em que ele é admitido no hospital. Portanto, uma nova forma de interação com os sistemas de workflow se faz necessário. Nesta nova forma de interação um usuário pergunta ao sistema o que deve ser feito para que uma atividade (atividade objetivo) seja executada. Por exemplo, para um médico realizar uma cirurgia em um paciente que procedimentos devem ser executados antes ou mesmo depois? Nesta nova abordagem, o sistema de workflow cumpre, além do papel de despachante de atividades aos usuários, como nos sistemas de workflow atuais, o papel de ajudante do usuário, pois indica ao usuário quais atividades executar antes e depois de executar uma atividade objetivo. Este trabalho apresenta um novo modelo de definição de processos em sistemas de workflow, o modelo PDBC. Apresentamos também um protótipo de um sistema de workflow que implementa o modelo PDBC, o servidor Tucupi. A proposta deste novo modelo é permitir que os sistemas de workflow manipulem workflows mais flexíveis. Para isso usaremos o que chamamos de workflow parcial, que é um workflow parcialmente definido cuja definição completa é realizada apenas durante a execução do workflow. O workflow parcial é definido como um conjunto de restrições e atividades. Outra maneira de se obter flexibilidade em sistemas de workflow é através de um mecanismo de tratamento de exceções adequado. Neste trabalho propomos um mecanismo de tratamento de exceções através do uso de restrições violáveis, ou seja, restrições que podem ser violadas em determinadas circunstâncias. Para isso apresentamos o WRBAC, um modelo de controle de acesso para sistemas de workflow, utilizado para provê um mecanismo adequado de sobrecarga das restrições utilizadas na definição de um processo.

QUEIROZ FILHO, Carlos Alberto Batista de. Um mecanismo de tratamento de excessões sensível ao contexo para sistemas ubíquos orientados a tarefas. 2012. 95 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-08T16:21:00Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_cabqueirozfilho.pdf: 1970524 bytes, checksum: 4c0037e9a7ae7b752cee99522d45b0b2 (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-08T16:24:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_cabqueirozfilho.pdf: 1970524 bytes, checksum: 4c0037e9a7ae7b752cee99522d45b0b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-08T16:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_cabqueirozfilho.pdf: 1970524 bytes, checksum: 4c0037e9a7ae7b752cee99522d45b0b2 (MD5) Previous issue date: 2012 / The main purpose of ubiquitous computing is to provide information and features needed to help people in their daily tasks, proactively and transparently, at any time and anywhere. The development of ubiquitous systems involves a set of challenging requirements, including: context awareness, which allows systems to adapt their behavior to respond appropriately in the face of environmental changes, and dependability, which is related to the ability of systems provide a service which offer strong indications that are reliable. Regarding the attributes of dependability, neglecting them can bring grievances from small to severe risks to the physical integrity of the users. Exception handling is a major fault tolerance techniques used in software development to achieve greater levels of dependability. This technique, even though it is widely used in traditional software development, it is still not widely used in the development of ubiquitous systems. This is due to challenging requirements and characteristics of this type of system, among which we highlight the sensitivity to the context and distribution, which can make the necessary possibilities of handling exceptions in a system as a whole is greater than the sum of possibilities for exception handling of the parts that compose it. Therefore, this dissertation aims to propose a mechanism for exception handling context-sensitive ubiquitous systems for task-oriented. The proposed mechanism is available through a framework called foreheads, which allows the reuse mechanism. By using this framework, system functionality can be implemented on an abstraction task, which responds appropriately to changes in context, detecting and treating exceptional situations. To validate the proposed mechanism was implemented a prototype system of parking control ubiquitous as a proof of concept, which focuses on demonstration of how the tasks are implemented that make up this system and how they are defined exceptions contextual and their handlers. / O principal propósito da Computação Ubíqua é o fornecimento de informações e funcionalidades necessárias para ajudar as pessoas em suas tarefas cotidianas, de maneira proativa e transparente, a qualquer instante e em qualquer lugar. O desenvolvimento de sistemas ubíquos envolve um conjunto de requisitos desafiadores, dentre eles: sensibilidade ao contexto, que permite que os sistemas adaptem o seu comportamento para responder de forma apropriada diante de mudanças do ambiente; e dependabilidade, que está relacionado à capacidade dos sistemas de prestarem um serviço os quais ofereçam fortes indícios de que são confiáveis. Em relação aos atributos de dependabilidade, negligenciá-los pode trazer desde pequenas insatisfações até graves riscos à integridade física dos usuários. O tratamento de exceções é uma das principais técnicas de tolerância a faltas empregadas no desenvolvimento de software para atingir maiores níveis de dependabilidade. Essa técnica, apesar de já ser amplamente utilizada no desenvolvimento de software tradicional, ainda é pouco empregada no desenvolvimento de sistemas ubíquos. Isso ocorre em virtude das características e requisitos desafiadores desse tipo de sistema, dentre os quais se destacam a sensibilidade ao contexto e a distribuição, a qual pode fazer com que as possibilidades necessárias de tratamento de exceções de um sistema como um todo seja maior do que a soma das possibilidades de tratamento de exceções das partes que o compõe. Portanto, essa dissertação tem como objetivo propor um mecanismo de tratamento de exceções sensível ao contexto para sistemas ubíquos orientados a tarefas. O mecanismo proposto é disponibilizado através de um framework, denominado FRonTES, que permite a reutilização do mecanismo. Através da utilização desse framework, funcionalidades do sistema podem ser implementadas sob uma abstração de tarefa, que responde de maneira adequada a mudanças de contexto, detectando e tratando situações excepcionais. Para a validação do mecanismo proposto foi implementado um protótipo de sistema de controle de estacionamento ubíquo como uma prova de conceito, que foca na demonstração de como são implementadas as tarefas que compõem esse sistema e como são definidas as exceções contextuais e seus tratadores.

Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T14:38:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_PatrickHenriquedaSilva_D.pdf: 1885619 bytes, checksum: 138c286c6050613085421c02716b1425 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A incorporação de tolerância a falhas em sistemas de software normalmente acarreta em um aumento da complexidade, o que consequentemente torna a sua análise mais difícil. Além disso, o uso de mecanismos de tratamento de exceções de uma maneira não-sistemática pode acarretar na adição de novas falhas ao sistema. Esta tese apresenta uma abordagem rigorosa e centrada na arquitetura para o desenvolvimento de sistemas de software tolerantes a falhas. Dependendo do modelo de falhas e da disponibilidade de recursos, abstrações arquiteturais diferentes podem ser utilizadas para representar explicitamente questões relacionadas a tolerância a falhas, tais como detecção e tratamento de erros e tratamento de falhas. Essas abstrações arquiteturais e os seus respectivos detalhamentos internos podem ser instanciados em componentes e conectores concretos durante o projeto de arquiteturas de software tolerantes a falhas. De forma complementar, a solução proposta também define atividades que combinam o uso e métodos formais e casos de teste baseados em modelos para sistematizar a verificação e validação do comportamento do sistema relativo à programação e tratamento de erros e tratamento de falhas no nível arquitetural. A verificação e validação de software ocorrem em duas fases complementares do processo de desenvolvimento do software, ambas baseadas em cenários arquiteturais que descrevem a programação e tratamento de erros envolvendo elementos arquiteturais (componentes e conectores). Primeiramente, utilizando a ferramenta de verificação de modelos ProB, que combina o uso de teoria de conjuntos matemáticos (B-Method) com álgebra de processos (CSP), a arquitetura de software é verificada formalmente com o intuito de antecipar a identificação de falhas relacionadas ao projeto do sistema. Segundo, casos de teste são gerados a partir da arquitetura de software utilizando uma abordagem baseada em modelos. O objetivo dos casos de teste gerados é verificar a consistência entre os modelos arquiteturais já verificados formalmente e a implementação do sistema. Finalmente, para auxiliar as atividades de verificação, a solução proposta também contempla a definição de regras de transformação automática de diagramas UML para especificação formal em B-Method e CSP. A diferença semântica existe entre a especificação semi-formal da UML e a especificação formal em B-Method e CSP é compensada utilizando-se estereótipos e "tags" nos modelos UML. A aplicabilidade prática da solução proposta foi avaliada no contexto de três estudos de caso: (i) uma aplicação com requisitos críticos de tempo real e confiabilidade; (ii) uma aplicação bancária real com requisitos críticos de confiabilidade e disponibilidades; e (iii) uma aplicação para dispositivos móveis / Abstract: The incorporation of fault tolerance into systems normally increases their complexity, which consequently makes their analysis more difficult. Moreover, the use of exception handling mechanisms to develop robust software systems in a non-systematic manner can be a source of many design faults. This thesis presents a rigorous and architecture-centric development approach for developing fault-tolerant software systems. Depending on the fault model and the resources available, different architectural abstractions can be employed for representing issues that are related to fault tolerance, such as error detection, and error and fault handling. These architectural abstractions and their internal views can be instantiated into concrete components and connectors for designing fault-tolerant software architectures. In a complementary way, the proposed rigorous solution also defines activities which use formal methods and model-based test cases do systematize the verification and validation of the system's behaviour related to error propagation and handling at the architecture level. The verification and validation occur in two complementary phases of the software development, both of them based on architectural scenarios describing error propagation and handling involving architectural elements (components and connectors). First, using the ProB model checker, which combines the use of set-theory (B-Method) and process algebra (CSP), the software architecture is formally verified in order to anticipate the identification of faults related to the system's model. Second, model-based test cases are generated in order to assess the consistency between the verified software architecture and the implementation of the software system. Finally, the proposed solution also defines rules for model transformation from UML diagrams to formal specification in B-Method and CSP. To overcome the gap between the semi-formal specification of UML and the formal models, the UML diagrams are complemented with predefined stereotypes and tags. The feasibility of our approach was evaluated in the context of three case studies: (i) a critical real-time application; (ii) a real banking system; and (iii) a mobile application / Doutorado / Engenharia de Software / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:09:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braz_Alan_M.pdf: 1903353 bytes, checksum: 9bff9aefdcc11d6d8fe46490302d6291 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os Métodos Ágeis, ou Desenvolvimento Ágil de Software (DAS), tem se popularizado, na última década, por meio de métodos como Extreme Programming (XP) e Scrum e isso fez com que fossem aplicadas no desenvolvimento de sistemas computacionais de diversos tamanhos, complexidades técnica e de domínio, e de rigor quanto à confiabilidade. Esse fato evidencia a necessidade de processos de desenvolvimento de software que sejam mais rigorosos e que possuam uma quantidade adequada de modelagem e documentação, em especial no que concerne ao projeto arquitetural, com o objetivo de garantir maior qualidade no seu resultado final. A confiabilidade pode ser alcançada adicionando elementos de tratamento de exceções às fases iniciais do processo de desenvolvimento e à reutilização de componentes. O tratamento de exceções tem sido uma técnica muito utilizada na verificação e na depuração de erros em sistemas de software. O MDCE+ é um método que auxilia a modelagem do comportamento excepcional de sistemas baseados em componentes que, por ser centrado na arquitetura, melhora a definição e a análise do fluxo de exceções entre os componentes do sistema. Este trabalho propõe uma solução para guiar o desenvolvimento de sistemas confiáveis baseados em componentes por meio da adição de práticas do MDCE+ ao Scrum, resultando no método Scrum+CE (Scrum com Comportamento Excepcional). Esse processo passa a expor os requisitos excepcionais em nível das Estórias de Usuário, adiciona testes de aceitação mais detalhados, obriga a criação do artefato de Arquitetura Inicial e adiciona um novo papel de Dono da Arquitetura. Como forma de avaliar esse método proposto, foi realizado um experimento controlado com três equipes, que desenvolveram um sistema com requisitos de confiabilidade, utilizando Scrum e Scrum+CE. Foram coletadas métricas para comparar a eficiência do novo processo e o resultado obtido, com a utilização do Scrum+CE, foi à produção de software com melhor qualidade, porém com menor número de funcionalidades / Abstract: Agile Software Development (ASD) has been on mainstream through methodologies such as Extreme Programming (XP) and Scrum in the last decade enabling them to be applied in the development of computer systems of various size, technical and domain complexity and degress of reliability. This fact highlights the need for software development processes that are accurate and have an adequate amount of modeling and documentation, especially regarding the architectural design, aiming to increase the quality of the end result. The reliability can be achieved by adding elements of exception handling at early stages of development and through components reuse. Exception handling has been a widely used technique in detecting and fixing errors in software systems. The MDCE+ is a method that assists exceptional behavior modeling at components based systems, which is architecture-centric what improves the definition and flow analysis of exceptions between system components. This paper proposes a solution to guide the development of reliable systems based on components by adding MDCE+ practices to Scrum, resulting in the Scrum+CE method (Scrum with Exceptional Behavior). This process exposes the exceptional requirements, at the User Stories level, documents acceptance tests with more details, requires the creation of a high-level architecture artifact and adds a new role of Architecture Owner. In order to evaluate this proposed method, a controlled experiment was conducted with three teams, who developed a system with reliability requirements using Scrum and Scrum+CE. We collected metrics to compare the efficiency of the new process and the result was the production of software with better quality but with less features using Scrum+CE / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação