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

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.

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

Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T01:16:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iizuka_BrunodeAbreu_M.pdf: 5618330 bytes, checksum: 684e091ec25c7c909bfbdfeae38b8487 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Atualmente, muitos esforços vêm sendo feitos para se obter um maior grau de reutilização durante o desenvolvimento de sistemas. Linha de Produtos de Software (LPS) é uma abordagem que promove a reutilização de software. A Arquitetura de Linha de Produtos (ALP) provê uma perspectiva global das variabilidades da linha, ao passo que engloba os conceitos tradicionais de uma arquitetura de software. Devido às variabilidades de software de uma ALP, a evolução arquitetural é ainda mais complexa, do que quando comparado com evolução de arquiteturas de software convencionais. Tratamento de exceções é uma técnica bastante conhecida para a detecção e tratamento de erros em sistemas de software. Porém, apesar da sua popularidade, o seu projeto e a sua implementação são constituídos de tarefas muito complexas que não recebem uma atenção adequada dos processos de desenvolvimento existentes. Separação de interesses é um dos objetivos do tratamento de exceções para separar o comportamento normal e excepcional do sistema de software. No contexto de uma LPS, a separação de interesses é importante para o design das variabilidades de software relacionadas às estratégias do comportamento normal e do comportamento excepcional, como a escolha de diferentes tratadores de exceções por diferentes características. O objetivo principal deste trabalho é apresentar um método para especificar e implementar a variabilidade de tratamentos de exceções em LPS baseadas em componentes. O método MVTE (Método de Variabilidade de Tratamento de Exceções) é uma combinação de métodos já conhecidos na literatura (PLUS e UML Components) e os modelos COSMOS* e COSMOS*-VP. Para validar o método MVTE foram utilizados dois estudos empíricos, e para medir a sua qualidade foram utilizadas as métricas de impacto de mudanças, acoplamento entre módulos e difusão de interesses / Abstract: Nowadays, many efforts are being made to achieve a higher degree of reuse during the development of systems. Software Product Lines (SPL) is an approach to improve software reuse. A PLA provides a global view of the variability's of a SPL, while it embodies the concepts and advantages of the traditional software architecture. Due to its variability's, a PLA is harder to evolve than a conventional software architecture. Exception handling is a well known technique to detect and treat errors in software systems. However, despite its popularity, its design and implementation are constituted of very complex tasks that do not receive the adequate attention from the existing development processes. Separation of concerns is one of the overarching goals of exception handling in order to keep separate normal and exceptional behavior of a software system. In the context of a software product line (SPL); this separation of concerns is also important for designing software variability's related to normal and exceptional behavior, such as the choice of different handlers depending on the set of selected features. The main goal of this work is to present a method to specify and implement the variability of exception handling in SPL components-based. The method MVTE (Variability of Exception Handler Method) is a combination of methods known in the literature (PLUS and UML Components) and models COSMOS* and COSMOS*-VP. To validate the method MVTE, it was studied two empirical studies, and to measure their quality it was used the metrics impact change, coupling between modules and diffusion over concerns / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação