Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-12-22T10:53:47Z No. of bitstreams: 1 2017_AndréLuizPeronMartinsLanna.pdf: 4218714 bytes, checksum: a2374ea747f76f8e47ee2377c3a3a989 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-15T20:00:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AndréLuizPeronMartinsLanna.pdf: 4218714 bytes, checksum: a2374ea747f76f8e47ee2377c3a3a989 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-15T20:00:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AndréLuizPeronMartinsLanna.pdf: 4218714 bytes, checksum: a2374ea747f76f8e47ee2377c3a3a989 (MD5) Previous issue date: 2018-02-15 / Contexto: Técnicas de verificação têm sido aplicadas para garantir que sistemas de software atinjam níveis de qualidade desejados e atenda a requisitos funcionais e nãofuncionais. Entretanto a aplicação dessas técnicas de verificação em linhas de produto de software é desafiador devido à explosão combinatorial do número de produtos que uma linha de produtos pode instanciar. As técnicas atuais de verificação de linhas de produtos utilizam model checking simbólico e informações sobre variabilidade para otimizar a análise, mas ainda apresentam limitações que as tornam onerosas ou inviáveis. Em particular, as técnicas de verificação do estado da arte para análise de confiabilidade em linhas de produto são enumerativas o que dificulta a aplicabilidade das mesmas devido à explosão combinatorial do espaço de configurações. Objetivo: Os objetivos dessa tese são os seguintes: (a) apresentar um método eficiente para calcular a confiabilidade de todas as configurações de uma linha de produtos de sotware composicional ou anotacional à partir de seus modelos comportamentais UML, (b) fornecer uma ferramenta que implemente o método proposto e, (c) relatar um estudo empírico comparando o desempenho de diferentes estratégias de análises de confiabilidade para linhas de produto de software. Método: Esse trabalho apresenta uma nova estratégia de análise feature-family-based para calcular a confiabilidade de todos os produtos de uma linha de produtos de software (composicional ou anotacional). O passo feature-based da estratégia divide os modelos comportamentais em unidades menores para que essas possam ser analisadas mais eficientemente. O passo family-based realiza o cálculo de confiabilidade para todas as configurações de uma só vez ao avaliar as expressões de confiabilidade em termos de uma estrutura de dados variacional adequada. Resultados: Os resulstados empíricos mostram que a estratégia feature-family-based para análise de confiabilidade supera, em termos de tempo e espaço, quatro outras estratéfias de análise do estado da arte (product-based, family-based, feature-product-based e family-product-based) para a mesma propriedade. No contexto da avaliação e em comparação com as outras estratégias, a estratégia feature-family-based foi a única capaz de escalar a um crescimento do espaço de configuração da ordem de 220. Conclusões: A estratégia feature-family-based utiliza e se beneficia das estratégias feature- e family- ao domar o crescimento dos tamanhos dos modelos a serem analizados e por evitar a enumeração de produtos inerentes a alguns métodos de análise do estado da arte. / Context: Verification techniques are being applied to ensure that software systems achieve desired quality levels and fulfill functional and non-functional requirements. However, applying these techniques to software product lines is challenging, given the exponential blowup of the number of products. Current product-line verification techniques leverage symbolic model checking and variability information to optimize the analysis, but still face limitations that make them costly or infeasible. In particular, state-of-the-art verification techniques for product-line reliability analysis are enumerative which hinders their applicability, given the latent exponential blowup of the configuration space. Objective: The objectives of this thesis are the following: (a) we present a method to eciently compute the reliability of all configurations of a compositional or annotationbased software product line from its UML behavioral models, (b) we provide a tool that implements the proposed method, and (c) we report on an empirical study comparing the performance of dierent reliability analysis strategies for software product lines. Method: We present a novel feature-family-based analysis strategy to compute the reliability of all products of a (compositional or annotation-based) software product line. The feature-based step of our strategy divides the behavioral models into smaller units that can be analyzed more eciently. The family-based step performs the reliability computation for all configurations at once by evaluating reliability expressions in terms of a suitable variational data structure. Results: Our empirical results show that our feature-family-based strategy for reliability analysis outperforms, in terms of time and space, four state-of-the-art strategies (product-based, family-based, feature-product-based, and family-product-based) for the same property. In the evaluation’s context and in comparison with the other evaluation strategies, it is the only one that could be scaled to a 220-fold increase in the size of the configuration space. Conclusion: Our feature-family-based strategy leverages both feature- and familybased strategies by taming the size of the models to be analyzed and by avoiding the products enumeration inherent to some state-of-the-art analysis methods.