Every day more and more users with different abilities and/or temporally or permanent disabilities are accessing the Web, and many of them have difficulties in reaching the desired information. However, the development of this kind of software is complicated for several reasons. Though some of them are technological, the majority are related with the need to compose different and, many times, unrelated design concerns which may be functional as in the case of most of the application’s requirements, or non- functional such as Accessibility. Even though, there is a huge number of tools and proposals to help developers assess Accessibility of Web applications, looking from the designer perspective, there is no such a similar situation. It seems that creating accessible Web sites is more expensive and complicated than creating Web sites and then assessing/modifying them. Although this feeling somehow seems to be true, addressing Accessibility at early design, not only has a significant impact on Web site quality, but also avoids subsequent efforts to return accessible fully developed applications. In this thesis, we present a novel approach to conceive, design and develop Accessible Web applications using concepts from Aspect-Orientation. In order to accomplish our goal, we provide some modelling techniques that we explicitly developed for handling the non-functional, generic and crosscutting characteristics of Accessibility. Specifically, we have enriched the UID technique with integration points to record Accessibility concerns that will be taken into account when designing the user interface. Then, by instantiating the SIG template with association tables, we work on an abstract interface model with Accessibility softgoals to obtain a concrete and accessible interface model for the Web application being developed. We use a real application example to illustrate our ideas and point out the advantages of a clear separation of concerns throughout the development life-cycle. Thus, our proposal is based on recognized design techniques, which we embedded in a software tool, in order to facilitate the transfer of the approach to the industry. / Desarrollar aplicaciones Web Accesibles es en la actualidad una necesidad. Cada día más y más usuarios con capacidades diferentes y/o discapacidades temporales o permanentes acceden a la Web, y muchos de ellos tienen dificultades especiales para obtener la información deseada. Sin embargo, el desarrollo de este tipo de software Web es complicado por varias razones. Si bien algunas de estas son de índole tecnológicas, la mayoría están relacionadas con la necesidad de componer intereses de diseño distintos y muchas veces no relacionados entre sí, los cuales a su vez pueden ser funcionales, como lo son la mayoría de los requerimientos específicos de una aplicación, o no-funcionales, como lo es la Accesibilidad. Aún existiendo hoy en día un gran número de herramientas y propuestas para ayudar a los desarrolladores en la evaluación de la Accesibilidad de las aplicaciones Web, la situación no es la misma al observar desde la perspectiva del diseñador Web. Parece ser que diseñar sitios Web accesibles es más costoso y complejo que crear sitios Web y luego evaluarlos/modificarlos. A pesar de que este sentimiento puede ser ciertamente verdadero, los beneficios al modelar la Accesibilidad en etapas tempranas del diseño superan ampliamente las necesidades de un desarrollador al implementar esa Accesibilidad. En esta tesis, presentamos un enfoque original para concebir, diseñar y desarrollar aplicaciones Web Accesibles con una modalidad Orientada a Aspectos. Para alcanzar nuestro objetivo, ofrecemos algunas técnicas de modelado que desarrollamos específicamente para manejar las características no-funcionales, genéricas y transversales de la Accesibilidad como un interés de factor de calidad. Específicamente, enriquecimos los “User Interaction Diagrams” (UIDs) con puntos de integración, los cuales usamos durante el diseño de la interfaz de usuario, para razonar y documentar la Accesibilidad en la actividad de modelado. Luego, instanciando la plantilla del “Softgoal Interdependency Graph” (SIG) con las tablas de asociación, trabajamos en el modelo de interfaz abstracta (compuesta por “ontology widgets”) para obtener un modelo de interfaz concreta y accesible de la aplicación Web en desarrollo. Para ilustrar nuestras ideas y señalar las ventajas de una clara separación de intereses durante el ciclo de vida de desarrollo, utilizamos un ejemplo de aplicación real.

Sistemas de tempo-real embarcados distribuídos se caracterizam pela complexidade e especificidade de seus projetos. Tanto a complexidade quanto a especificidade apresentam forte influência dos diversos requisitos ligados às restrições advindas das três características que distinguem tais sistemas, i.e. presença de fortes restrições temporais, restrições de sistemas embarcados e distribuição de processamento. Estes requisitos, chamados de requisitos não-funcionais, afetam diversas partes do sistema de maneira não uniforme, tornando-se por esta razão difícil o seu gerenciamento. Metodologias orientadas a objetos não apresentam mecanismos específicos para tratar tais requisitos, o que implica na aplicação de um significativo esforço ao se realizar o reuso ou a manutenção de componentes afetados por requisitos de natureza nãofuncional. Novas tecnologias têm surgido com o objetivo de contornar este problema, notadamente a orientação a aspectos. Este paradigma propõe a separação no tratamento dos requisitos não-funcionais contribuindo com a modularização do sistema. Esta dissertação propõe a aplicação de orientação a aspectos para a especificação de sistemas tempo-real embarcados distribuídos. Para isto realizou-se a adaptação de uma metodologia de desenvolvimento de sistemas orientada a aspectos, a FRIDA (From RequIrements to Design using Aspects), contextualizando-a para o domínio de interesse. A utilização desta metodologia provê suporte ao mapeamento de requisitos em elementos de projeto de modo a promover a rastreabilidade entre as fases de análise e projeto. Na fase de projeto é proposta a utilização de aspectos em conjunto com elementos do perfil RT-UML para o tratamento dos requisitos identificados e especificados na fase de análise. / Distributed real-time embedded systems generally have complex and very specific projects. Those characteristics are influenced by several requirements that have relation with constraints about the time, embedded and distribution restrictions. Those requirements, called non-functional requirements, can affect the whole system in a nonuniform way, what makes it difficult to handle with this kind of requirement. Objectoriented methodologies do not present specific mechanisms to handle those requirements, what imply in a significant effort to perform reuse and maintainability tasks in those components affected by non-functional requirements. New technologies are emerging to fulfill this gap, noteworthy the aspect orientation. This paradigm proposes the separation in handling functional and non-functional requirements, giving a contribution to the system modularity. This dissertation proposes the use of aspect orientation to specify distributed realtime embedded systems. To support this proposal, it was performed an adaptation of an aspect-oriented method called FRIDA (From RequIrements to Design using Aspects). The use of this method supports the mapping of requirements in design model elements, in order to promote traceability between analysis and design phases. The presented approach proposes the use of RT-UML together with aspect oriented elements in design phase aiming to improve the handling of those requirements specified in the analysis phase.

Sistemas de tempo-real embarcados distribuídos se caracterizam pela complexidade e especificidade de seus projetos. Tanto a complexidade quanto a especificidade apresentam forte influência dos diversos requisitos ligados às restrições advindas das três características que distinguem tais sistemas, i.e. presença de fortes restrições temporais, restrições de sistemas embarcados e distribuição de processamento. Estes requisitos, chamados de requisitos não-funcionais, afetam diversas partes do sistema de maneira não uniforme, tornando-se por esta razão difícil o seu gerenciamento. Metodologias orientadas a objetos não apresentam mecanismos específicos para tratar tais requisitos, o que implica na aplicação de um significativo esforço ao se realizar o reuso ou a manutenção de componentes afetados por requisitos de natureza nãofuncional. Novas tecnologias têm surgido com o objetivo de contornar este problema, notadamente a orientação a aspectos. Este paradigma propõe a separação no tratamento dos requisitos não-funcionais contribuindo com a modularização do sistema. Esta dissertação propõe a aplicação de orientação a aspectos para a especificação de sistemas tempo-real embarcados distribuídos. Para isto realizou-se a adaptação de uma metodologia de desenvolvimento de sistemas orientada a aspectos, a FRIDA (From RequIrements to Design using Aspects), contextualizando-a para o domínio de interesse. A utilização desta metodologia provê suporte ao mapeamento de requisitos em elementos de projeto de modo a promover a rastreabilidade entre as fases de análise e projeto. Na fase de projeto é proposta a utilização de aspectos em conjunto com elementos do perfil RT-UML para o tratamento dos requisitos identificados e especificados na fase de análise. / Distributed real-time embedded systems generally have complex and very specific projects. Those characteristics are influenced by several requirements that have relation with constraints about the time, embedded and distribution restrictions. Those requirements, called non-functional requirements, can affect the whole system in a nonuniform way, what makes it difficult to handle with this kind of requirement. Objectoriented methodologies do not present specific mechanisms to handle those requirements, what imply in a significant effort to perform reuse and maintainability tasks in those components affected by non-functional requirements. New technologies are emerging to fulfill this gap, noteworthy the aspect orientation. This paradigm proposes the separation in handling functional and non-functional requirements, giving a contribution to the system modularity. This dissertation proposes the use of aspect orientation to specify distributed realtime embedded systems. To support this proposal, it was performed an adaptation of an aspect-oriented method called FRIDA (From RequIrements to Design using Aspects). The use of this method supports the mapping of requirements in design model elements, in order to promote traceability between analysis and design phases. The presented approach proposes the use of RT-UML together with aspect oriented elements in design phase aiming to improve the handling of those requirements specified in the analysis phase.

Sistemas de tempo-real embarcados distribuídos se caracterizam pela complexidade e especificidade de seus projetos. Tanto a complexidade quanto a especificidade apresentam forte influência dos diversos requisitos ligados às restrições advindas das três características que distinguem tais sistemas, i.e. presença de fortes restrições temporais, restrições de sistemas embarcados e distribuição de processamento. Estes requisitos, chamados de requisitos não-funcionais, afetam diversas partes do sistema de maneira não uniforme, tornando-se por esta razão difícil o seu gerenciamento. Metodologias orientadas a objetos não apresentam mecanismos específicos para tratar tais requisitos, o que implica na aplicação de um significativo esforço ao se realizar o reuso ou a manutenção de componentes afetados por requisitos de natureza nãofuncional. Novas tecnologias têm surgido com o objetivo de contornar este problema, notadamente a orientação a aspectos. Este paradigma propõe a separação no tratamento dos requisitos não-funcionais contribuindo com a modularização do sistema. Esta dissertação propõe a aplicação de orientação a aspectos para a especificação de sistemas tempo-real embarcados distribuídos. Para isto realizou-se a adaptação de uma metodologia de desenvolvimento de sistemas orientada a aspectos, a FRIDA (From RequIrements to Design using Aspects), contextualizando-a para o domínio de interesse. A utilização desta metodologia provê suporte ao mapeamento de requisitos em elementos de projeto de modo a promover a rastreabilidade entre as fases de análise e projeto. Na fase de projeto é proposta a utilização de aspectos em conjunto com elementos do perfil RT-UML para o tratamento dos requisitos identificados e especificados na fase de análise. / Distributed real-time embedded systems generally have complex and very specific projects. Those characteristics are influenced by several requirements that have relation with constraints about the time, embedded and distribution restrictions. Those requirements, called non-functional requirements, can affect the whole system in a nonuniform way, what makes it difficult to handle with this kind of requirement. Objectoriented methodologies do not present specific mechanisms to handle those requirements, what imply in a significant effort to perform reuse and maintainability tasks in those components affected by non-functional requirements. New technologies are emerging to fulfill this gap, noteworthy the aspect orientation. This paradigm proposes the separation in handling functional and non-functional requirements, giving a contribution to the system modularity. This dissertation proposes the use of aspect orientation to specify distributed realtime embedded systems. To support this proposal, it was performed an adaptation of an aspect-oriented method called FRIDA (From RequIrements to Design using Aspects). The use of this method supports the mapping of requirements in design model elements, in order to promote traceability between analysis and design phases. The presented approach proposes the use of RT-UML together with aspect oriented elements in design phase aiming to improve the handling of those requirements specified in the analysis phase.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-12T14:15:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE_JOSE_DIHEGO_DA_SILVA_OLIVEIRA_CIN_UFPE_2016.pdf: 1113539 bytes, checksum: 124effe0f62c8dd44008517c1e0045ee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T14:15:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE_JOSE_DIHEGO_DA_SILVA_OLIVEIRA_CIN_UFPE_2016.pdf: 1113539 bytes, checksum: 124effe0f62c8dd44008517c1e0045ee (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / As computer systems become ubiquitous, the demand for rigorous and compositional development methods increase dramatically. In the component-based model driven development (CB-MDD) approach, complex systems (sometimes intractable by humans) are build from simple elements, called components. To achieve the CB-MDD goals towards becoming a rigorously development discipline, components and composition rules must be formalised. Moreover, as requirements continuously evolve, there must be mechanisms to refine and safely extend component-based systems. The BRIC component model formalises the CB-MDD core concepts and supports a constructive design based on composition rules that preserves behavioural properties, but do not provide support for component model evolution. In this work we propose inheritance and refinement relations for BRIC. We define a congruent semantics for this model that considers component structure and behaviour. We define refinement as a preorder relation, which is monotonic with respect to the BRIC composition rules. We enhance this component model with support for extensibility via inheritance. The proposed relations allow extension of functionality, whilst preserving service conformance, which we define by means of a convergence notion. We also establish an algebraic connection between component extensibility and refinement. As far as we are aware this is the first time componente inheritance relations are developed for a formal and sound CB-MDD approach. We also integrate the aspect-oriented paradigm into BRIC. We contribute with an approach to capture, specify and use aspects to safely evolve component-based systems. We establish that components extended by aspects preserve the proposed convergence relation that guarantees service conformance. Furthermore, we establish a connection between componente inheritance and aspects, presenting inheritance as a mechanism to define families of componentes and aspects to capture orthogonal concerns over them. The practical relevance of the proposed relations is illustrated by three case studies. One is an autonomous healthcare system, which evolve by the addition of new functionalities via inheritance and by the modularisation of its crosscutting concerns in a reusable and maintainable manner with aspects. Another case study is a bank system, whose functionalities are progressively realised and extended by refinement and inheritance, respectively. Finally, we model a P2P system extended by inheritance to reduce the network traffic. / Na medida em que os sistemas computacionais se tornam mais pervasivos, a demanda por métodos de desenvolvimento rigorosos e composicionais cresce dramaticamente. No desenvolvimento baseado em componentes (CB-MDD), sistemas complexos (muitas vezes humanamente intangíveis) são construídos a partir de elementos mais simples, chamados componentes. Para atingir os objetivos desta abordagem na direção de torná-la uma disciplina formal de desenvolvimento, componentes e regras de composição devem ser formalizados. Além disso, considerando que os requisitos de um sistema estão em constante evolução, necessitamos de mecanismos para refinar e estender de forma confiável tais sistemas. O modelo de componentes BRIC formaliza os conceitos chave da abordagem CB-MDD, além de garantir corretude por construção se baseando em regras de composição que preservam propriedades comportamentais. BRIC, porém, por não possuir relações de extensão, não suporta evolução de modelos baseados em componentes. Neste trabalho propomos relações de herança e refinamento para BRIC. Definimos uma semântica congruente que considera tanto a estrutura quanto o comportamento de componentes. Definimos refinamento como uma relação de pré-ordem, a qual é monotônica em relação as regras de composição de BRIC. Estendemos este modelo de componentes com suporte a extensibilidade via herança. As relações propostas permitem extensão de funcionalidade, ao mesmo tempo em que preservam conformidade de serviços, a qual é definida em termos de uma noção de convergência. Estabelecemos também uma conexão algébrica entre extensibilidade de componentes e refinamento. Até onde estamos cientes, este trabalho é pioneiro no desenvolvimento de noções de herança de componentes para uma abordagem CB-MDD formal e consistente. Também integramos o paradigma orientado a aspectos em BRIC. Contribuímos com uma abordagem para capturar, especificar e adotar aspectos no desenvolvimento confiável de sistemas baseados em componentes. Estabelecemos que componentes estendidos por aspectos preservam convergência, o que garante conformidade de serviços. Além disso, desenvolvemos uma conexão entre herança e aspectos, apresentando herança como um mecanismo para definir famílias de componentes e aspectos para capturar conceitos ortogonais sobre as mesmas. Ilustramos a relevância prática das relações propostas através de três estudos de caso. No primeiro, modelamos um sistema autônomo de cuidados médicos, estendido pela adição de novas funcionalidades via herança e pela modularização de conceitos transversais de forma reusável e manutenível via aspectos. Na sequência, modelamos um sistema bancário, cujas funcionalidades são progressivamente implementadas e estendidas pelo uso de herança e refinamento. Finalmente, modelamos um sistema P2P cujo tráfico é reduzido por extensão via herança.