This paper aims to provide an Interactive Learning Environment using the computer to support aid in the diagnosis and treatment of patients with neurological disorders. The study proposes an architecture which facilitates the activities of students in the health area, in decision making, for the advice of physiotherapy for stroke patients. It was used the approach of Case-Based Reasoning (CBR) that has, like general idea, the use of past experiences to the solution of new problems. This work focused on the stages of indexing, representation and retrieval of cases, with the use of metrics, similar characteristics as the Count Features and Tversky s Contrast Model. A prototype was built for the validation of these metrics, proving the efficiency in the recovery of the cases on the basis of cases / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem como objetivo apresentar um Ambiente Interativo de Aprendizagem utilizando o Computador de apoio ao diagnóstico e auxílio no tratamento de pacientes que apresentam disfunções neurológicas. A pesquisa propõe uma arquitetura que facilite as atividades dos estudantes da área da saúde, na tomada de decisão, para o aconselhamento fisioterápico dos pacientes de acidente vascular cerebral. Utilizou-se a abordagem de Raciocínio Baseado em Casos (RBC) que tem como idéia geral a utilização de experiências passadas para a solução de novos problemas. Este trabalho se concentrou nas fases de indexação, representação e recuperação dos casos, com a utilização de métricas de similaridade como a Contagem de Características e a Regra do Contraste de Tversky. Um protótipo foi construído para a validação dessas métricas, provando a eficiência na recuperação dos casos na base de casos

The success of a software project is strongly related with architectural design. However, designing the right Software Architecture is a very subjective task and takes a long time, being much influenced by architect's experience and the quality of requirements engineering. This architectural knowledge, usually, is not documented, since it is considered tacit knowledge of architects or other stakeholders, and eventually dissipates. It is also essentially important to ensure the consistency between software architecture and implementation. However, this mapping is usually made manually, based only on the developer's understanding over the software architecture, which requires high discipline. Thus, errors can arise during this phase, compromising the consistency amongst architectural decisions and source code. The objective of this work is to present a tool-based solution that supports young architects by recommending a suitable architectural style, based on the system's requirements, particularly the quality attributes of the system. The tool encompasses both trade-o resolution over quality attributes and recommendation of architectural styles based on quality attributes. Finally, based on the recommended architecture, the tool will generate the system structural source-code, using a component implementation model called COSMOS*, providing traceability between architectural design and implementation. The proposed solution has been evaluated in the context of a specific domain of Learning Management System (LMS), in order to illustrate the tool support in the execution of an architectural design process. / O sucesso de um projeto de software está fortemente relacionado com o projeto arquitetural. No entanto, projetar a arquitetura de software correta é uma tarefa muito subjetiva e leva muito tempo, sendo muito influenciada pela experiência do arquiteto e a qualidade da engenharia de requisitos. Este conhecimento arquitetural, geralmente, não está documentado, uma vez que é considerado o conhecimento tácito dos arquitetos ou dos interessados, e, eventualmente, se dissipa. Também é essencialmente importante assegurar a consistência entre a arquitetura de software e a implementação. No entanto, esse mapeamento é feito manualmente na maioria das vezes, baseado apenas no entendimento do desenvolvedor sobre a arquitetura, exigindo disciplina por parte dele. Assim, erros podem surgir durante esta fase, comprometendo a consistência entre as decisões arquiteturais e o código fonte. Em face destas dificuldades, foi desenvolvido este trabalho, cujo o objetivo é apresentar uma ferramenta que apoie jovens arquitetos com a recomendação de um estilo arquitetural adequado, baseado nos requisitos do sistema, particularmente os atributos de qualidade do sistema. A ferramenta compreende tanto resolução trade-off sobre os atributos de qualidade e recomendação de estilos arquiteturais com base em atributos de qualidade. Por fim, com base na arquitetura recomendada, a ferramenta irá gerar o código estrutural do sistema, utilizando um modelo de implementação de componente chamado COSMOS*, proporcionando rastreabilidade entre projeto arquitetural e a implementação. A solução proposta foi avaliada no contexto de um domínio específico dos Ambientes Virtuais e Aprendizagem (AVA), a m de ilustrar o suporte da ferramenta na execução de um processo de projeto arquitetural.

Este trabalho apresenta um modelo de inspeção sanitária, utilizando lógica fuzzy, sobre gerenciamento de resíduos de serviços de saúde, construído com as informações e experiência de especialista, baseadas nas inspeções de estabelecimentos assistenciais de saúde no Estado do Rio de Janeiro. A partir da estruturação de regras utilizadas na inspeção sanitária sobre Resíduos de Serviços de Saúde (RSS), e do regulamento técnico sobre gerenciamento de RSS, a RDC 306/04 da ANVISA, foi construído um modelo que simula a atuação de um agente especialista da vigilância sanitária, contemplando os elementos difusos que compõem os fatores analisados na inspeção sanitária. O objetivo deste trabalho é apresentar um instrumento, estruturado com base na prática da inspeção sanitária sobre gerenciamento de RSS, utilizando a lógica fuzzy, capaz otimizar a inspeção, gerar indicadores de controle sanitário que permitam monitorar a condição satisfatória do gerenciamento destes resíduos, dar aporte ao planejamento das ações de vigilância sanitária sobre os RSS e acima de tudo propor um instrumento que possa reverter-se em mecanismo eficiente de fiscalização sanitária. O modelo fuzzy foi desenvolvido com uso do software Matlab 2007b, sendo testado com dados de 10 relatórios de inspeções realizadas no período de maio a novembro de 2009. / This study shows a health inspections model of waste management of health establishments in Rio de Janeiro state. The model was built by fuzzys logic and with experts information. It was based in ANVISA rules about waste management in health services: RSS, a RDC 306/04. It makes a simulation of an expert actuation with the diffuse elements of health inspection. The objective of this study is to show a health inspection management waste practice structured instrument, using fuzzys logic, able to optimize the inspection, produce indicators of health control to monitor the satisfactory condition of healh services waste management and guide the planning actions. The fuzzy model was developed with Matlab software and tasted with 10 inspection reports dated of 2009, between may and november.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6301.pdf: 13529065 bytes, checksum: 3dd0f5e7e2c7165dcea9b0758e2ff350 (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / This study aims at investigating the relations between a Thematic Task-Based Syllabus and the Communicative Competence (CC) of students of Portuguese as a second language. This qualitative, ethnographic - interpretative research is grounded in studies on CC (CANALE; SWAIN, 1980; CANALE, 1983; CELCE-MURCIA, 2007; HYMES, 1972) of foreign language learners in immersion context. The framework for the Thematic Task-Based Syllabus is founded on theoretical studies of Barbirato (2005), Ellis (2003), Nunan (1989). The thematic material used in this work is called Brasilidades and the theme is based on cultural perspectives of the Northeast and South parts of Brazil. The material was implemented in two courses of Portuguese as a second language in a university in the Southeastern part of Brazil. Each course lasted 30 hours, and the data was collected in the second semester of 2012 and the first semester of 2013. Some of the instruments used for data collection were: research diary, audio and video recording of the classes and questionnaires. The results suggest that the Thematic Task-Based Syllabus allow students a profound mobilization of their CC in communicative scenarios. This kind of syllabus has also shown to be consonant to the model of CC proposed by Celce-Murcia (2007) which places the discursive competence as the center of the CC model since this type of planning recovers primary functions of language such as communication and production of meaning through meaningful contexts. During the task phase, it also offers moments of interaction between students based on the discursive construction of language. / Este estudo tem por objetivo pesquisar as relações que podem ser estabelecidas entre um planejamento temático baseado em tarefas (PTBT) e a competência comunicativa (CC) em um curso de português língua estrangeira (PLE). Esta é uma pesquisa interpretativista, de cunho etnográfico, com tratamento qualitativo dos dados, alicerçada em estudos sobre a CC (CANALE; SWAIN, 1980; CANALE, 1983; CELCE-MURCIA, 2007; HYMES, 1972) de alunos de língua estrangeira em contexto de imersão. Incorporado à base deste estudo está o PTBT, ao qual os participantes desta pesquisa foram expostos. Embasamo-nos nos estudos de Barbirato (2005), Ellis (2003) e Nunan (1989) para a elaboração de um material didático chamado Brasilidades, cujo foco está nas Regiões Nordeste e Sul do país, interpretadas a partir de recortes culturais. Esse material foi implementado em duas turmas de português para estrangeiros, com carga horária de 30 horas cada curso e duração de um semestre cada turma, totalizando um ano de coleta de dados (2012-2013) em uma universidade no interior paulista. Para a coleta de dados, utilizamos caderno de observações, gravação das aulas em áudio e vídeo e questionários semiabertos. Os resultados demonstraram que o PTBT possibilita ao aluno uma profunda mobilização de sua CC perante os cenários comunicativos. Este planejamento também mostrou ser consoante com o modelo da CC proposta por Celce-Murcia (2007) que coloca o componente discursivo como centro do modelo da CC, pois o PTBT resgata funções primárias da linguagem de comunicar e produzir conhecimentos por meio de tema significativo, além de oferecer, nas tarefas, momentos de interação dos alunos fundados na construção discursiva da linguagem.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-27T18:13:50Z No. of bitstreams: 1 LUIZ CLÁUDIO ALENCAR DA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2007..pdf: 3068941 bytes, checksum: c6fb80d45b04ea96430f56aef0a5a1f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T18:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUIZ CLÁUDIO ALENCAR DA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2007..pdf: 3068941 bytes, checksum: c6fb80d45b04ea96430f56aef0a5a1f5 (MD5) Previous issue date: 2007-06-11 / Um sistema telerobótico baseado na Internet foi desenvolvido neste trabalho de pesquisa. O sistema consiste de uma interface gráfica de usuário com representação virtual do robô e do ambiente de trabalho, e um painel para programação o -line de tarefas do robô. As tarefas podem ser enviadas via Internet ao ambiente remoto,onde são executados, e o resultado, pode ser visualizado de forma on-line em um ambiente virtual no lado de cliente. O ambiente virtual recebe atualizações via Internet de posições do robô e dos objetos da área de trabalho, permitindo eliminar a necessidade de uma transmissão de imagens de vídeo. Ou so do ambiente virtual neste sistema permite que:(1) atrasos de tempo inerentes à Internet sejam suprimidos; (2) o trabalho do operador seja simplificado e acelerado, se comparado com sistemas que usam imagens de vídeo. Entretanto, os ambientes virtual e físico devem se manter sincronizados de modo que o ambiente virtual possa mapear de forma mais realista o ambiente físico, principalmente se este for dinâmico. Para tratar com essa questão, neste trabalho é apresentada uma solução baseada no uso de redes de Petri para fazer a integração dos ambientes virtual e físico através de técnicas de processamento de imagens, de modo que os mesmos se mantenham sincronizados garantindo atualizações do ambiente virtual para operações subseqüentes. / An Internet-Based-Telerobotic system has been developed in the research here reported. The system consists of a graphic user interface with virtual representation of the robot and of the worksite, and a panel for off-line planning robot tasks. the tasks can be sent via internet to the remote environement, where they are executed, and the result, can be visualized on-line in a virtual environement, at the client side. the virtual environement receives updapes of robot and objects positions at the robot worksite via Internet, thus eliminating the need for a full image transmission. The use of virtual environement in this systems allows: (1) time delays inherent to Internet to be suppressed; (2) work of the operator to be simplified and accelerated, compared to sistems that useTV images. However, the virtual and physical environments have to remain synchronized so that the virtual environment can fit the physical environment in a more realistic way, mainly if it is a dynamic one.To deal with this issue, this work proposes a solution based on Petri nets to do the integration of virtual and physical environments through the image processing techniques, so that they remain synchronized and assuring updates of virtual environment for subsequent operations.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6487.pdf: 4389000 bytes, checksum: edf86e96bdd00fe803ba1a23f55f6484 (MD5) Previous issue date: 2014-11-17 / Business Process Management emerged as a means for managing and improving business processes. However providing efficient business processes can demand high costs due to the need of software, hardware, and technical support. Cloud Computing emerged as a means for providing a fast and cheap way of acquiring computational resources in a pay-per-use manner, and can be employed for achieving efficient business processes with low costs. However, due to safety requirements, certain data or activities of a business process should be kept within the user premises, while others can be allocated to a cloud. This master dissertation presents a generic approach for decomposing business process taking into account costs, performance and safety requirements, thus granting greater reliability in the use of cloud resources. This approach is illustrated by means of a case study in the Healthcare domain. / Gerenciamento de Processos de Negócio emergiu como um meio para gerenciar e aperfeiçoar processos de negócio continuamente. Entretanto, fornecer tais processos de maneira eficiente pode demandar altos investimentos devido às necessidades de software, hardware e suporte técnico. Computação em Nuvem emergiu como um meio para prover uma forma rápida e barata de adquirir recursos computacionais com pagamento sob demanda, e pode ser aplicada para disponibilizar processos de negócio eficientes e com baixo custo. Entretanto, devido a requisitos de segurança, certos dados ou atividades de um processo de negócio devem ser mantidos na premissa do usuário, enquanto outros podem ser alocados em uma nuvem computacional. Esta dissertação de mestrado apresenta uma abordagem genérica para a decomposição de processos de negócio, que leva em conta custos, desempenho e requisitos de segurança, outorgando assim uma maior confiabilidade no uso de recursos de nuvens computacionais. Essa abordagem é ilustrada através de um estudo de caso no domínio da Saúde.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-01-13T10:35:35Z No. of bitstreams: 1 TeseJCA.pdf: 4804148 bytes, checksum: fc09eaa1031baf137fea35d95ba6dd71 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2017-01-17T13:08:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseJCA.pdf: 4804148 bytes, checksum: fc09eaa1031baf137fea35d95ba6dd71 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2017-01-17T13:08:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseJCA.pdf: 4804148 bytes, checksum: fc09eaa1031baf137fea35d95ba6dd71 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-17T13:08:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJCA.pdf: 4804148 bytes, checksum: fc09eaa1031baf137fea35d95ba6dd71 (MD5) Previous issue date: 2016-10-19 / Não recebi financiamento / This thesis presents a research behind the creation of a process model for application development and a set of guidelines to instruct and support the work of developers focused on healthcare. The current Brazilian condition reflects that the working environment of healthcare professionals in long term care is conducive to the construction of a new identity and reference for these professionals, who incorporate their personal and social activities to professional activities and build cooperative relations with their peers beyond the professional environment. In this context, where healthcare professionals are re-analyzing their relationship with work and issues that affect the quality of life and the quality of their professional activities, the support of technological resources is a strong partner, especially in sharing and disclosure information and also in management daily tasks. In order to incorporate technology requirements that naturally may be included in the workflow of these professionals without interrupt their routines, software developers have been mobilized to create natural interaction applications that help healthcare professionals and promotes the adoption of applications. Natural interactions are defined here as the way users share information using technological resources and applications instinctively, in a transparent way, without concern the peculiarities of the application or technological appeal. For the development of these applications, which considers users’ profiles who naturally mix professional, personal and social contexts, it is required a process model to guide and assist developers in this task. Thus, as scientific contribution in Computer Science, an application development process model and a set of guidelines to supports the developer’s work to create applications for healthcare professionals have been proposed. The proposed model encourages and provides the integration of different contexts of the healthcare professionals, enabling resource appropriation through the perception of abilities and prior knowledge of these professional, and encourages the addition of some new abilities. / Esta tese apresenta a pesquisa desenvolvida para a criação de um modelo de processo de design de aplicativos e um conjunto de diretivas para orientar e apoiar o trabalho de desenvolvedores de aplicativos para profissionais da área da saúde. O momento atual reflete que o ambiente de trabalho dos profissionais da área da saúde que atuam nos cuidados constantes e durante longos períodos é propício para a construção de uma nova identidade e referência para estes profissionais, que incorporam suas atividades pessoais e sociais às atividades profissionais e constroem relações de cooperação com seus pares além do ambiente profissional. Diante desse contexto, em que profissionais da saúde repensam sua relação com o trabalho e os aspectos que afetam a qualidade de vida e a qualidade das suas atividades profissionais, o apoio dos recursos tecnológicos é um forte aliado, principalmente nos processos de troca, divulgação de informações e gerenciamento de tarefas. Com o intuito de incorporar recursos tecnológicos que naturalmente se insiram no fluxo de trabalho desses profissionais, sem que sejam empecilhos em suas rotinas, mas que os apoiem na realização de suas tarefas, desenvolvedores de software têm se mobilizado na criação de aplicativos com interação natural que auxiliem os profissionais da saúde e favoreçam a adoção de aplicativos desenvolvidos. Interações naturais são definidas aqui como a maneira que o usuário troca informações com aplicativos e recursos tecnológicos de forma instintiva e transparente, sem se inquietar com as peculiaridades do aplicativo ou recurso tecnológico manipulado, por serem formas de interação mais próximas da realidade do usuário. Para o desenvolvimento desses aplicativos, que levam em conta perfis de usuários que naturalmente misturam contextos profissionais, pessoais e sociais, constatou-se a necessidade de um modelo de processo que oriente e auxilie os desenvolvedores nesta tarefa. Assim, como contribuição científica na área de Computação, um modelo de processo de design de aplicativos e as diretivas que orienta e apoia o trabalho de desenvolvedores de aplicativos para profissionais da área da saúde foram propostos. O modelo e as diretivas incentivam e proporcionam a integração dos diferentes contextos dos profissionais da saúde, facilitando a apropriação de recursos tecnológicos através da percepção das habilidades e conhecimentos prévios desses profissionais, e estimulam a adição de novas habilidades.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-04-19T14:31:07Z No. of bitstreams: 1 TeseACMO.pdf: 3842026 bytes, checksum: 7081c677ee2f15ff2fd1eb1c4a5281da (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-27T14:02:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseACMO.pdf: 3842026 bytes, checksum: 7081c677ee2f15ff2fd1eb1c4a5281da (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-27T14:02:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseACMO.pdf: 3842026 bytes, checksum: 7081c677ee2f15ff2fd1eb1c4a5281da (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-27T18:11:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseACMO.pdf: 3842026 bytes, checksum: 7081c677ee2f15ff2fd1eb1c4a5281da (MD5) Previous issue date: 2016-12-13 / Não recebi financiamento / Situation Awareness (SAW) is a cognitive process defined as the perception of elements and events within a time frame, the understanding of their situation and the projection of their status. SAW is a prerequisite for decision-making in dynamic and complex systems and errors in SAW are an acknowledged source of human errors and accidents. Its study is pivotal in many industries, such as aviation, military, oil, gas and rails, and it is being increasingly considered for maintenance, since this activity is deemed critical for every industry. New technologies to support maintenance, such as E-Maintenance, will provide easier access to the desired information to technicians, but the way new technologies lead to improved SAW is influenced by how information is presented in the User Interface (UI), and many UIs for maintenance technicians support their decision-making regarding procedural and technical criteria, but not economical, legal, ethical and political. Therefore, they only allow a partial development of the user SAW, but not the complete comprehension and projection of a situation. These UIs ignore information requirements such as: risks and conditions of the environment; automations; actions and decisions of team members; rules, regulations and policies of enterprises. Therefore, the design and development of UIs to improve SAW in maintenance is compromised by the few solutions in the state of the art for SAW supportive UI design, for model-based design process and for frameworks and reference architectures. Cognizant to this gap, this thesis proposes a solution for the design and development of Situation Awareness support User Interfaces (SASUI) for maintenance work. For that three contributions are proposed: a conceptual framework of Situation Awareness Aspects (FSA) that assists developers in structuring heterogeneous sources of data into a knowledge representation model, to obtain a state oriented view of SAW; a multiagent architecture that instantiates and controls UIs to improve their support of SAW, by using a blend of SAW and UI agents to express the situation (and its projection) of real world entities in the UI; a methodology to create Model-based SAW User Interfaces (MBSAW-UI), in which designers model agents that will assist users in acquiring the SAW necessary for their decision-making process. These contributions follow a Cognitive Engineering approach to guide software developers in the UI design process and also empower domain experts to model their UIs, enabling an End-User Development (EUD) paradigm that facilitate future updates to the system. A study case of a maintenance activity was developed to evaluate these solutions, with two interfaces: a UI designed using MBSAW-UI; a UI designed using solely a Hierarchical Task Analysis. An experiment was performed and showed a 78% increase in SAW with the UI designed to support SAW, which lead to enhanced efficacy (3,85x less errors) and safety (3,87x less errors regarding unsafe behavior). / Consciência Situacional (SAW) é um processo cognitivo definido como a percepção de elementos e eventos em um volume de tempo e espaço, o entendimento da situação atual e a projeção do seu estado futuro. SAW é um pré-requisito para a tomada de decisão em sistemas complexos e dinâmicos, e os problemas em SAW são uma fonte reconhecida de erros humanos e acidentes. O estudo de SAW não só é fundamental em muitos setores (como, por exemplo, aviação, forças armadas, óleo, gás e ferrovias), como vem sendo considerado, de forma crescente, em áreas como a manutenção, que é uma atividade crítica para todas as indústrias. Novas tecnologias para apoio a manutenção, como a E-Manutenção, vão prover melhor acesso a informações desejadas, porém a SAW de um trabalhador que lida com tecnologia está correlacionada a Interface do Usuário (IU) do sistema, e diversas IUs para manutenção apoiam a tomada de decisão considerando critérios procedurais e técnicos, mas não econômicos, legais, éticos e políticos. Portanto elas somente apoiam um desenvolvimento parcial da SAW de seu usuário, mas não a completa compreensão e projeção da situação. Estas interfaces ignoram requisitos de informação como: riscos e condições do ambiente; automações; ações e decisões de colegas de equipe; regras, regulamentos e políticas das empresas. Dessa forma, o design e desenvolvimento de IUs para aprimorar a SAW na manutenção são comprometidos pelas poucas soluções no estado da arte de design de IU para apoio a SAW, de processos de design baseado em modelos e de frameworks e arquiteturas de referência. Ciente desta lacuna, esta tese propõe uma solução para design e desenvolvimento de Interfaces do Usuário que apoiam o estabelecimento de SAW (SASUI) em trabalhos de manutenção. Três contribuições foram geradas: um framework conceitual de aspectos de SAW (FSA) que auxilia desenvolvedores a estruturar fontes de dados heterogêneas em um modelo de representação do conhecimento, para obter uma visão de SAW orientada a estado; uma arquitetura multiagente que instancia e controla IUs para aprimorar o apoio a SAW, usando uma combinação de agentes de SAW e IU que expressam a situação (e projeção) de entidades do mundo real; e, finalmente, uma metodologia para criar IUs para SAW baseada em modelos (MBSAW-UI), na qual designers modelam agentes que irão auxiliar usuários a adquirir a SAW necessária para seu processo de tomada de decisão. Estas contribuições seguem uma abordagem de Engenharia Cognitiva para guiar desenvolvedores de software no processo de design de IU e para permitir especialistas de domínio a modelar suas IUs, habilitando um paradigma de End-User Development (EUD) que facilita futuras atualizações ao sistema. Foi desenvolvido um estudo de caso de uma atividade de manutenção para avaliar as soluções propostas, usando duas interfaces: uma projetada usando a metodologia MBSAWUI; e outra usando somente análise hierárquica de tarefas. Experimentos realizados mostram que as interfaces geradas com a metodologia proposta neste trabalho proporcionaram um aumento de 78% na SAW, o que levou a uma melhor eficácia (3,85x menos erros) e segurança (3,87x menos erros relacionados a comportamentos arriscados).

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-05-02T20:48:28Z No. of bitstreams: 1 ALAN KELON OLIVEIRA DE MORAES – TESE (PPGCC) 2017.pdf: 2206784 bytes, checksum: 9e05994ae273d28b9871d8d16769dac8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T20:48:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALAN KELON OLIVEIRA DE MORAES – TESE (PPGCC) 2017.pdf: 2206784 bytes, checksum: 9e05994ae273d28b9871d8d16769dac8 (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / O teste baseado em modelos é uma abordagem de teste de software que usa modelos abstratos de uma aplicação para gerar, executar e avaliar os testes. A geração de casos de testes exerce um papel importante no teste baseado em modelos. Como essa geração consiste na busca sistemática por casos de testes que possam ser extraídos dos modelos, o teste baseado em modelos geralmente produz suítes de testes que são caras demais para serem executadas completamente. Técnicas de redução de suítes de testes têm sido propostas para abordar este problema. O objetivo dessas técnicas é obter suítes de testes reduzidas que são mais baratas de serem executadas e tão efetivas na detecção de faltas quanto as suítes completas, dado que as suítes reduzidas mantém o mesmo nível de cobertura, definido por um critério de adequação de testes, da suíte completa. Esses critérios definem que partes do sistema serão testados, com que frequência e sob quais circunstâncias. Entretanto, pouca atenção tem sido dada ao impacto que a escolha do critério tem na redução de suítes de testes. Por outro lado, sistemas de tempo-real são sistemas reativos cujos comportamentos são restringidos pelo tempo. Consequentemente, faltas relacionadas ao tempo são específicas desses sistemas. Para lidar com isso, modelos para sistemas de tempo real devem trabalhar com tempo e, consequentemente, há critérios de adequação de testes específicos para eles. Contudo, a pesquisa sobre redução de suítes de testes não tem focado em sistemas de tempo-real, portanto o impacto de critérios de adequação de testes na redução de suítes é desconhecido. Nesta pesquisa de doutorado objetivamos investigar a influência de critérios de adequação de testes nos resultados da redução de suítes de testes no contexto de teste baseado em modelos de sistemas de tempo-real. Em particular, nós estamos interessados no modelo Timed Input-Output Symbolic Transition Systems (TIOSTS), porque ele é um modelo de sistema de transições no qual dados e tempo são definidos simbolicamente, já que sistemas de transição são a base para o teste de conformidade de sistemas de tempo real. Para alcançar o objetivo da pesquisa, primeiramente, nós definimos 19 critérios de adequação de testes para o modelo TIOSTS. Os critérios definidos incluem critérios baseados em transições, fluxo de dados e tempo. Depois nós formalizamos uma hierarquia com esses critérios, onde eles estão parcialmente ordenados pela relação de inclusão estrita. Segundamente, nós avaliamos empiricamente o custo-benefício de doze dos critérios definidos e cinco técnicas de redução de suítes de testes. Nós avaliamos o tamanho, o tempo de execução e a detecção de faltas das suítes de testes reduzidas de cada uma das 60 combinações de critério e técnica. No experimento, nós usamos modelos de especificação, em TIOSTS, de uma máquina de recarga de cartão do metrô, de um sistema de alarme anti-roubo e de um limitador automático de velocidade de carros. Além disso, usamos simulações das implementações, que geram rastros corretos para os modelos. Por fim, o teste de mutação foi usado para gerar mutantes dos modelos de especificação, que, por sua vez, foram traduzidos para simulações com a finalidade de simular modelos de implementações defeituosas. As evidências empíricas sugerem que os critérios de adequação de testes mais próximos do topo da hierarquia produziram suítes reduzidas com melhor custo-benefício com relação à detecção de faltas e tempo de execução. Com relação às técnicas de redução, a técnica aleatória obteve melhor custo-benefício dentre as técnicas avaliadas. Os resultados apontam que os critérios explicam mais a variação nos resultados do que as técnicas. / Model-based testing is a testing approach that relies on the existence of abstract models of an application to generate, execute and evaluate tests. Test case generation plays an important role in model-based testing. Since it consists of a systematic search for test cases that can be extracted from models, model-based testing usually generates large test suites which are too expensive to execute in full. Test suite reduction techniques have been proposed to address this problem. The goal of the techniques is to obtain reduced test suites that are both cheaper to execute and as effective at detecting faults as the original suite, given that the reduced test suites maintain the same coverage level of the complete test suite required by a test adequacy criterion. These criteria define which parts of the system are going to be tested, how often and under what circumstances. Nevertheless, little attention has been paid to the impact of the criterion choice in test suite reduction research. On the other hand, real-time systems are reactive systems whose behavior is constrained by time. Consequently, time-related faults are specific to these systems. In order to cope with this issue, models for real-time systems must deal with time and, consequently, there are specific test adequacy criteria for them. However, test suite reduction research has not focused on real-time systems, therefore the impact of test adequacy criteria for models of real-time systems on test suite reduction is unknown. In this doctoral research, we aim at investigating the influence of test adequacy criteria on the outcomes of test suite reduction techniques in the context of model-based testing of real-time systems. In particular, we are interested in the Timed Input-Output Symbolic Transition Systems (TIOSTS) model because it is an expressive transition system in which data and time are symbolically defined, and transition systems are the basis for conformance testing of real-time systems. In order to achieve the research objective, first, we defined 19 test adequacy criteria for TIOSTS models. The defined criteria include transition-based criteria, data-flow-oriented criteria and real-time systems criteria. Next, we formalized a hierarchy with these criteria which is partially ordered by the strict inclusion relation. Second, we evaluated the cost-effectiveness of twelve criteria and five test suite reduction techniques in empirical studies of test suite reduction. We evaluated the size, execution time and fault detection of reduced test suites obtained from each combination of criterion and technique. In the experiment, we used TIOSTS specification models of a refilling machine for charging the subway card, a burglar alarm system, and an automated car speed limiter; simulations of the implementations, which generate correct traces for the models; and mutation testing to generate mutants of the specification models, which were also translated to simulations in order to simulate faulty model implementations. Empirical evidence suggests that test adequacy criteria closer to the top of the family obtained reduced test suites with better costeffectiveness regarding fault detection and execution time. With respect to the test suite reduction techniques, the Random technique obtained better cost-effectiveness among the evaluated criteria. Results also suggests that the criteria explain more the variation in fault detection and execution time of reduced test suites than the techniques.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-09T17:24:59Z No. of bitstreams: 1 LENARDO CHAVES E SILVA - TESE PPGCC 2015..pdf: 9863003 bytes, checksum: b4ff7a7517f3ec159596b4b3c8730219 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-09T17:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LENARDO CHAVES E SILVA - TESE PPGCC 2015..pdf: 9863003 bytes, checksum: b4ff7a7517f3ec159596b4b3c8730219 (MD5) Previous issue date: 2015-11-12 / Capes / Sistemas Médicos Físico-Cibernéticos (SMFC) são sistemas críticos cientes de contexto que têm a segurança do paciente como principal requisito, demandando processos rigorosos de validação para garantir a conformidade com os requisitos do usuário e a corretude orientada à especificação. Neste trabalho é proposta uma arquitetura baseada em modelos para validação de SMFC, focando em promover a reúso e a produtividade. Tal abordagem permite que desenvolvedores de sistemas construam modelos formais de SMFC baseados em uma biblioteca de modelos de pacientes e dispositivos médicos, bem como simular o SMFC para identificar comportamentos indesejados em tempo de projeto. A abordagem proposta foi aplicada a três diferentes cenários clínicos para avaliar seu potencial de reúso para diferentes contextos. A abordagem foi também validada por meio de uma avaliação empírica com desenvolvedores para avaliar o reúso e a produtividade. Finalmente, os modelos foram formalmente verificados considerando os requisitos funcionais e de segurança, além da cobertura dos modelos. / Medical Cyber-Physical Systems (MCPS) are context-aware, life-critical systems with patient safety as the main concern, demanding rigorous processes for validation to guarantee user requirement compliance and specification-oriented correctness. In this article, we propose a model-based approach for early validation of MCPS, focusing on promoting reusability and productivity. It enables system developers to build MCPS formal models based on a library of patient and medical device models, and simulate the MCPS to identify undesirable behaviors at design time. Our approach has been applied to three different clinical scenarios to evaluate its reusability potential for different context. We have also validated our approach through an empirical evaluation with developers to assess productivity and reusability. Finally, our models have been formally verified considering functional and safety requirements and model coverage.