Made available in DSpace on 2014-06-12T16:01:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9418_1.pdf: 2222541 bytes, checksum: b014d66f1d25c6852ecac19fa19003b7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Muitos dos problemas encontrados no uso do mecanismo de tratamento de exceções são causados pela falta de projeto e teste do comportamento excepcional de um sistema em fases iniciais do desenvolvimento de software. Como consequência, exceções são propagadas de forma inesperada durante causando impacto negativo na confiabilidade de um software. Neste trabalho apresentamos uma abordagem que possibilita projetar testes desde as atividades iniciais do desenvolvimento e verificar, em tempo de execução, como as exceções trafegam ao longo de um sistema. Através da especificação do fluxo excepcional esperado é possível determinar se uma exceção foi propagada corretamente. Um segundo uso desta abordagem destina-se ao auxilio das atividades de manutenção de um sistema. Para isto, uma versão inicial existente é especificada e os testes são executados nas novas versões ao longo da evolução do sistema. Com isso é possível verificar a consistência do comportamento excepcional a cada nova versão. Um benefício da abordagem proposta deve-se ao fato de que os testes escritos servem como a própria documentação viva do sistema mantendo-a sempre atualizada. Para a avaliação desta abordagem foram selecionados três sistemas: aTunes, jEdit e Health Watcher. Através do seu uso foram descobertos dezesseis bugs. Deste total doze foram erros inéditos não reportados na base de bugs destes projetos. Não somente bugs foram descobertos com a utilização desta abordagem. Do ponto de vista de testes automatizados, como artefatos de documentação, foram apontadas diversas diferenças entre as versões dos sistemas com relação aos fluxos excepcionais testados. Para auxiliar a automação dos testes, a abordagem foi implementada como uma extensão do framework JUnit. Os testes especificados nesta extensão contém informações complementares sobre o fluxo excepcional esperado

Estruturas de tratamento de exceção são extremamente comuns em softwares desenvolvidos em linguagens modernas, como Java, e afetam de forma contundente o comportamento de um software quando exercitadas. Apesar destas duas características, as principais técnicas de verificação, teste de software e verificação formal, e as ferramentas a elas vinculadas, tendem a negligenciar o comportamento excepcional. Alguns dos fatores que levam a esta negligência são a não especificação do comportamento excepcional em termos de projeto e a consequente implementação das estruturas de tratamento com base no julgamento individual de cada programador. Isto resulta na não consideração de partes expressivas do código em termos de verificação e, consequentemente, a possibilidade de não serem detectados erros relativos tanto às próprias estruturas de tratamento quanto às estruturas de código vinculadas a estas. A fim de abordar este problema, propomos uma técnica, baseada em model checking, que automatiza o processo de exercício de caminhos excepcionais. Isto permite que seja observado o comportamento de um software quando da ocorrência de uma exceção. Pretendemos, com esta técnica, dar suporte para que seja aplicado aos caminhos que representam o comportamento excepcional de um software as mesmas técnicas de detecção de erros que são aplicadas aos caminhos que representam o comportamento normal e, com isso, agregar um aumento na qualidade do desenvolvimento de software. / Software developed in modern languages, such as Java, commonly present structures of exception handling. These structures, when exercised, may affect the software behavior. Despite these two characteristics, the main verification techniques, software testing and formal verification and the tools related to them, tend to neglect the exceptional behavior. The nonexistent specification of software exceptional behaviors at the design level, and, the subsequent implementation of exception handling based on the judgment of each programmer, are some factors that lead to this neglect. These factors result in the non-consideration of the expressive parts of the code in verification terms and, consequently, the impossibility of errors detection concerning either the exception treatment structures or the code structures linked to them. Taking this fact into consideration, we propose a technique based on the model checking process, which automates the process of exercising exceptional paths to address this problem. This allows the observation of the software behavior when an exception occurs. With this technique, we intend to support the application of the same error detection techniques for program normal behavior paths to the paths that represent the software exceptional behavior. Therefore, using the proposed technique, we aim to increase the software development quality.

Estruturas de tratamento de exceção são extremamente comuns em softwares desenvolvidos em linguagens modernas, como Java, e afetam de forma contundente o comportamento de um software quando exercitadas. Apesar destas duas características, as principais técnicas de verificação, teste de software e verificação formal, e as ferramentas a elas vinculadas, tendem a negligenciar o comportamento excepcional. Alguns dos fatores que levam a esta negligência são a não especificação do comportamento excepcional em termos de projeto e a consequente implementação das estruturas de tratamento com base no julgamento individual de cada programador. Isto resulta na não consideração de partes expressivas do código em termos de verificação e, consequentemente, a possibilidade de não serem detectados erros relativos tanto às próprias estruturas de tratamento quanto às estruturas de código vinculadas a estas. A fim de abordar este problema, propomos uma técnica, baseada em model checking, que automatiza o processo de exercício de caminhos excepcionais. Isto permite que seja observado o comportamento de um software quando da ocorrência de uma exceção. Pretendemos, com esta técnica, dar suporte para que seja aplicado aos caminhos que representam o comportamento excepcional de um software as mesmas técnicas de detecção de erros que são aplicadas aos caminhos que representam o comportamento normal e, com isso, agregar um aumento na qualidade do desenvolvimento de software. / Software developed in modern languages, such as Java, commonly present structures of exception handling. These structures, when exercised, may affect the software behavior. Despite these two characteristics, the main verification techniques, software testing and formal verification and the tools related to them, tend to neglect the exceptional behavior. The nonexistent specification of software exceptional behaviors at the design level, and, the subsequent implementation of exception handling based on the judgment of each programmer, are some factors that lead to this neglect. These factors result in the non-consideration of the expressive parts of the code in verification terms and, consequently, the impossibility of errors detection concerning either the exception treatment structures or the code structures linked to them. Taking this fact into consideration, we propose a technique based on the model checking process, which automates the process of exercising exceptional paths to address this problem. This allows the observation of the software behavior when an exception occurs. With this technique, we intend to support the application of the same error detection techniques for program normal behavior paths to the paths that represent the software exceptional behavior. Therefore, using the proposed technique, we aim to increase the software development quality.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RicardoJSJ_DISSERT.pdf: 4102063 bytes, checksum: 92b62a467283fb011a1258e8b80ca7b4 (MD5) Previous issue date: 2013-02-01 / Checking the conformity between implementation and design rules in a system is an important activity to try to ensure that no degradation occurs between architectural patterns defined for the system and what is actually implemented in the source code. Especially in the case of systems which require a high level of reliability is important to define specific design rules for exceptional behavior. Such rules describe how exceptions should flow through the system by defining what elements are responsible for catching exceptions thrown by other system elements. However, current approaches to automatically check design rules do not provide suitable mechanisms to define and verify design rules related to the exception handling policy of applications. This paper proposes a practical approach to preserve the exceptional behavior of an application or family of applications, based on the definition and runtime automatic checking of design rules for exception handling of systems developed in Java or AspectJ. To support this approach was developed, in the context of this work, a tool called VITTAE (Verification and Information Tool to Analyze Exceptions) that extends the JUnit framework and allows automating test activities to exceptional design rules. We conducted a case study with the primary objective of evaluating the effectiveness of the proposed approach on a software product line. Besides this, an experiment was conducted that aimed to realize a comparative analysis between the proposed approach and an approach based on a tool called JUnitE, which also proposes to test the exception handling code using JUnit tests. The results showed how the exception handling design rules evolve along different versions of a system and that VITTAE can aid in the detection of defects in exception handling code / Verificar a conformidade entre a implementa??o de um sistema e suas regras de design ? uma atividade importante para tentar garantir que n?o ocorra a degrada??o entre os padr?es arquiteturais definidos para o sistema e o que realmente est? implementado no c?digo-fonte. Especialmente no caso de sistemas dos quais se exige um alto n?vel de confiabilidade ? importante definir regras de design (design rules) espec?ficas para o comportamento excepcional. Tais regras descrevem como as exce??es devem fluir atrav?s do sistema, definindo quais s?o os elementos respons?veis por capturar as exce??es lan?adas por outros elementos do sistema. Entretanto, as abordagens atuais para verificar automaticamente regras de design n?o proveem mecanismos adequados para definir e verificar regras de design espec?ficas para a pol?tica de tratamento de exce??es das aplica??es. Este trabalho prop?e uma abordagem pr?tica para preservar o comportamento excepcional de uma aplica??o ou fam?lia de aplica??es, baseada na defini??o e verifica??o autom?tica em tempo de execu??o de regras de design de tratamento de exce??o para sistemas desenvolvidos em Java ou AspectJ. Para apoiar esta abordagem foi desenvolvida, no contexto deste trabalho, uma ferramenta chamada VITTAE (Verification and Information Tool to Analyze Exceptions) que estende o framework JUnit e permite automatizar atividades do teste de regras de design excepcionais. Foi realizado um estudo de caso preliminar com o objetivo de avaliar a efic?cia da abordagem proposta sobre uma linha de produto de software. Al?m deste, foi realizado um experimento cujo objetivo foi realizar uma an?lise comparativa entre a abordagem proposta e uma abordagem baseada na ferramenta JUnitE, que tamb?m prop?e testar o c?digo de tratamento de exce??es utilizando testes JUnit. Os resultados mostraram que as regras de design excepcionais evoluem ao longo de diferentes vers?es de um sistema e que a VITTAE pode auxiliar na detec??o de defeitos no c?digo de tratamento de exce??o