Submitted by Nayara Passos (nayara.passos@ufpe.br) on 2015-03-12T14:07:25Z No. of bitstreams: 2 TESE Juliana de Albuquerque Gonçalves Saraiva.pdf: 2801469 bytes, checksum: 2f35aeb3fe1c0178a717be10adc01c26 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T14:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Juliana de Albuquerque Gonçalves Saraiva.pdf: 2801469 bytes, checksum: 2f35aeb3fe1c0178a717be10adc01c26 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / FACEPE, INES / Atualmente, Programao Orientada a Objetos (POO) um dos paradigmas mais utilizados. Complementarmente, a manutenibilidade de software considerada um atributo de software que desempenha um papel importante com relao ao nvel de qualidade. Neste contexto, a Manutenibilidade de Software Orientado a Objetos (MSOO) foi estudada atravs de anos e vrios pesquisadores propuseram um elevado nmero de mtricas para a medir. Como consequncia do nmero e da diversidade de mtricas existentes, alm da no padronizao nas definies e nomenclatura, a tomada de deciso sobre quais mtricas podem ser adotadas para realizar estudos em MSOO difcil. Desta forma, um mapeamento sistemtico foi realizado a fim de encontrar quais mtricas so usadas como indicadores de MSOO. Houve uma seleo inicial de 5175 estudos primrios e 138 artigos foram selecionados, resultando em 568 mtricas encontradas. Analisando as 568 mtricas, foram encontradas inconsistncias na nomenclatura destas mtricas, pois havia mtricas com nomes iguais mas significados diferentes (8 casos envolvendo 17 mtricas) e tambm mtricas com nomes diferentes e significados semelhantes (32 casos envolvendo 214 mtricas). Alm disto, uma categorizao destas mtricas foi proposta, sendo identificadas 7 categorias e 17 subcategorias. Estas categorias representam os cenrios de adoo de mtricas de MSOO. Adicionalmente, um portal web de mtricas foi desenvolvido para fornecer informaes sobre as mtricas para outros pesquisadores e tambm gerar catlogos de mtricas de acordo com o contexto da aplicao das mesmas. Este portal tambm pode ser alimentado sistematicamente por outros pesquisadores que lidam com mtricas de MSOO, fazendo com que os resultados deste trabalho possam representar os primeiros passos para padronizao e compreenso destas mtricas. Por ltimo, um quasi-experimento foi realizado para checar o grau de cobertura do catlogo proposto pela abordagem aqui apresentada quando o mesmo comparado com catlogos sugeridos por especialistas. 90% de cobertura foi obtido e este resultado foi confirmado com 99% de grau de confiana usando o Teste de Wilcoxon. De forma complementar, houve uma pesquisa de opinio para checar se os especialistas acharam catlogo gerado usando a nossa abordagem semelhante ou melhor do que o sugerido por eles. Sendo assim, os resultados da anlise da cobertura dos catlogos pode servir como indcios da utilidade da abordagem proposta para a escolha de mtricas na avaliao de MSOO. / Currently, Object-Oriented Programming (OOP) is one of the most used paradigms. Complementarily, the software maintainability is considered a software attribute that plays an important role in quality level. In this context, the Object-Oriented Software Maintainability (OOSM) has been studied through years, and many researchers have proposed a large number of metrics to measure it. As a consequence of the number and diversity of metrics, beyond the no standardization in metrics definition and naming, the decision-making process about which metrics can be adopted in experiments on OOSM, or even their using in software companies is a difficult task. Therefore, a systematic mapping study was conducted in order to find which metrics are used as indicators in OOSM assessments. There was an initial selection of 5175 primary studies and 138 were selected, resulting in 568 metrics found. Analyzing the 568 metrics, inconsistencies in metrics’ naming were found because there were metrics with the same names but different meanings (8 cases involving 17 metrics) and also, there were metrics with different names, however with similar meanings (32 cases involving 214 metrics). Moreover, a metrics’ categorization has been proposed to facilitate decision-making process about which ones have to be adopted, and 7 categories and 17 subcategories were identified. These categories represent the evaluation scenarios where OOSM metrics should be used. Additionally, a metrics’ web portal was developed to provide information about the metrics collected in this research, and to generate metrics’ catalogs according to the context of their adoption. This portal can also be systematically fed by other researchers that work with OOSM metrics, making the results of this work the first steps towards metrics’ standardization, and the improvement of the metrics’ validation. Finally, a quasi-experiment was conducted to check the coverage index of the catalogs generated using our approach over the catalogs suggested by experts. 90% of coverage was obtained and this result was confirmed with 99% of confidential level using the Wilcoxon Test. Complementarily, a survey was conducted to check the experts’ opinion about the catalog generated by the portal when they were compared by the catalogs suggested by the experts. Thus, the coverage evaluation can be the first evidences of the usefulness of the proposed approach for metrics’ choice in OOSM evaluation.

A Engenharia de Software tem desenvolvido t[écnicas e métodos para apoiar o desenvolvimento de software confiável, flexível, com baixo custo de desenvolvimento e fácil manutenção. Técnicas e critérios de teste contribuem nessa direção, fornecendo mecanismos para produzir software com alta qualidade. Este trabalho apresenta um estudo experimental para avaliar o custo, eficácia e a dificuldade de satisfação (strength) dos critérios estruturais propostos para programas concorrentes. Esta avaliação foi conduzida usando oito programas implementados em MPI e utilizando a ferramenta de teste ValiMPI. Com base em taxonomias, defeitos foram injetados nos programas de modo a avaliar a eficácia dos critérios de teste em revelar os defeitos inseridos. Os resultados obtidos demonstraram o aspecto complementar dos critérios e informações sobre o custo e eficácia, que contribuíram para o estabelecimento de uma estratégia de teste incremental para aplicar os critérios de teste em uma boa relação custo-eficácia. Para concluir, os resultados indicam que os critérios de teste estrutural propostos para programas concorrentes em MPI são promissores e podem auxiliar a detectar defeitos nessas aplicações, melhorando a qualidade das mesmas / The software engineering has developed techniques and methods to help the software development reliable, exible and with lower development costs and easy maintenance. Testing techniques and criteria contribute in this sense, providing mechanisms to produce high quality software. This work presents an experimental study to evaluate the cost, effectiveness and strength of the structural testing criteria for concurrent programs. This evaluation has been conducted using eight programs implemented in MPI and the ValiMPI testing tool. Based on a fault taxonomy for concurrent programs, defects have been injected in these programs in order to evaluate the effectiveness of the testing criteria. The results indicate the complementary aspect of the criteria and the information about cost and effectiveness have contributed to the establishment of an incremental testing strategy to apply the testing criteria in good relation cost-effectiveness. To conclude, the results indicate that the structural testing criteria, proposed for MPI concurrent programs, are promising and they can help to find defects in these applications, improving their quality

Nesta tese de doutorado, apresentamos uma abordagem para a observação das métricas de código-fonte, estudando-as através de suas distribuições e associações, além de discutir as relações de causalidade e implicações práticas-gerenciais para monitoramento das mesmas. Em nossos estudos avaliamos a distribuição e correlações dos valores das métricas de 38 projetos de software livre, dentre os com mais contribuidores ativos em seus repositórios. Para tal, coletamos e analisamos os valores para cada métrica em mais de 344.872 classes e módulos dos projetos avaliados. Complementarmente, para mostrarmos a utilidade do monitoramento de métricas, descrevemos uma extensão e adaptação do modelo de causalidade do conceito de atratividade de projetos de software livre, que indica uma relação estatística entre os valores das métricas de código-fonte e a quantidade de downloads, contribuidores e atualizações (commits) nos repositórios dos projetos. Para isso, realizamos estudos empíricos com milhares de projetos de software livre. Do ponto de vista prático, também contribuímos com um conjunto de ferramentas inovador para a automação da avaliação de projetos de software livre, com ênfase nos estudos e na seleção de métricas, o que permite a análise de código-fonte de acordo com a percepção de qualidade das comunidades de software livre. Entre as principais contribuições desta tese está uma análise detalhada, em relação ao comportamento, valores e estudos de caso, de 15 métricas de código-fonte, o que representa um avanço em comparação a literatura relacionada ao ampliar o número de métricas avaliadas e propor uma abordagem que visa diminuir as contradições das análises das métricas. / In this Ph.D dissertation we present an approach about source code metrics tracking. We have researched source code metrics distributions and associations to discuss their causality and management-practices implications. Our studies have assessed distributions and correlations of source code metric values on 38 free software projects, which have a lot of activated contributors in their repositories. We have collected and analyzed metrics from 344,872 classes and modules of about 38 free software projects. Additionally, to show how it is useful to track source code metrics, we have extended the model of free software attractiveness to include source code metrics. Our technical attractiveness model indicates a statistical relationship between source code metrics and number of downloads, contributors, and commits in the analyzed free software repositories. For that, we have conducted empirical studies with 8,450 free software projects. From a practical point of view, we have contributed with a set of innovative tools for automated evaluation of free software projects. Our tool allow the analyses of source code metrics that mirror quality perceptions from the free software communities point of view.

Diversas pesquisas apoiam e investigam o teste de programas concorrentes, as quais objetivam, principalmente, a proposição de critérios de teste e mecanismos para execução das diferentes sincronizações entre processos ou threads. As características específicas dessas aplicações podem ocasionar diferentes tipos de defeitos, os quais, em sua maioria, não são facilmente identificados. Nesse contexto, a geração automática de dados de teste pode apoiar a atividade de teste atuando na seleção de entradas mais representativas, ou seja, aquelas com maior probabilidade de revelar defeitos. Apesar disso, poucas pesquisas abordam este tema no contexto de programas concorrentes, e as existentes não consideram aspectos importantes desse tipo de aplicação. A geração de dados de teste para programas sequenciais dispõe de uma variedade de técnicas que apoiam a seleção dos dados de teste. Essas técnicas têm sido estendidas para o contexto de programas concorrentes partindo da premissa que esses programas necessitam de abordagens mais complexas para seleção de entradas, em decorrência disso um maior custo é imposto ao teste. Considerando esse contexto, uma lacuna ainda em aberto é a avaliação das técnicas para o cenário de programas concorrentes. Neste trabalho a avaliação das técnicas foi explorada por meio da realização de estudos experimentais, os quais avaliaram diferentes técnicas de geração de dados de teste para o contexto de programas concorrentes, considerando a eficácia em revelar defeitos, cobertura de critérios e custo para atividade de teste. Os resultados obtidos demonstraram que as técnicas empregadas para programas sequenciais não atingem o mínimo esperado para este tipo aplicação. Apesar disso, as técnicas investigadas apresentaram características importantes que podem auxiliar a atividade de teste para programas concorrentes e a proposição de abordagens efetivas de geração de dados para esse contexto. / The concurrent program testing has been largely investigated with propositions of testing criteria and mechanisms, which aim mainly to testing criteria proposition and mechanisms for execution of different synchronizations. The specific characteristics of these applications can lead to the different types of faults, which, in most of cases, are not easily identified. In this context, the automatic test data generation can support the testing activity acting in selecting the most representative data tests, i.e. those most likely to reveal faults. Nevertheless, few studies address this issue in the context of concurrent programs, and the these studies do not consider important aspects of this type of application. In contrast, we can find several techniques proposed to support the test data generation for sequential programs. These techniques have been extended to the context of concurrent programs on the premise that these programs require more complex approaches for selection of test data. As a result, a greater cost for testing activity is enforced. Considering this context, a gap still open is the evaluation of techniques for the scenario of concurrent programs. In this work the evaluation of techniques was explored through experimental studies, which different techniques of test data generatoon were evaluated, considering effectiveness, testing coverage and application cost. The results showed that the generation techniques used for sequential programs used in the experimental study do not reach the minimum expected in terms of effectiveness and cost for concurrent programs. Nevertheless, the techniques investigated showed significant features that can help the proposition of effective approaches for test data generation applied to concurrent programs.

Teste de software desempenha um papel fundamental no processo de produção de um produto de software de qualidade. Com o passar dos anos, diversas técnicas e critérios de teste de software foram desenvolvidos a fim de estabelecer meios e métricas para guiar a criação de casos de teste efetivos, capazes de evidenciar defeitos no produto avaliado. Dentre os principais critérios para teste de software está o Teste de Mutação, que foi amplamente difundido e é tido como uma das abordagens mais eficazes para guiar a criação de conjuntos de casos de teste capazes de revelar defeitos em software. Entretanto, à medida que esse critério possui uma grande efetividade para revelar defeitos, ele peca pelo baixo poder de escalabilidade, o que acaba comprometendo diretamente a sua capacidade de aplicação. Neste sentido, diversos estudos foram desenvolvidos nesta área dedicando-se a aprimorar o seu desempenho e torná-lo uma alternativa viável para aplicação durante a fase de teste de software. Este trabalho apresenta indícios de que a utilização de estruturas complexas de processamento pode apoiar a aplicação do Teste de Mutação. Para tal, foi concebida uma arquitetura que possibilite a aplicação do Teste de Mutação em paralelo. Após a implementação da arquitetura foram avaliados cinco algoritmos de balanceamento de carga responsáveis por controlar a distribuição e execução do Teste de Mutação. Durante a avaliação experimental da arquitetura e dos algoritmos, observou-se que nos piores cenários avaliados foi possível atingir um ganho de desempenho acima de 70% em relação à aplicação sequencial convencional do Teste de Mutação enquanto nos melhores cenários o ganho de desempenho foi acima 95%, contudo, necessitando utilizar-se de uma infraestrutura mais robusta para a execução da arquitetura. / Software testing plays a fundamental role in the development process of quality software systems. Over the years, many software testing techniques and criteria were developed to provide means and metrics to guide the development of effective test cases, able to find defects on the product being assessed. Among major criteria for software testing is the mutation testing, which was broadly broadcast and is likely one of the most effective approaches for creating sets of test cases able to uncover software bugs. However, although mutating testing has a great effectiveness to uncover defects in a product, it suffers from low scalability, which directly compromises its applicability. In this sense, many studies were developed in this area aiming at improving the performance of that criterion and make it a viable alternative for its application throughout the software testing process. This work presents evidence that the use of complex structures of processing can support mutation testing application. For this, it was established an architecture that enables mutation testing to be performed in parallel. After implementing the architecture, five load balance algorithms to controlling the distribution and execution of mutation testing were analyzed. During the experimental evaluation of the architecture and algorithms, it was observed that in the worst evaluated scenarios it was possible to reach a gain in performance of up to 70% in comparison to the conventional application (sequential). In the best scenarios the gain was over 95% in exchange of using a more robust infrastructure for the execution of the architecture.

Teste de software desempenha um papel fundamental no processo de produção de um produto de software de qualidade. Com o passar dos anos, diversas técnicas e critérios de teste de software foram desenvolvidos a fim de estabelecer meios e métricas para guiar a criação de casos de teste efetivos, capazes de evidenciar defeitos no produto avaliado. Dentre os principais critérios para teste de software está o Teste de Mutação, que foi amplamente difundido e é tido como uma das abordagens mais eficazes para guiar a criação de conjuntos de casos de teste capazes de revelar defeitos em software. Entretanto, à medida que esse critério possui uma grande efetividade para revelar defeitos, ele peca pelo baixo poder de escalabilidade, o que acaba comprometendo diretamente a sua capacidade de aplicação. Neste sentido, diversos estudos foram desenvolvidos nesta área dedicando-se a aprimorar o seu desempenho e torná-lo uma alternativa viável para aplicação durante a fase de teste de software. Este trabalho apresenta indícios de que a utilização de estruturas complexas de processamento pode apoiar a aplicação do Teste de Mutação. Para tal, foi concebida uma arquitetura que possibilite a aplicação do Teste de Mutação em paralelo. Após a implementação da arquitetura foram avaliados cinco algoritmos de balanceamento de carga responsáveis por controlar a distribuição e execução do Teste de Mutação. Durante a avaliação experimental da arquitetura e dos algoritmos, observou-se que nos piores cenários avaliados foi possível atingir um ganho de desempenho acima de 70% em relação à aplicação sequencial convencional do Teste de Mutação enquanto nos melhores cenários o ganho de desempenho foi acima 95%, contudo, necessitando utilizar-se de uma infraestrutura mais robusta para a execução da arquitetura. / Software testing plays a fundamental role in the development process of quality software systems. Over the years, many software testing techniques and criteria were developed to provide means and metrics to guide the development of effective test cases, able to find defects on the product being assessed. Among major criteria for software testing is the mutation testing, which was broadly broadcast and is likely one of the most effective approaches for creating sets of test cases able to uncover software bugs. However, although mutating testing has a great effectiveness to uncover defects in a product, it suffers from low scalability, which directly compromises its applicability. In this sense, many studies were developed in this area aiming at improving the performance of that criterion and make it a viable alternative for its application throughout the software testing process. This work presents evidence that the use of complex structures of processing can support mutation testing application. For this, it was established an architecture that enables mutation testing to be performed in parallel. After implementing the architecture, five load balance algorithms to controlling the distribution and execution of mutation testing were analyzed. During the experimental evaluation of the architecture and algorithms, it was observed that in the worst evaluated scenarios it was possible to reach a gain in performance of up to 70% in comparison to the conventional application (sequential). In the best scenarios the gain was over 95% in exchange of using a more robust infrastructure for the execution of the architecture.

In the Model-Driven Software Engineering (MDSE) context, software production can be performed by defining models. Despite the advantages of this methodology, different domains require specific support tools and modeling languages, which, in turn, must be developed along with the final software. Because of this, developers face problems when applying the method. The objective of this work is twofold: 1) to identify the most critical problems when developing with this method; 2) discuss and provide possible solutions to those problems. The critical problems were identified by performing a systematic mapping, empirical studies, collaborations and interviews with specialists. It has been identified that MDSE, according to basic literature, has an excessively high abstraction level which leads to a lack of adequate processes and developer training, besides the need for modeling tools. A new method is necessary to allow developers to treat models and source-code differently. Therefore, in this thesis, the need for evolving MDSE processes is discussed. In this manner, this work introduces a new development method described as a possible concrete evolution of MDSE that defines a paradigm for software development. This method is defined along with domain specific languages, a tool-chain and sample software systems. After conducting analytic and experimental studies, it has been concluded that these applications also represent a valuable contribution for implementing service-oriented systems which can be employed in real world applications. / No contexto da Engenharia de Software Dirigida por Modelos (MDSE), a produção de software pode ser realizada por meio de definições de modelos. Apesar dos benefícios desse método de desenvolvimento, diferentes domínios exigem a especificação de linguagens de modelagem e ferramentas específicas, que, por sua vez, precisam ser desenvolvidos em conjunto com o software final. Desta forma, desenvolvedores encontram problemas ao utilizar este método. Este trabalho possui duplo objetivo: 1) identificar os problemas mais críticos deste método; 2) discutir e fornecer possíveis soluções aos problemas. A identificação de problemas foi realizada por meio de um mapeamento sistemático, estudos empíricos, colaborações e entrevistas com especialistas. Foi identificado que MDSE, de acordo com a literatura básica, possui um nível de abstração excessivamente alto, acarretando em carência de processos adequados e de treinamento de desenvolvedores que vão além de problemas de necessidade de ferramentas de modelagem. Portanto, nesta tese, discute-se a necessidade de evoluir processos de MDSE que permita aos desenvolvedores uma nova forma de tratar modelos e código-fonte. Para tanto, neste trabalho também é descrito um novo método de desenvolvimento, descrito como uma possível evolução concreta do MDSE, o qual define um paradigma para desenvolver software. Este método é exemplificado em várias aplicações dentro deste trabalho. Após conduzir estudos analíticos e experimentais, concluiu-se que estas aplicações também possibilitam uma contribuição significativa no domínio de software orientado a serviços que podem ser empregadas em software do mundo real.

Diversas pesquisas apoiam e investigam o teste de programas concorrentes, as quais objetivam, principalmente, a proposição de critérios de teste e mecanismos para execução das diferentes sincronizações entre processos ou threads. As características específicas dessas aplicações podem ocasionar diferentes tipos de defeitos, os quais, em sua maioria, não são facilmente identificados. Nesse contexto, a geração automática de dados de teste pode apoiar a atividade de teste atuando na seleção de entradas mais representativas, ou seja, aquelas com maior probabilidade de revelar defeitos. Apesar disso, poucas pesquisas abordam este tema no contexto de programas concorrentes, e as existentes não consideram aspectos importantes desse tipo de aplicação. A geração de dados de teste para programas sequenciais dispõe de uma variedade de técnicas que apoiam a seleção dos dados de teste. Essas técnicas têm sido estendidas para o contexto de programas concorrentes partindo da premissa que esses programas necessitam de abordagens mais complexas para seleção de entradas, em decorrência disso um maior custo é imposto ao teste. Considerando esse contexto, uma lacuna ainda em aberto é a avaliação das técnicas para o cenário de programas concorrentes. Neste trabalho a avaliação das técnicas foi explorada por meio da realização de estudos experimentais, os quais avaliaram diferentes técnicas de geração de dados de teste para o contexto de programas concorrentes, considerando a eficácia em revelar defeitos, cobertura de critérios e custo para atividade de teste. Os resultados obtidos demonstraram que as técnicas empregadas para programas sequenciais não atingem o mínimo esperado para este tipo aplicação. Apesar disso, as técnicas investigadas apresentaram características importantes que podem auxiliar a atividade de teste para programas concorrentes e a proposição de abordagens efetivas de geração de dados para esse contexto. / The concurrent program testing has been largely investigated with propositions of testing criteria and mechanisms, which aim mainly to testing criteria proposition and mechanisms for execution of different synchronizations. The specific characteristics of these applications can lead to the different types of faults, which, in most of cases, are not easily identified. In this context, the automatic test data generation can support the testing activity acting in selecting the most representative data tests, i.e. those most likely to reveal faults. Nevertheless, few studies address this issue in the context of concurrent programs, and the these studies do not consider important aspects of this type of application. In contrast, we can find several techniques proposed to support the test data generation for sequential programs. These techniques have been extended to the context of concurrent programs on the premise that these programs require more complex approaches for selection of test data. As a result, a greater cost for testing activity is enforced. Considering this context, a gap still open is the evaluation of techniques for the scenario of concurrent programs. In this work the evaluation of techniques was explored through experimental studies, which different techniques of test data generatoon were evaluated, considering effectiveness, testing coverage and application cost. The results showed that the generation techniques used for sequential programs used in the experimental study do not reach the minimum expected in terms of effectiveness and cost for concurrent programs. Nevertheless, the techniques investigated showed significant features that can help the proposition of effective approaches for test data generation applied to concurrent programs.

In the Model-Driven Software Engineering (MDSE) context, software production can be performed by defining models. Despite the advantages of this methodology, different domains require specific support tools and modeling languages, which, in turn, must be developed along with the final software. Because of this, developers face problems when applying the method. The objective of this work is twofold: 1) to identify the most critical problems when developing with this method; 2) discuss and provide possible solutions to those problems. The critical problems were identified by performing a systematic mapping, empirical studies, collaborations and interviews with specialists. It has been identified that MDSE, according to basic literature, has an excessively high abstraction level which leads to a lack of adequate processes and developer training, besides the need for modeling tools. A new method is necessary to allow developers to treat models and source-code differently. Therefore, in this thesis, the need for evolving MDSE processes is discussed. In this manner, this work introduces a new development method described as a possible concrete evolution of MDSE that defines a paradigm for software development. This method is defined along with domain specific languages, a tool-chain and sample software systems. After conducting analytic and experimental studies, it has been concluded that these applications also represent a valuable contribution for implementing service-oriented systems which can be employed in real world applications. / No contexto da Engenharia de Software Dirigida por Modelos (MDSE), a produção de software pode ser realizada por meio de definições de modelos. Apesar dos benefícios desse método de desenvolvimento, diferentes domínios exigem a especificação de linguagens de modelagem e ferramentas específicas, que, por sua vez, precisam ser desenvolvidos em conjunto com o software final. Desta forma, desenvolvedores encontram problemas ao utilizar este método. Este trabalho possui duplo objetivo: 1) identificar os problemas mais críticos deste método; 2) discutir e fornecer possíveis soluções aos problemas. A identificação de problemas foi realizada por meio de um mapeamento sistemático, estudos empíricos, colaborações e entrevistas com especialistas. Foi identificado que MDSE, de acordo com a literatura básica, possui um nível de abstração excessivamente alto, acarretando em carência de processos adequados e de treinamento de desenvolvedores que vão além de problemas de necessidade de ferramentas de modelagem. Portanto, nesta tese, discute-se a necessidade de evoluir processos de MDSE que permita aos desenvolvedores uma nova forma de tratar modelos e código-fonte. Para tanto, neste trabalho também é descrito um novo método de desenvolvimento, descrito como uma possível evolução concreta do MDSE, o qual define um paradigma para desenvolver software. Este método é exemplificado em várias aplicações dentro deste trabalho. Após conduzir estudos analíticos e experimentais, concluiu-se que estas aplicações também possibilitam uma contribuição significativa no domínio de software orientado a serviços que podem ser empregadas em software do mundo real.

Defect prediction models assist tester practitioners on prioritizing the most defect-prone parts of the software. The approach called Cross-Project Defect Prediction (CPDP) refers to the use of known external projects to compose the training set. This approach is useful when the amount of historical defect data of a company to compose the training set is inappropriate or insufficient. Although the principle is attractive, the predictive performance is a limiting factor. In recent years, several methods were proposed aiming at improving the predictive performance of CPDP models. However, to the best of our knowledge, there is no evidence of which CPDP methods typically perform best. Moreover, there is no evidence on which CPDP methods perform better for a specific application domain. In fact, there is no machine learning algorithm suitable for all domains. The decision task of selecting an appropriate algorithm for a given application domain is investigated in the meta-learning literature. A meta-learning model is characterized by its capacity of learning from previous experiences and adapting its inductive bias dynamically according to the target domain. In this work, we investigate the feasibility of using meta-learning for the recommendation of CPDP methods. In this thesis, three main goals were pursued. First, we provide an experimental analysis to investigate the feasibility of using Feature Selection (FS) methods as an internal procedure to improve the performance of two specific CPDP methods. Second, we investigate which CPDP methods present typically best performances. We also investigate whether the typically best methods perform best for the same project datasets. The results reveal that the most suitable CPDP method for a project can vary according to the project characteristics, which leads to the third investigation of this work. We investigate the several particularities inherent to the CPDP context and propose a meta-learning solution able to learn from previous experiences and recommend a suitable CDPD method according to the characteristics of the project being predicted. We evaluate the learning capacity of the proposed solution and its performance in relation to the typically best CPDP methods. / Modelos de predição de defeitos auxiliam profissionais de teste na priorização de partes do software mais propensas a conter defeitos. A abordagem de predição de defeitos cruzada entre projetos (CPDP) refere-se à utilização de projetos externos já conhecidos para compor o conjunto de treinamento. Essa abordagem é útil quando a quantidade de dados históricos de defeitos é inapropriada ou insuficiente para compor o conjunto de treinamento. Embora o princípio seja atrativo, o desempenho de predição é um fator limitante nessa abordagem. Nos últimos anos, vários métodos foram propostos com o intuito de melhorar o desempenho de predição de modelos CPDP. Contudo, na literatura, existe uma carência de estudos comparativos que apontam quais métodos CPDP apresentam melhores desempenhos. Além disso, não há evidências sobre quais métodos CPDP apresentam melhor desempenho para um domínio de aplicação específico. De fato, não existe um algoritmo de aprendizado de máquina que seja apropriado para todos os domínios de aplicação. A tarefa de decisão sobre qual algoritmo é mais adequado a um determinado domínio de aplicação é investigado na literatura de meta-aprendizado. Um modelo de meta-aprendizado é caracterizado pela sua capacidade de aprender a partir de experiências anteriores e adaptar seu viés de indução dinamicamente de acordo com o domínio alvo. Neste trabalho, nós investigamos a viabilidade de usar meta-aprendizado para a recomendação de métodos CPDP. Nesta tese são almejados três principais objetivos. Primeiro, é conduzida uma análise experimental para investigar a viabilidade de usar métodos de seleção de atributos como procedimento interno de dois métodos CPDP, com o intuito de melhorar o desempenho de predição. Segundo, são investigados quais métodos CPDP apresentam um melhor desempenho em um contexto geral. Nesse contexto, também é investigado se os métodos com melhor desempenho geral apresentam melhor desempenho para os mesmos conjuntos de dados (ou projetos de software). Os resultados revelam que os métodos CPDP mais adequados para um projeto podem variar de acordo com as características do projeto sendo predito. Essa constatação conduz à terceira investigação realizada neste trabalho. Foram investigadas as várias particularidades inerentes ao contexto CPDP a fim de propor uma solução de meta-aprendizado capaz de aprender com experiências anteriores e recomendar métodos CPDP adequados, de acordo com as características do software. Foram avaliados a capacidade de meta-aprendizado da solução proposta e a sua performance em relação aos métodos base que apresentaram melhor desempenho geral.