Made available in DSpace on 2014-06-12T15:56:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3088_1.pdf: 3675787 bytes, checksum: 37a4c170a186d859bd4fc51979cf5556 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Modelos oferecem abstrações de um sistema que possibilitam aos engenheiros raciocinarem sobre o sistema se focando apenas nos aspectos relevantes, ignorando detalhes que não são relevantes. UML se tornou um padrão de fato para análise e projeto de sistemas, mas possui algumas limitações óbvias: (1) o conjunto de elementos é muito heterogêneo e grande, e (2) o suporte de ferramentas não é satisfatório. Faz-se necessário um sistema de regras que governem o processo de análise e projeto; UML é geral demais. Desenvolvido pela UFPE em conjunto com a Universidade de Mannheim, o objetivo do método KobrA2 é resolver essas limitações através da incorporação de visões especiais de layout, navegação e comportamento de componentes de interface gráfica do usuário (GUI), e pela introdução do conceito de engenharia de software ortográfica, na qual a construção de Modelos Independentes de Plataforma (PIM) para cada componente de software é realizado em pequenas partes através da construção ortogonal de visões específicas para cada preocupação do componente. Estas visões são então integradas dentro de um Modelo Unificado (SUM) que por sua vez verifica a conformidade com os artefatos do meta-modelo de KobrA2. Para gerar ganhos de produtividade, esta integração e verificação deve ser automaticamente implementada através da transformação de modelos interna a uma ferramenta CASE. Consequentemente, para ter sucesso, KobrA2 precisa de uma ferramenta que dê suporte ao seu processo de engenharia de sistemas. Esta dissertação de mestrado é parte do projeto WAKAME (Wep App KobrA2 Modeling Environment) que tem por objetivo a construção desta ferramenta CASE. Além de ser a primeira ferramenta CASE dirigida por processo e que dá suporte a um ambiente OO, ortográfico, dirigido por modelos e baseado em componentes, para engenharia de aplicações, incluindo a construção de GUI PIMs, WAKAME também procura inovar por ser (a) distribuída em uma plataforma de cloud computing e acessível universalmente através de qualquer navegador Web, (b) ser de muito fácil aprendizagem graças a sua GUI minimalista, com poucos ícones, no estilo do Google, e (c) de uso eficiente graças ao seu cliente projetado para ser leve e com pouco uso de memória e que forneça um esquema de navegação multidimensional, ortográfico e independente de plataforma, entre visões de baixa granularidade, específica a preocupações, e locais, de um componente. Dentro do projeto WAKAME, esta dissertação de mestrado investiga três principais questões em aberto. A primeira é o projeto de KWAF (KobrA2 Web App Framework), um modelo independente de plataformas de um ambiente OO genérico para ser instanciado para projetos específicos de aplicações Web. A segunda é o PIM detalhado de WAKAME como um exemplo de instanciação de KWAF. A terceira é a implementação e avaliação de componentes de GUI, cobrindo (a) as visões estruturais de componentes KobrA2 que minimamente estendem um subconjunto mínimo de diagramas de classes UML e restrições estruturais de OCL, e (b) as visões operacionais de componentes KobrA2 que consistem de precondições, pós-condições e restrições body de OCL sobre operações UML. As principais contribuições desta dissertação são: (a) o projeto de KWAF, o primeiro estudo de caso para avaliação do processo KobrA2 para aplicações Web ricas com gráficos 2D, (b) o projeto de alto nível do WAKAME como estudo de caso para avaliação de KWAF, (c) a implementação de um cliente Web fácil de usar e eficiente para o projeto ortográfico de PIMs de composição de componentes KobrA2, e (d) a integração e teste deste cliente GUI com os serviços baseados em nuvem computacional de WAKAME para integração, verificação e persistência de visões PIM dentro do SUM

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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.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Objetos de Aprendizagem (OA) sÃo recursos digitais utilizados tanto para auxiliar os professores em sala de aula na transmissÃo de conceitos como para facilitar a compreensÃo dos mesmos pelos alunos. No entanto, esses recursos possuem limitaÃÃes que acabam por restringir os ganhos resultantes de sua utilizaÃÃo. Uma delas està relacionada a capacidade limitada de abertura desses recursos, fato que impede os professores, por si prÃprios, de adaptÃ-los Ãs suas necessidades pedagÃgicas. Essa ideia de adaptaÃÃo comunga com o desejo de compartilhamento e democratizaÃÃo de informaÃÃo e conhecimento pregados pelo movimento dos recursos educacionais abertos (REA). No entanto, para efetuar as adaptaÃÃes dentro da filosofia desse movimento, as estratÃgias existentes de abertura desses recursos requerem que os professores tenham acesso aos cÃdigos fontes e conhecimento para realizar tais adaptaÃÃes. Outro problema dos OA està relacionado aos processos de desenvolvimento empregados que nÃo consideram a multidisciplinaridade das equipes que os produzem. No intuito de minimizar essas limitaÃÃes, conceitos de Engenharia de Software sÃo utilizados neste trabalho para propor uma estratÃgia de adaptaÃÃo de recursos digitais, especificamente de OA, denominada de CustomizaÃÃo Guiada. Essa estratÃgia tem por objetivo possibilitar a indicaÃÃo, em tempo de projeto, dos elementos que podem ser manipulados pelos professores diretamente na interface dos recursos. AlÃm disso, ao utilizar um processo de desenvolvimento de software orientado a modelos, que possui uma linguagem especÃfica de domÃnio, a comunicaÃÃo entre os membros da equipe à facilitada. Para implementar a estratÃgia proposta, uma ferramenta de autoria (CLO Studio) à desenvolvida e utilizada para avaliar tanto o desenvolvimento de um OA customizÃvel (OAC), atravÃs da anÃlise da manipulaÃÃo do CLO Studio por uma equipe de desenvolvimento de OA, quanto a sua utilizaÃÃo, atravÃs da anÃlise do uso desse tipo de recurso por professores. Os resultados mostram que o processo de desenvolvimento dos OAC tanto estimula a cooperaÃÃo dos profissionais da equipe de desenvolvimento quanto facilita a comunicaÃÃo entre eles. AlÃm disso, a utilizaÃÃo desse tipo de recurso possibilita uma maior autonomia dos professores, abrindo novas oportunidades em suas prÃticas docentes.

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.

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La plupart des applications robotiques, telles que les véhicules autonomes, sont développées à partir d’une page blanche avec quelques rares réutilisations de conceptions ou de codes issus d’anciens projets équivalents. Qui plus est, les systèmes robotiques deviennent de plus en plus critiques, dans la mesure où ils sont déployés dans des environnements peu structurés, et centrés sur l’humain. Ces systèmes à fort contenu logiciel qui utilisent des composants distribués et hétérogènes interagissent dans un environnement dynamique, et incertain. Or, il s’agit là d’étapes indispensables pour la mise en place de méthodes d’évaluation extensibles, ainsi que pour permettre la réutilisation de composants logiciels pré-existants. Le développement de structures logicielles et d’outils de conception d’architectures, orientés pour la robotique, coûte cher en termes de temps et d’effort, et l’absence d’une approche systématique pourrait conduire à la production de conceptions adhoc, peu flexibles et peu réutilisables. Faire de la meta-structure de l’architecture un point de convergence offre de nouvelles possibilités en termes d’interopérabilité, et de partage de la connaissance, au sein des communautés dédiées à la mise en place d’architectures et de structures. Nous suivons cette direction, en proposant un modèle commun, et en fournissant une approche méthodologique systématique aidant à spécifier les différents aspects du développement d’architectures logicielles, et leurs relations au sein d’une structure partagée. / Most innovative applications having robotic capabilities like self-driving cars are developed from scratch with little reuse of design or code artifacts from previous similar projects. As a result, work at times is duplicated adding time and economic costs. Absence of integrated tools is the real barrier that exists between early adopters of standardization efforts and early majority of research and industrial community. These software intensive systems are composed of distributed, heterogeneous software components interacting in a highly dynamic, uncertain environment. However, no significant systematic software development process is followed in robotics research. The process of developing robotic software frameworks and tools for designing robotic architectures is expensive both in terms of time and effort, and absence of systematic approach may result in ad hoc designs that are not flexible and reusable. Making architecture meta-framework a point of conformance opens new possibilities for interoperability and knowledge sharing in the architecture and framework communities. We tried to make a step in this direction by proposing a common model and by providing a systematic methodological approach that helps in specifying different aspects of software architecture development and their interplay in a framework.

L'essor de l'Internet et l'évolution des dispositifs communicants ont permis l'intégration du monde informatique et du monde réel, ouvrant ainsi la voie à de nouveaux types d'applications, tels que les applications ubiquitaires et pervasives. Ces applications doivent s'exécuter dans des contextes hétérogènes, distribués et ouverts qui sont en constante évolution. Dans de tels contextes, la disponibilité des services et des dispositifs, les préférences et la localisation des utilisateurs peuvent varier à tout moment pendant l'exécution des applications. La variabilité des contextes d'exécution fait que l'exécution d'une application dépend, par exemple, des services disponibles ou des dispositifs accessibles à l'exécution. En conséquence, l'architecture d'une telle application ne peut pas être connue statiquement à la conception, au développement ou au déploiement, ce qui impose de redéfinir ce qu'est une application dynamique : comment la concevoir, la développer, l'exécuter et la gérer à l'exécution. Dans cette thèse, nous proposons une approche dirigée par les modèles pour la conception, le développement et l'exécution d'applications dynamiques. Pour cela, nous avons défini un modèle de composants à services permettant d'introduire des propriétés de dynamisme au sein d'un modèle de composants. Ce modèle permet de définir une application en intention, via un ensemble de propriétés, de contraintes et de préférences de composition. Une application est ainsi spécifiée de façon abstraite ce qui permet de contrôler la composition graduelle de l'application lors de son développement et de son exécution. Notre approche vise à effacer la frontière entre les activités effectuées avant et pendant l'exécution des applications. Pour ce faire, le même modèle et les mêmes mécanismes de composition sont utilisés de la conception jusqu'à l'exécution des applications. A l'exécution, le processus de composition considère, en plus, les services disponibles dans la plate-forme d'exécution permettant la composition opportuniste des applications ; ainsi que la variabilité du contexte d'exécution permettant l'adaptation dynamique des compositions. Nous avons mis en œuvre notre approche via un prototype nommé COMPASS, qui s'appuie sur les plates-formes CADSE pour la réalisation d'environnements logiciels de conception et de développement, et APAM pour la réalisation d'un environnement d'exécution d'applications à services dynamiques. / The growth of the Internet and the evolution of communicating devices have allow the integration of the computer world and the real world, paving the way for developing new types of applications such as pervasive and ubiquitous ones. These applications must run in heterogeneous, distributed and open environments that evolve constantly. In such environments, the availability of services and devices, the preferences and location of users may change at any time during the execution of applications. The variability of the execution context makes the execution of an application dependent on the available services and devices. Building applications capable of evolving dynamically to their execution context is a challenging task. In fact, the architecture of such an application cannot be fully known nor statically specified at design, development or deployment times. It is then needed to redefine the concept of dynamic application in order to cover the design, development, execution and management phases, and to enable thus the dynamic construction and evolution of applications. In this dissertation, we propose a model-driven approach for the design, development and execution of dynamic applications. We defined a component service model that considers dynamic properties within a component model. This model allows defining an application by its intention (its goal) through a set of composition properties, constraints and preferences. An application is thus specified in an abstract way, which allows controlling its gradual composition during development and execution times. Our approach aims to blur the boundary between development-time and runtime. Thus, the same model and the same composition mechanisms are used from design to runtime. At runtime, the composition process considers also the services available in the execution platform in order to compose applications opportunistically; and the variability of the execution context in order to adapt compositions dynamically. We implemented our approach through a prototype named COMPASS, which relies on the CADSE platform for building software design and development environments, and on the APAM platform for building an execution environment for dynamic service-based applications.