One important phase in software development process is to create a design model of the system which follows all the architectural rules. Often the architectural rules are defined by the system architect and the system model is designed by the system designer. The architect defines the rules in a text file where no standard or pattern is followed. Therefore, there is always the risk of violating the architectural rules by the designer. So manual reviews on the system model should be done by the architect to ensure the system model is valid.In order to remove this manual checking which can be erroneous and time consuming ArCon (Architecture Conformance Checker) was developed by Combitech AB. ArCon is a tool which lets the architect define the architectural rules in the format of UML (Unified Modeling Language) models where the elements of the model have different meaning than the standard UML. ArCon can read this model and extract architectural rules from it and check the system model against those rules and then print all the rule violations.ArCon is an open source tool i.e. free for everyone to download and use. Currently, it supports Papyrus as the UML modeling tool. Papyrus is integrated to Eclipse platform and is a general purpose modeling tool. It supports users with all types of UML diagrams and elements.The idea for this thesis work was to implement a new feature for ArCon in order to facilitate the design process for system designers. The feature should provide the system designers only those types of elements which they are permitted to add to a specific fraction of the system model. The list of permitted element types should be extracted from the architecture model where all the architectural rules are defined in advance. This new support in ArCon was named Domain Specific Modeling (DSM) support.To evaluate the effect of DSM support on the system designers performance a few test sessions, called usability tests, were performed. The participants in the test sessions were a representative sample of software designers. After analyzing the data collected from the test sessions, the pros and cons of the new support were discovered. Furthermore, a few new ideas for enhancing DSM support were generated.

Esta tese apresenta um processo para a criação de um catálogo de modelos de computação para apoiar o design de DSMLs, e a primeira versão do catálogo, com atributos que ajudam a selecionar os modelos de computação mais adequados para cada desenvolvimento de DSML, e as características dos sistemas de software para os quais esses modelos de computação são mais adequados. O contexto de aplicação desse catálogo é o Model-Driven Development (MDD desenvolvimento dirigido por modelos) a abordagem em que o desenvolvimento de software é baseado em modelos gráficos que são posteriormente traduzidos (transformados) em modelos de nível mais baixo e, no final, em código de linguagens de programação, tais como Java ou C#. A aplicação do processo gerou uma versão inicial do catálogo com os seguintes modelos de computação: diagramas BPMN, diagramas de classe da UML e regras de negócio. Visa-se contribuir para popularizar a abordagem de MDD com base em DSMLs e, em particular, a elaboração do design das DSMLs a partir de modelos de domínio, para o que o uso do catálogo efetivamente contribui. / This thesis presents a process for the creation of a catalog of models of computation to support the design of Domain-Specific Modeling Languages (DSMLs), and the first version of the catalog, which comprises attributes that aim to help the selection of the most suitable models of computation for each DSML development, and characteristics of software systems for which these models of computation are more appropriate. The context for the use of the catalog is the Model-Driven Development (MDD) - the approach where software development is based on graphical models that are subsequently translated (transformed) into lower-level models and, in the end, in source code in programming languages, such as Java or C #. The process was applied to generate an initial version of the catalog with the following models of computation: BPMN diagrams, UML class diagrams and business rules. It aims to contribute to popularize the MDD approach based in DSMLs, and in particular, the development of the DSMLs design from domain models, for which the use of the catalog effectively contributes.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-08-09T16:58:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Helberth Borelli - 2016.pdf: 5479597 bytes, checksum: c182a5a918e2fda8bf310ba47bc494e4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-10T11:31:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Helberth Borelli - 2016.pdf: 5479597 bytes, checksum: c182a5a918e2fda8bf310ba47bc494e4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T11:31:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Helberth Borelli - 2016.pdf: 5479597 bytes, checksum: c182a5a918e2fda8bf310ba47bc494e4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Systems which involve adaptations due to context changes have the challenge of adapting software systems at runtime. This thesis adopts as proposal the adaptation of resources in the form of features, involving concepts of Feature Oriented Domain Analysis. A possible approach to develop systems based on adaptable features at runtime is the concept of Dynamic Software Product Line (DSPL), which can be implemented by Metamodels. The aim of this thesis is the development of a Domain Specific Modeling Language (DSML) for DSPL, designed from the construction of a metamodel for the development of DSPLs, which is divided in three metamodels: of features, of variabilities and of applications to derive products. The variabilities metamodel aims at modeling contracts that must negotiate the product adaptation to the features that may be present or not in the execution environment. Adaptations are based in state machines, which address changes of feature state or changes by transitions of equivalent features, in order to keep the execution of the software product. The developed DSML still plays the role of extending the constraints imposed by the metamodels, as well as to generate codes in general-purpose language based on modeling features, variabilities and applications. In order to validate the proposal, the DSML was used to model two DSPLs, including the derivation of products and the execution in a platform based in OSGi specification. / Sistemas que envolvem adaptação em decorrência de mudanças de contexto possuem como desafio a adaptação do sistema de software em tempo de execução. Esta dissertação adota como proposta a adaptação de recursos na forma de características, envolvendo o conceito de Análise de Domínio Orientada a Características. Uma abordagem para o desenvolvimento de sistemas baseados em características adaptáveis em tempo de execução é o conceito de Linha de Produto de Software Dinâmica (LPSD), o qual pode ser implementado por meio do desenvolvimento de Metamodelos. O objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de uma Linguagem de Modelagem de Domínio Específico (do inglês, Domain Specific Modeling Language - DSML) para LPSD, concebida a partir da construção de um metamodelo para o desenvolvimento de LPSDs, o qual está dividido em três metamodelos: de características, de variabilidades e de aplicação para derivação de produtos. Em destaque, o metamodelo de variabilidade tem como objetivo a modelagem de contratos que devem negociar a adaptação dos produtos às características que poderão estar ou não presentes no ambiente de execução. As adaptações são baseadas em máquinas de estado, as quais abordam a mudança de estado de uma característica ou a mudança por transição de características equivalentes, com o intuito de manter a execução do produto de software. A DSML desenvolvida tem ainda o papel de estender as restrições impostas pelos metamodelos, assim como gerar códigos em linguagem de propósito geral com base na modelagem de características, variabilidades e aplicações. No sentido de validar a proposta, a DSML foi usada para a modelagem de duas LPSDs, incluindo a derivação de produtos e a execução em uma plataforma baseada na especificação OSGi.

Esta tese apresenta um processo para a criação de um catálogo de modelos de computação para apoiar o design de DSMLs, e a primeira versão do catálogo, com atributos que ajudam a selecionar os modelos de computação mais adequados para cada desenvolvimento de DSML, e as características dos sistemas de software para os quais esses modelos de computação são mais adequados. O contexto de aplicação desse catálogo é o Model-Driven Development (MDD desenvolvimento dirigido por modelos) a abordagem em que o desenvolvimento de software é baseado em modelos gráficos que são posteriormente traduzidos (transformados) em modelos de nível mais baixo e, no final, em código de linguagens de programação, tais como Java ou C#. A aplicação do processo gerou uma versão inicial do catálogo com os seguintes modelos de computação: diagramas BPMN, diagramas de classe da UML e regras de negócio. Visa-se contribuir para popularizar a abordagem de MDD com base em DSMLs e, em particular, a elaboração do design das DSMLs a partir de modelos de domínio, para o que o uso do catálogo efetivamente contribui. / This thesis presents a process for the creation of a catalog of models of computation to support the design of Domain-Specific Modeling Languages (DSMLs), and the first version of the catalog, which comprises attributes that aim to help the selection of the most suitable models of computation for each DSML development, and characteristics of software systems for which these models of computation are more appropriate. The context for the use of the catalog is the Model-Driven Development (MDD) - the approach where software development is based on graphical models that are subsequently translated (transformed) into lower-level models and, in the end, in source code in programming languages, such as Java or C #. The process was applied to generate an initial version of the catalog with the following models of computation: BPMN diagrams, UML class diagrams and business rules. It aims to contribute to popularize the MDD approach based in DSMLs, and in particular, the development of the DSMLs design from domain models, for which the use of the catalog effectively contributes.

In this thesis, a service oriented decomposition approach: Use case Driven Service Oriented Architecture (UDSOA), is introduced to close the gap between business requirements and SOA (Service Oriented Architecture) design by including business use cases and system use cases into decomposition process. The approach is constructed upon Service Oriented Software Engineering (SOSE) modeling technique and aims to fill the deficits of it at the decomposition phase. Further, it aims to involve both business vision and Information Technologies concerns in the decomposition process. This approach starts with functional top-down decomposition of the domain. Then, business use cases are used for further decomposition because of their high-level view. This connects the business requirements and our SOA design. Also it raises the level of abstraction which allows us to focus on business services. Second step of the SOA approach uses system use cases to continue decomposition. System use cases help discovering technical web services and allocating them on the decomposition tree. Service oriented analysis also helps separating business and technical services in tightly coupled architecture conditions. Those two steps together bring quality in to both problem and solution domains.

1 EINFÜHRUNG Der Beitrag diskutiert ein Vorgehensmodell zur Übertragung eines Vernetzungsansatzes für sehr kleine Wertschöpfungseinheiten, vornehmlich aus dem Maschinenbau, in die Domäne Dezentrale Energieversorgung. Es handelt sich dabei um den kompetenzzellenbasierten Vernetzungsansatz (KVA), ein Artefakt des DFG-Forschungsprojektes „Hierarchielose regionale Produktionsnetze“ (Sonderforschungsbereich 457). Das Lernen setzt die Analyse sowie das Erkennen und Verstehen des Forschungsgegenstandes KVA voraus. Von besonderem Interesse sind die Forschungsergebnisse zu den aufbau- und ablauforganisatorischen Grundbetrachtungen über die Zusammenarbeit von Kompetenzzellen. Können diese Ergebnisse einen wissenschaftlichen und praktischen Nutzen für die Organisation von Anbietergemeinschaften aus Stromerzeugern und -verbrauchern stiften? Dazu werden das Gestaltungskonzept Zwei-Ebenen-Kooperation und das Konzept der Kompetenzzelle untersucht. Für die Übertragung wird die Modellierungssprache Unified Modeling Language 2 (UML2) zur Beschreibung von Struktur, Funktion und Organisation vorgeschlagen.

[pt] O ensino de computação gráfica aplicada é de muita importância no processo de simulação computacional de problemas de engenharia. Atualmente, muitos programas de computador, de fácil utilização, têm melhorado este trabalho, como é o caso do MATLAB. A geração e manipulação de um modelo geométrico, que é a forma mais realista e apropriada de representar o problema a ser estudado, são etapas muito importantes na simulação computacional. O uso do mouse permite que estas etapas se tornem mais interativas e de fácil compreensão. Por este motivo, neste trabalho desenvolve-se uma classe genérica no contexto da programação orientada a objetos, no ambiente MATLAB, que permite gerenciar eventos de mouse em um canvas. O objetivo desta classe é ser utilizada no desenvolvimento de programas gráficos e interativos em MATLAB, principalmente para fins educacionais. Visando atender a essas expectativas, adotou-se a Orientação a Objetos, que possibilita a criação de códigos reutilizáveis. Aliada a essa técnica, utiliza-se a Unified Modeling Language, uma linguagem gráfica que permite a visualização, construção e documentação do desenvolvimento de um sistema computacional orientado a objetos. Para determinar o correto funcionamento e praticidade da classe desenvolvida, são implementadas duas aplicações interativas no software MATLAB; a primeira para desenhar pórticos planos em 2D e a segunda para demostrar o funcionamento do círculo de Mohr para estado plano de tensões. / [en] Teaching of applied computer graphics is of great importance in computational simulation of engineering problems. Currently, many user- friendly computer programs have improved this work, as is the case with MATLAB. The generation and manipulation of a geometric model, which is a more realistic and appropriate way to represent the problem to be studied, are very important steps in the computational simulation. The use of the mouse allows these steps to become more interactive and easy to understand. For this reason, in this work a generic class is developed in the context of object-oriented programming (OOP) in the MATLAB environment, which allows managing mouse events in a canvas. The goal of this OOP class is to be used as a base class in the development of graphics and interactive programs in MATLAB, mainly for educational purposes. In order to meet these expectations, an OOP paradigm was adopted, which enables the creation of reusable codes. Together to this technique, the Unified Modeling Language (UML) is used, a graphic language that allows the visualization, construction and documentation of the development of an object oriented computational system. To determine the correct functioning and practicality of the developed class, two interactive applications are implemented in MATLAB; the first to draw frame structures in 2D and the second to demonstrate the Mohr circle for stress state.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-31T22:55:43Z No. of bitstreams: 1 CATUXE VARJÃO DE SANTANA OLIVEIRA - PPGCC DISSERTAÇÃO 2013..pdf: 11354934 bytes, checksum: 6a23f31ef43ba211aeaa89eb36061a43 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-31T22:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CATUXE VARJÃO DE SANTANA OLIVEIRA - PPGCC DISSERTAÇÃO 2013..pdf: 11354934 bytes, checksum: 6a23f31ef43ba211aeaa89eb36061a43 (MD5) Previous issue date: 2013-03-15 / A escrita de especificações formais por contratos é uma maneira confiável e prática de construir softwares, em que desenvolvedores e clientes mantêm um acordo contendo direitos e obrigações a serem cumpridos. Essas responsabilidades são expressas basicamente através de pré-condições, pós-condições, e invariantes. Como exemplo de linguagem de especificação por contrato tem-se Java Modeling Language (JML) específica para programas Java. Apesar de a especificação formal melhorar a confiabilidade do software, deve-se haver certificação de que a implementação está em conformidade com a especificação definida. Verificação de conformidade em programas com contratos é geralmente realizada através de análises manuais ou verificação dinâmica, e em fases tardias do processo de desenvolvimento do software, ou seja, quando o produto final encontra-se disponível para o cliente. Nesta situação, o tempo despendido para detectar não-conformidades pode ser muito longo, ocasionando, consequentemente, atrasos no cronograma e aumento nos custos. Neste trabalho, propomos uma abordagem para checar conformidade entre código fonte e especificação formal por contratos através da geração e execução de testes. Testes de unidade são gerados automaticamente, resultando em casos de testes com sequências de chamadas aos métodos e construtores. Os contratos são transformados em assertivas que funcionam como oráculo para os testes. Esta abordagem não garante corretude total do software, mas aumenta a confiança quando uma não-conformidade é encontrada e, além disso, encoraja o uso de especificação por contratos. Nós implementamos JMLOK, uma ferramenta que executa os passos desta abordagem automaticamente no contexto de programas Java especificados com Java Modeling Language (JML). JMLOK foi avaliada em grupos de programas Java/JML, incluindo um módulo do projeto JavaCard. Todas as unidades experimentais totalizam 18 KLOC e 5K de linhas de especificação JML. Todo o processo consumiu menos que 10 minutos de execução e gerou como resultado a detecção de 29 não-conformidades. As causas das ocorrências das não-conformidades foram analisadas manualmente e classificadas em categorias de falhas. / Writing formal specifications by contracts is a practical and reliable way to build softwares in which developers and clients keep an agreement with rights and obligations to be fulfilled. These responsibilities are expressed basically by pre-conditions, post-conditions and invariants. As example of specification language by contract there is Java Modeling Language (JML) that is specific to Java programs. Although formal specification improves software rehabihty, it should exist certification of conformance with defined specification. Verify conformance between programs and contracts is usually performed by manual analysis or dynamic verification, and in late stages of software development process, that is, when the final product is available to client. In this situation, the time required to detect nonconformances could be so long, causing, consequently, schedule delays and increased costs. In this work, we propose an approach to check conformance between source code and contract formal specification through testing generation and execution. Unit tests are generated automatically resulting in test cases with call sequences of methods and constructors. The contracts are translated in assertions that work like test oracle. We have implemented JMLOK, a tool performs the approach steps automatically in the context of Java programs specified with Java Modeling Language (JML). JMLOK was evaluated in Java/JML programs groups, including a module of the JavaCard project. All the experimental units totalize 18 KLOC and 5K lines of JML specification. All process took less than 10 minutes of running and generated as result 29 nonconformances. The causes of nonconformances occurring were analyzed manually and classified in categories of fails.

La question générale envisagée dans cette recherche est le développement d'une représentation de scénarios d'apprentissage adaptable et facile à utiliser sous la forme d'une table (considéré comme un artefact de facile manipulation par les enseignants), associée à un modèle informatique sous la forme d'en arbre (comme un moyen d'intégrer des services avancés). Cette représentation permet à des enseignants sans entraînement méthodologique et ayant des compétences technologiques de base d'éditer et mettre en œuvre des scénarios d'apprentissage à partir d'une interface graphique intuitive et flexible. Bien que cette thèse soit centrée sur des scénarios collaboratifs, l'approche basée sur un modèle table-arbre (nommé T2) que nous proposons présente un intérêt plus général. Dans une première phase, nous avons développé à partir de ce modèle un éditeur de scénarios d'apprentissage (nommé ediT2) proposant des notions de modélisation utilisées dans les scénarios collaboratifs. Dans une seconde phase, nous avons considéré des questions de généralisation à travers l'extension de l'implémentation initiale, de telle manière à permettre aux utilisateurs d'éditer les notions et leurs attributs. Nous avons examiné à travers des études et expériences comment des enseignants ont utilisé notre proposition en tenant en compte comme objectifs/critères d'évaluation: (1) son expressivité pédagogique, i.e., si des éditeurs basés sur tables peuvent représenter une large gamme de scénarios d'apprentissage ; (2) sa facilité et son intuitivité ; (3) son expressivité informatique, i.e., si l'approche permet l'implémentation de services demandant des manipulations informatiques complexes ; et (4) sa flexibilité informatique, i.e., s'il est facile d'adapter l'éditeur à des besoins locaux. / The general issue considered in this research is the development of an adaptable and easy-to-use representation of learning scenarios in the form of a table (considered as an artefact of easy manipulation by teachers) associated with a computational model as a tree (as a way to integrate advanced services). In this way, teachers with basic technological skills and without methodological training can edit and operationalize learning scenarios from flexible and friendly graphical interfaces. Although this thesis has its focus on CSCL scripts, the table-tree-based approach (named T2) presents a more general interest. In a first moment, we implemented from this model a learning scenario editor (named ediT2) using notions from CSCL scripts. In a second moment, we considered generalization issues through the extension of the initial implementation, in order to allow teachers to edit their own notions and respective attributes. We investigated from different studies and experiments how teachers used our proposal considering as objectives/evaluation criteria the following features: (1) pedagogical expressiveness (can table-based editors represent a wide range of learning scenarios?); (2) usability (do teachers find the editor easy to use and intuitive?); (3) computational expressiveness (does the approach allow implementation of advanced services?), and; (4) computational flexibility (is the editor easy to adapt to local needs?).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Architectural specification of real-time software systems is an activity that conveys analysis, knowledge and understanding of both the application domain and the parties involved in software construction. Architecture plays a key role in communication between stakeholders, in addition to planning the entire architectural process involved in the project. However, Architecture Description Languages (ADLs) have not been widely used in the industry. Another limiting factor for the e ff ective use of ADLs is the di ffi culty of these languages in e ff ectively expressing the architecture of complex systems. Considering this situation of di ffi culty in the e ff ective use of ADLs, the UML has been used in recent years to model the architecture. However, UML can not represent the important characteristics pertinent to real-time systems, such as security or real-time constraints. One of the advantages of the UML is the extensibility allowing the creation of profiles. In this sense, this work proposes using Systems Modeling Language (SysML), a UML profile, to model real-time systems architecture in two automotive systems, the airbag control system and the light control system. The objective of this work is to use UML and SysML to model and document the architecture and design of requirements traceability between software and systems elements, increasing the understanding of the project among the parties involved, and finally presenting SysML as a language for description of real-time software architecture. The ADL Architecture Analysis and Design Language (AADL) and SysML languages were compared to show the advantages of SysML. As a result, it was noticed that abstract features such as conditional deviations, loop, characteristics that are related to reality and consequently to the system can not be described in AADL. SysML has proved to be relevant in the context of architecture description, analysis, classification and modeling of real-time systems. The SysML Requirements diagram explicitly shows the various types of relationships between di ff erent requirements, the Block diagram enables the global view of the systems involved in a single project, the Internal Block diagram allows the internal view of the system under construction, the Activity diagram considers the behavioral view of the system. SysML concepts, articulated in the SysML Requirements, Activities, Blocks and Internal Blocks diagrams, are complementary, covering the purposes needed to describe the architecture of real-time systems. It is concluded that the proposed UML and SysML join technique provides elements to describe software requirements and their relationships with the system, to manage changes, to evolve and to trace requirements more easily, in addition to the communication being e ff ectively carried out between the stakeholders. This is important for the development of real-time systems because of the diversity of people / teams involved and influencing a wide range of design decisions. / A especificação da arquitetura de sistemas de software de tempo real é uma atividade que depreende análise, conhecimento e compreensão tanto do domínio da aplicação quanto das partes envolvidas na construção do software. A arquitetura tem um papel primordial na comunicação entre os stakeholders, além do planejamento de todo o processo arquitetural envolvido no projeto. Contudo, as Linguagens de Descrição de Arquiteturas (ADLs) não têm sido amplamente usadas na indústria. Outro fator limitador para o uso efetivo de ADLs é a dificuldade dessas linguagens em expressar efetivamente a arquitetura de sistemas complexos. Considerando essa situação de dificuldade do uso efetivo de ADLs, a UML tem sido utilizada nos últimos anos para modelagem da arquitetura. No entanto, a UML não consegue representar características importantes pertinentes a sistemas de tempo real, tais como segurança ou restrições de tempo real. Uma das vantagens da UML é a capacidade de extensão permitindo a criação de profiles. Neste sentido, este trabalho apresenta a Systems Modeling Language (SysML), um profile da UML, para modelagem da arquitetura de sistemas de tempo real em dois sistemas automotivos, o sistema de controle de airbag e o sistema de controle de faróis. Neste trabalho tem-se como objetivos utilizar a UML e a SysML para modelagem e documentação da arquitetura e delineamento de rastreabilidade de requisitos entre software e sistema, ampliando o entendimento do projeto entre as partes envolvidas, e por fim apresentar a SysML como uma linguagem para descrição da arquitetura de software de tempo real. As linguagens SysML e a ADL Architecture Analysis & Design Language (AADL) foram comparadas para mostrar as vantagens da SysML. Como resultado, foi percebido que características abstratas, tais como tomadas de decisão, repetição de uma funcionalidade (loop), características que são relacionadas a realidade e, consequentemente, ao sistema, não podem ser descritas em AADL. A SysML mostrou-se relevante no contexto da descrição, análise, classificação e modelagem de arquitetura para sistemas de tempo real. O diagrama de Requisitos da SysML mostra explicitamente os diversos tipos de relacionamentos entre diferentes requisitos, o diagrama de Blocos viabiliza a visão global dos sistemas envolvidos num único projeto, o diagrama de Blocos Internos possibilita a visão interna do sistema em construção, o diagrama de Atividades considera a visão comportamental do sistema. Os conceitos de SysML, articulados nos diagramas de Requisitos, Atividades, Blocos e Blocos Internos da SysML são complementares cobrindo os propósitos necessários para a descrição da arquitetura de sistemas de tempo real. Conclui-se que a técnica proposta da junção de UML e SysML fornece elementos para descrever requisitos de software e seus relacionamentos com o sistema, gerenciar mudanças, evoluir e rastrear requisitos mais facilmente, além da comunicação ser efetivamente realizada entre os stakeholders. Este aspecto é importante ao desenvolvimento de sistemas de tempo real, por causa da diversidade de pessoas / equipes envolvidas e que influenciam uma ampla série de decisões de projeto.