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Previous issue date: 2016-06-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Arquiteturas de software exercem um papel significativo no desenvolvimento de sistemas
intensivos de software a fim de permitir satisfazer tanto requisitos funcionais quanto n?ofuncionais.
Em particular, arquiteturas de software din?micas t?m surgido para endere?ar
caracter?sticas dos sistemas contempor?neos que operam em ambientes din?micos e
consequentemente sujeitos a mudan?as em tempo de execu??o. Linguagens de descri??o
arquitetural (ADLs) s?o utilizadas para representar arquiteturas de software, produzindo
modelos que podem ser utilizados tanto em tempo de projeto quanto em tempo de
execu??o. Contudo, a maioria das ADLs existentes possui limita??es em diversos aspectos:
(i) possui enfoque em aspectos estruturais, topol?gicos da arquitetura; (ii) n?o prov? um
suporte adequado ? representa??o de aspectos comportamentais da arquitetura; (iii) n?o
permite descrever aspectos avan?ados relativos ? din?mica da arquitetura; (iv) ? limitada
com rela??o ? verifica??o de propriedades arquiteturais e restri??es, e; (v) ? desconectada
do n?vel de implementa??o, resultando em inconsist?ncias entre arquitetura e
implementa??o. No intuito de endere?ar esses problemas, esta tese prop?e um framework
formal para arquiteturas de software din?micas. Tal framework envolve: (i) ?-ADL, uma
linguagem formal para descrever arquiteturas de software sob as perspectivas estrutural e
comportamental; (ii) a especifica??o de opera??es de reconfigura??o din?mica
programada; (iii) a gera??o autom?tica de c?digo fonte a partir de descri??es arquiteturais,
e; (iv) uma abordagem baseada em verifica??o estat?stica (SMC) para expressar e verificar
formalmente propriedades em arquiteturas de software din?micas. As principais
contribui??es trazidas pelo framework proposto s?o quatro. Primeiro, a linguagem ?-ADL
passou a ser dotada de primitivas de n?vel arquitetural para descrever reconfigura??es
din?micas programadas. Segundo, descri??es arquiteturais em ?-ADL s?o traduzidas para
c?digo fonte de implementa??o na linguagem de programa??o Go, contribuindo assim
para minimizar desvios arquiteturais. Terceiro, uma nova l?gica chamada DynBLTL ?
utilizada para expressar formalmente propriedades em arquiteturas de software
din?micas. Quarto, um ferramental baseado em SMC foi constru?do para automatizar
verifica??o de propriedades arquiteturais enquanto busca reduzir esfor?o, recursos
computacionais e tempo para realizar essa tarefa. Neste trabalho, dois sistemas baseados
em redes de sensores sem fio s?o utilizados para validar os elementos do framework. / Software architectures play a significant role in the development of software-intensive
systems in order to allow satisfying both functional and non-functional requirements. In
particular, dynamic software architectures have emerged to address characteristics of the
contemporary systems that operate on dynamic environments and consequently subjected
to changes at runtime. Architecture description languages (ADLs) are used to represent
software architectures, producing models that can be used at design time and/or runtime.
However, most existing ADLs have limitations in several facets: (i) they are focused on
structural, topological aspects of the architecture; (ii) they do not provide an adequate
support for representing behavioral aspects of the architecture; (iii) they do not allow
describing advanced aspects regarding the dynamics of the architecture; (iv) they are
limited with respect to the automated verification of architectural properties and
constraints; and (v) they are disconnected from the implementation level, thus entailing
inconsistencies between architecture and implementation. In order to tackle these
problems, this thesis proposes formally founded framework for dynamic software
architectures. Such a framework comprises: (i) ?-ADL, a formal language for describing
software architectures under both structural and behavioral viewpoints; (ii) the
specification of programmed dynamic reconfiguration operations; (iii) the automated
generation of source code from architecture descriptions; and (iv) an approach based on
statistical model checking (SMC) to formally express and verify properties in dynamic
software architectures. The main contributions brought by the proposed framework are
fourfold. First, the ?-ADL language was endowed with architectural-level primitives for
describing programmed dynamic reconfigurations. Second, architecture descriptions in ?-
ADL are translated towards implementation source code in the Go programming
language, thereby contributing to minimize architectural drifts. Third, a novel logic, called
DynBLTL, is used to formally express properties in dynamic software architectures.
Fourth, a toolchain relying on SMC was built to automate the verification of architectural
properties while striving to reduce effort, computational resources, and time for
performing such a task. In this work, two wireless sensor network-based systems are used
to validate the framework elements.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/23763 |
| Date | 10 June 2016 |
| Creators | Cavalcante, Everton Ranielly de Sousa |
| Contributors | 56765614400, http://lattes.cnpq.br/5521922960404236, Leite, Jair Cavalcanti, 55281192434, http://lattes.cnpq.br/8133660776746187, Aquino J?nior, Gibeon Soares de Aquino, 02685578455, http://lattes.cnpq.br/1254338144161360, Nakagawa, Elisa Yumi, 13798265860, http://lattes.cnpq.br/7494142007764616, Cuesta, Carlos Enrique, 00000000000, Drira, Khalil, 00000000000, Cunha, Paulo Roberto Freire, http://lattes.cnpq.br/2026295360734357, 03742237420, Oquendo, Fl?vio, 00000000000, http://lattes.cnpq.br/4858001230775451, Batista, Thais Vasconcelos |
| Publisher | PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM SISTEMAS E COMPUTA??O, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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