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A Qualidade de Software (QS) tem um impacto social e demanda uma responsabilidade significativa com o meio ambiente. Desse modo, é possível relacionar a importância do ensino de QS aos futuros profissionais que estarao envolvidos no ciclo de vida dos softwares. O ensino de QS costuma ser realizado em disciplinas relacionadas. Em alguns casos isolados, a disciplina de QS ganha uma carga horária própria. Porém, não se sabe exatamente como QS tem sido ministrada em disciplinas nas Instituicoes de Ensino Superior (IES), especialmente naquelas que recebem financiamento publico. Assim, torna-se relevante o estudo do panorama do ensino de QS em IES do estado do Paraná. Este artigo apresenta um estudo exploratório sobre tal panorama. Os dados foram obtidos por meio dos sites disponibilizados pelas IES e tabelados. Identificou-se a baixa frequência de ensino de QS como disciplina especifica. O material que descreve tanto os perfis dos egressos e quanto dos cursos não demonstra uma atenção da importância da produção de produtos confiáveis de maneira clara e específica. Hipóteses são apresentadas e discutidas para trabalhos futuros.

Resumo: A indústria de software tem adotado a abordagem de Linha de Produto de Software (LPS) com o objetivo de aumentar o reúso de software e diminuir o tempo de produção e os custos de desenvolvimento dos produtos. Nessa abordagem, o principal artefato e a arquitetura de LPS (PLA - Product Line Architecture). No entanto, obter uma PLA modular, extensível e reusável e uma tarefa não trivial. O arquiteto pode se apoiar em métricas arquiteturais para definir e melhorar o projeto da PLA. Contudo, essa tarefa pode envolver vários fatores, muitas vezes conflitantes entre si, e encontrar o melhor trade-off entre as métricas utilizadas para avaliar o projeto transforma o projeto de PLA em uma tarefa que demanda grande esforço humano. Nesse contexto, o projeto de PLA pode ser formulado como um problema de otimização com varios fatores. Porém, elaborar um projeto que atenda a todos os fatores envolvidos pode ser mais difícil do que reconhecer um bom projeto. Problemas da Engenharia de Software similares a esse tem sido eficientemente resolvidos com algoritmos de busca em um campo de pesquisa conhecido como Engenharia de Software Baseada em Busca (SBSE - Search Based Software Engineering). Entretanto, as abordagens existentes utilizadas para otimizar arquiteturas de software nãao são apropriadas para projeto de PLAs, pois não consideram características específicas de LPS. Desse modo, este trabalho propõe uma abordagem de otimização multiobjetivo automatizada para avaliar e melhorar um projeto de PLA no que tange a modularização de características, estabilidade do projeto e extensibilidade de LPS. A abordagem proposta inclui: (a) um processo sistemático para conduzir a otimização de projeto de PLA por meio de algoritmos de busca; (b) um metamodelo que permite que esses algoritmos manipulem projetos de PLA; (c) novos operadores de busca para evoluir projetos de PLA em termos de modularização de características; e (d) um tratamento multiobjetivo para o problema de projeto de PLA. Esse tratamento multiobjetivo engloba métricas que indicam a modularização de características e a extensibilidade de LPS, além de métricas convencionais para medir princípios básicos de projeto como coesão e acoplamento. Ao final do processo de otimização, um conjunto de possíveis soluções de projeto de PLA que representam os melhores trade-off entre os objetivos otimizados e retornado. O arquiteto deve selecionar uma solução de acordo com as suas prioridades. A ferramenta OPLA-Tool foi desenvolvida para instanciar a abordagem usando algoritmos evolutivos multiobjetivos, os quais tem sido usados com sucesso na área de SBSE. Utilizando a OPLA-Tool, quatro estudos empíricos foram realizados com nove PLAs para avaliar: os operadores de busca propostos; o uso das métricas de LPS; e os algoritmos escolhidos. Em comparação às PLAs originais, os resultados mostraram que a abordagem proposta consegue gerar projetos mais estáveis, mais elegantes e com melhor modularização de características.

In Micro and Small Enterprises (MSE) of software, there is usually not a systematic software development process. One of the reasons is that these enterprises consider the traditional processes extensive. Thus, these enterprises are usually classified in level 1 of maturity of the CMMI (Capability Maturity Model Integration). The objective of this paper is to present a proposal for a software development process, in order to aid specifically MSEs that build Web software, to help them increase the capacity level of their processes. The process was validated during its application in development of software with the support of the Unoeste Web Coordination. Em Micro e Pequenas Empresas de Software (MPEs), geralmente, não há um processo sistemático de desenvolvimento de software. Um dos motivos é que essas empresas consideram os processos tradicionais extensos. Assim, normalmente, essas empresas são classificadas em nível 1 de maturidade do CMMI (Capability Maturity Model Integration). O objetivo deste artigo é apresentar uma instância do processo WAE (Web Application Extension), a fim de auxiliar especificamente as MPEs que desenvolvem software Web a alavancarem o nível de capacidade de seu processo de desenvolvimento de software. A instância foi validada durante sua aplicação no desenvolvimento de um software comercial com o apoio da Coordenadoria de Web da Unoeste e em outros três estudos de caso.

The laundries sludge has varied chemical composition, and it is considered inadequate for disposing of in sanitary landfill. So, this work presents the physical-chemical characterization of this textile sludge for the study of cement-based solidification /stabilization (S/S) with the addition of Portland cement - CPII F32 or CP II Z. COD total, fixed and volatile solids, density, pH, and the presence of metals were analyzed. Cylindrical samples of paste with 10%, 20% and 30% addition of sludge were submitted to compressive strength tests according to NBR-7215 ABNT norm, and leaching tests according to NBR 10005 ABNT norm. The results demonstrated that in the cement/sludge paste, the values of mechanical resistance of 28 days can be superior to 10 MPa. The beginning of curing period was retarded when the proportion of sludge addition to the cement increases, but maintaining its same order of greatness. Also, the leaching found in the samples of paste without incorporating sludge is about the same order of greatness of that found in samples containing sludge. This allows concluding that the paste permits a safe incorporation of the metals detected in the textile sludge. The presence of metals Fe, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Co, Cu, Mn and Zn was detected in the sludge As lavanderias industriais geram efluentes, que após tratamento por decantação produzem lodo. O lodo tem composição química variada sendo classificado como perigoso, não podendo ser depositado num aterro sanitário. Neste trabalho apresenta-se a caracterização físico-química do lodo têxtil de uma lavanderia industrial, para o estudo de sua disposição final. Nesta caracterização analisaram-se: DQO, sólidos totais, fixos e voláteis no lodo, densidade, pH, e a presença de metais, sendo detectado a presença dos metais Fe, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Co, Cu, Mn e Zn. Corpos de prova de lodo/cimento, nas dosagens de 10%, 20% e 30% de lodo em relação ao cimento, foram submetidos à análise de resistência a compressão, tempo de pega e testes de lixiviação por batelada.Os resultados demonstraram que na pasta de lodo/cimento, os valores de resistência mecânica aos 28 dias, atingem valores maiores que 10 MPa. A adição de lodo ao cimento influenciou o tempo de pega retardando o início, mas mantendo o tempo decorrido entre o início e o final da pega. Também, a lixiviação ocorrida nas amostras de pasta sem a incorporação de lodo é da mesma ordem de grandeza que nas amostras que contém lodo. Isto nos permite concluir que a pasta permite uma segura incorporação dos metais contidos no lodo têxtil

Este trabalho propõe um processo de desenvolvimento de software orientado a objetos que utiliza a notação da Unified Modeling Language (UML). Para cada fase do ciclo de vida de um software são apresentados os diagramas que auxiliam na organização das informações referentes ao software a ser desenvolvido e as diretrizes de uso desses diagramas. O processo utiliza conceitos e princípios utilizados em alguns métodos orientado a objetos, como por exemplo, o Fusion, o Objectory e o TeamFusion. O processo introduz uma abordagem de teste que fornece diretrizes para a geração de modelos de teste ao longo do desenvolvimento do software. Para cada fase são identificadas técnicas e critérios de teste passíveis de aplicação, sendo que para cada fase indica-se um critério de teste visando a cobertura dos requisitos mínimos de teste para garantir que o produto desenvolvido seja confiável. Para ilustrar o emprego do processo foi realizado um estudo de caso com o Sistema de Apoio à Escrita - SAPES, para gerenciamento das informações relativas às publicações de um pesquisador. A partir de um modelo de requisitos é feita toda a modelagem do SAPES, desde a fase de engenharia de requisitos até a fase de implementação. Somente parte do sistema foi implementada. A abordagem de teste foi aplicada para produzir os modelos de teste que foram utilizados para avaliar a confiabilidade do software obtido com a utilização do processo. This work proposes an object-oriented software development process that employs the UML notation. Diagrams and guidelines for their use are presented for the each phase of the software life cycle. This process is defined combining concepts used in some existing object-oriented methods, like Fusion, Objectory and TeamFusion. The process also introduces an approach for testing that provides guidelines for the generation of test models during software development. For each development phase we identify applicable test techniques and criteria. A test criterion that covers the minimum test requirements is recommended to obtain a reliable final product. To illustrate the process development we use a case study based on a system called SAPES (Sistema de Apoio à Escrita) that manages information on researcher\'s publications. Taking a requirements document as the starting point, the whole modeling of SAPES was developed, from Requirements Engineering to Implementation. The system was implemented partially. The test approach was applied to produce test models that allowed the evaluation of the final product reliability.

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2022-05-23T14:54:16Z No. of bitstreams: 2 Daniele_ Wolfart2022.pdf: 2128429 bytes, checksum: a92a3f016bf456d4870af5e0d94e4618 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2022-05-23T14:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Daniele_ Wolfart2022.pdf: 2128429 bytes, checksum: a92a3f016bf456d4870af5e0d94e4618 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2022-02-16 Variability is the ability of a system or software artifact to be extended, customized or configured for use and reuse in different contexts. Managing variability is crucial to ensuring the success of a software project. What still varies is how to implement the variability. Although it can be implemented in a systematic way, such as using Software Product Lines (SPLs), many companies choose the way that initially requires a less investment and offers good time-to-market, opportunistic reuse, such as copy and paste. However, this kind of reuse can increase the occurrence of technical debts, a typical characteristic of a decision that presents a short-term advantage, but generates a long-term liability, such as difficulty in maintaining and evolving the system. Given their importance, both the concept of variability and the concept of technical debt are widely studied in Software Engineering, however, both concepts have not yet been investigated together. Thus, this work reports the results of a research to understand how technical debt is caused by inadequate variability management, including the definition of a new concept called variability debt. For this, a study was conducted using two research methods: (i) a systematic literature review, and (ii) a multi-project case study with three real systems. The results indicate that the characteristics identified in the studies mapped by the systematic review of the literature: causes, artifacts and consequences of variability debt commonly occur in practice and that professionals understand that poor variability management implies different types of technical debt, with emphasis on the debt cause of “time pressure” that was unanimous agreement among the research participants. Among the consequences of the variability debt identified in the systematic review and later evaluated in the field research with industry professionals, “usability problems” and “maintenance difficulties”. Variabilidade é a capacidade de um sistema ou artefato de software ser estendido, customi- zado ou configurado para uso e reúso em diferentes contextos. Gerenciar variabilidade é crucial para garantir o sucesso de um projeto de software. O que ainda varia é a forma de implementar a variabilidade. Embora possa ser implementada de forma sistemática, como por exemplo utilizando Linhas de Produtos de Software (LPSs), muitas empresas optam pela forma que inicialmente exige um investimento menor e oferece um bom time- to-market, o reúso oportunista, como por exemplo, copiar e colar. Porém, este caminho pode aumentar a ocorrência de dívidas técnicas, característica típica de uma decisão que apresenta vantagem a curto prazo, mas gera um passivo a longo prazo, tal como dificuldade de manutenção e evolução do sistema. Dado a suas importâncias, tanto o conceito de variabilidade quanto o conceito de dívida técnica são amplamente estudados na Engenharia de Software, no entanto, ambos conceitos ainda não foram investigados juntos. Assim, este trabalho reporta os resultados de uma pesquisa para compreender como a dívida técnica é ocasionada por meio de um gerenciamento de variabilidade inadequado, incluindo a definição de um novo conceito chamado de dívida de variabilidade. Para isso, conduziu-se um estudo utilizando-se dois métodos de pesquisa: (i) uma revisão sistemática da literatura, e (ii) um estudo de caso multiprojetos com três sistemas reais. Os resultados apontam que as características identificadas nos estudos mapeados pela revisão sistemática da literatura: causas, artefatos e consequências de dívida de variabilidade ocorrem comumente em sistemas na prática e que os profissionais compreendem que o mau gerenciamento de variabilidade implica em diversos tipos de dívida técnica, com destaque para a causa de dívida de variabilidade de “pressão de tempo” que foi unanimidade de concordância entre os participantes da pesquisa. Entre as consequências da dívida de variabilidade identificadas na revisão sistemática e posteriormente avaliadas na pesquisa de campo com profissionais da indústria, destaca-se “problemas de usabilidade” e “dificuldade de manutenção”.

Orientadora: Profª. Drª. Aline Maria Malachini Miotto Amaral Dissertação (mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Estadual de Maringá, 2020 RESUMO: A busca constante por redução de custos, melhoria de qualidade e aumento na velocidade de desenvolvimento de softwares tem feito a indústria utilizar cada vez mais o conceito de reúso. Uma das formas de reúso que tem se destacado é a Linha de Produto de Software (LPS). Em LPS, todo o processo de desenvolvimento é feito considerando-se o futuro reúso de partes/componentes. Para um projeto de LPS é fundamental a definição de uma arquitetura central que represente um design de alto nível para todos os produtos de uma LPS, a Arquitetura de Linha de Produto de Software (ALPS). O projeto de uma ALPS pode envolver vários fatores, muitas vezes conflitantes, o que torna o mesmo uma tarefa que demanda grande esforço humano. A abordagem MOA4PLA, com o suporte da ferramenta OPLA-Tool, possibilita, a partir de um processo de otimização multiobjetivo a geração de um conjunto de soluções alternativas a uma ALPS dada como entrada, otimizadas a partir de métricas específicas de LPS. Processos de otimização como este são estudados em um campo de pesquisa denominado Search Based Software Engineering (SBSE). Pesquisas em SBSE têm demonstrado que a inclusão da opinião do Decision Maker (DM), através de processos interativos, durante o processo de otimização, tem possibilitado o surgimento de soluções que melhor se adéquam a cada DM. Contudo, estas pesquisas apontam também para o surgimento do problema da fadiga. O tratamento deste problema pode ser feito a partir da utilização de algoritmos de Aprendizagem de Máquina (AM). Este trabalho teve como objetivos a inserção da opinião do DM (arquiteto de software) durante o processo de otimização e a incorporação de um modelo de AM na MOA4PLA/OPLA-Tool. Para isso, foram executados três experimentos (Exp 01, Exp 02, Exp 03). Exp 01 visou avaliar a viabilidade do processo interativo. Exp 02 testou três diferentes estratégias para a composição do conjunto de dados de treinamento do modelo de AM. Exp 03 avaliou o Modelo Interativo Proposto (MIP) como um todo (processo interativo + modelo de AM). Estes experimentos permitiram concluir que o MIP possibilita a geração de alternativas de ALPS que melhor atendem as expectativas do arquiteto e, além disso, o modelo de AM adotado foi apto em capturar as preferências de cada arquiteto e pôde substituí-lo com eficiência no processo de avaliação de ALPS. ABSTRACT: The constant pursuit of cost reduction, quality improvement and increased development speed has made the industry increasingly use the concept of reuse. One of the forms of reuse that has stood out is the Software Product Line (SPL). In SPL, the entire development process is done considering the future reuse of parts/components. For an SPL project it is critical to define a core architecture that represents a high-level design for all SPL products, the Product Line Architecture (PLA). The design of a PLA can, often, involve several conflicting factors, which makes it a task that requires great human effort. The MOA4PLA approach, supported by the OPLA-Tool, enables, from a multi-objective optimization process, the generation of a set of alternative solutions of an initial PLA, optimized from SPL specific metrics. Optimization processes are studied in a research field called Search-Based Software Engineering (SBSE). Researches in SBSE has shown that the inclusion of Decision Maker (DM) opinion through interactive processes, during the optimization process, has enabled the emergence of more adequate solutions to each DM. However, these researches also points to the emergence of the fatigue problem. The treatment of this problem can be done by using Machine Learning (ML) algorithms. This work aimed to insert the DM’s opinion (software architect’s) during the optimization process and the incorporation of an ML model in the MOA4PLA/OPLA-Tool. For this, three experiments were performed (Exp 01, Exp 02, Exp 03). Exp 01 aimed to evaluate the viability of the interactive process. Exp 02 tested three different strategies for composing the ML training data set. Exp 03 evaluated the Proposed Interactive Model (PIM) as a whole (interactive process + ML model). These experiments led to the conclusion that PIM enables the generation of PLA alternatives that best meet the architect’s expectations and, moreover, the ML model adopted was able to capture the preferences of each architect and could effectively replace it in the interactive process. 140 f. : il. color., figs, tabs.

A manutenção é uma fase do ciclo de vida do software reconhecida por demandar uma grande quantidade de esforço em comparação às outras, como o desenvolvimento. As tarefas da manutenção envolvem a modificação do software, mais especificamente os artefatos que o compõe. O fato de modificar um determinado artefato pode afetar outras partes do software, cujo fenômeno é conhecido como impacto de mudança. Técnicas e ferramentas para apoiar a análise de impacto de mudança geralmente são baseadas em tipos de acoplamentos e têm sido propostas por diversos trabalhos na literatura, como as Regras de Associação e Aprendizado de Máquina usando Classificação. No entanto, essas técnicas não foram avaliadas do ponto de vista prático. Motivado pela falta de uma avaliação dessa perspectiva, esse trabalho realizou um experimento com uma ferramenta que implementa tais técnicas. Para tanto, foi desenvolvida uma ferramenta para automatizar a execução dessas técnicas para realizar predição de mudanças conjuntas de artefatos e apresentá-las ao desenvolvedor, além de coletar o feedback dos desenvolvedores na ferramenta. Com a ferramenta desenvolvida, foi realizada uma prova de conceito com o uso da ferramenta em tarefas de manutenção (defeitos) do projeto de software livre da Apache denominado CXF, por colaboradores novatos representados pelos alunos do curso de Ciência da Computação. Apesar de depender do desempenho das técnicas de predição de mudanças conjuntas, os resultados mostraram evidências que a ferramenta pode apoiar colaboradores novatos e, também, diminuir o esforço para realizar uma tarefa de manutenção de software, comparando quando nenhuma técnica é usada. Maintenance is a stage of the software life cycle recognized by demanding a lot of effort in comparison to others, such as development. The maintenance tasks involve software modification, specifically the artifacts that compose it. Modifying a particular artifact can affect other parts of the software. This phenomenon is known as change impact. Techniques and tools to support the change impact analysis are usually based on types of couplings and have been proposed by several studies in the literature, such as the Association Rules and Machine Learning using Classification. However, these techniques have not been evaluated from the practical point of view. Therefore, a tool was developed to automate the execution of these techniques to predict joint changes of artifacts and present them to the developer, as well as collecting developers’ feedback on the tool. With the developed tool, a proof of concept was performed using the tool in maintenance tasks (bugs) of the Apache free software project called CXF, by novice collaborators represented by the students of the Computer Science course. Although it depends on the performance of joint change prediction techniques, the results showed evidence that the tool can support novice collaborators and also decrease the effort to perform a software maintenance task, comparing when no technique is used.

This work is focused on the application of memetic algorithms in the Software Product Line (SPL) architecture design. Product Line Architecture (PLA) is one of the most important SPL artifacts since it contains all information needed to generate SPL products. Building a PLA design is a difficult and highly architect-dependent activity. PLA design could be modeled as an optimization problem to be solved by Search Based Software Engineering (SBSE). SBSE aims at automatically obtaining near-optimal solutions using multi-objective search algorithms. In this context, MOA4PLA approach was developed in order to optimize PLA design in terms of basic design principles, feature modularization and SPL extensibility, with the use of multi-objective search algorithms. OPLA-Tool automates MOA4PLA by using multi-objective search algorithms based on genetic algorithms (GA). In this tool there is a module called OPLA-Patterns responsible for applying design patterns during the optimization process. According to the systematic mapping performed, the memetic algorithms (MA), which consist of the use of Gas with local search, have achieved better results in optimization problems when compared with GA. However, there were no report on the use of memetic algorithms for PLA design optimization. Thus, this work deals with the application of MAs to optimize PLA design, adapting the search operator named Design Pattern Mutation Operator proposed in OPLA-Patterns as a local search operator. Four distinct versions of MA were implemented, each one with a different selection criterion. Experimental studies were carried out to compare the solutions obtained by both GA and four versions of MA through quantitative and qualitative analysis. In general, the quantitative studies indicated that the MA found better solutions in terms of fitness when compared with GA. The qualitative study pointed out that the solutions obtained with MA, in the context of MOA4PLA, are good from the software architects point of view. The MA still needs to be refined with improvements identified during the steps of this work. Este trabalho é voltado a aplicação de algoritmos meméticos em projeto de arquitetura de Linha de Produto de Software (LPS). A Arquitetura de Linha de Produto (PLA) é um dos artefatos mais importantes da LPS, pois contem todas as informações necessárias para geração dos produtos da LPS. Construir um projeto de PLA é uma atividade difícil e altamente dependente do arquiteto de software. Dentre os problemas solucionados pela Search Based Software Engineering (SBSE), está o problema de otimização de projetos de PLA, que busca encontrar melhores projetos de forma automática utilizando algoritmos de busca multiobjetivo. Neste contexto, a abordagem MOA4PLA foi desenvolvida com objetivo de otimizar princípios básicos de projeto, modularização de características e extensibilidade de LPS de projeto de PLA por meio de algoritmos de busca multiobjetivo. Para automatizar a abordagem MOA4PLA foi desenvolvida a ferramenta OPLA-Tool, onde estão implementados os algoritmos de busca multiobjetivo baseados em algoritmos genéticos (AG). Nesta ferramenta existe um módulo chamado OPLA-Patterns responsável pela aplicação de padrões de projeto durante o processo de otimização. Segundo o mapeamento sistemático realizado, os algoritmos meméticos (AM), que consistem da utilização de AGs com busca local, têm alcançado melhores resultados em problemas de otimização, se comparados ao AG. No entanto, não houve relatos da utilização de algoritmos meméticos para otimização de projeto de PLA. Dessa forma, este trabalho aborda a aplicação de AMs para otimização de projetos de PLAs, adaptando o operador de busca, Design Pattern Mutation Operator, proposto no OPLA-Patterns, como operador de busca local. Foram implementadas quatro versões distintas de AM, cada uma com um critério de seleção. Estudos experimentais foram realizados para comparar as soluções obtidas tanto pelo AG como pelas versões do AM. As comparações envolveram análises quantitativa e qualitativa das soluções encontradas. De maneira geral, os estudos quantitativos indicaram que o AM encontrou melhores soluções, em termos de fitness, quando comparado ao AG. Já o estudo qualitativo apontou que as soluções obtidas com o AM, no contexto da MOA4PLA, são boas do ponto de vista de arquitetos de software. O AM ainda necessita ser aprimorado com melhorias identificadas durante as etapas deste trabalho. 172 f

The primary purpose of a Software Product Line (LPS) is to reduce costs and increase productivity by reusing artifacts. In this approach, the main artifact is the Product Line Architecture (PLA) because it provides a solution for a range of LPS products. Evaluating the PLA design is a fundamental and complex task during the LPS life cycle, since the PLA specifies a set of reusable components in the LPS. The search for solutions to software engineering problems has been addressed in the search field called Search- based Software Engineering (SBSE) through approaches based on Multi-Objective Evolutionary Algorithms (MOEAs), which consider different factors and measures that affect the PLA design problem. In order to evaluate PLA designs, which use different software metrics to evaluate the modularity of characteristics, the PLA extensibility and the basic principles of design, the Multi-Objective Approach for Product Line Architecture Design (MOA4PLA) was proposed. However, other architectural properties can be evaluated. In this context, the objective of the present work was to expand the MOA4PLA evaluation model with metrics that assess other PLA design properties. Therefore, a quality model was defined for the MOA4PLA. After, other metrics have been identified to measure other architectural properties in the proposed quality model. Taking into account the new selected metrics, new objective functions were defined in the MOA4PLA evaluation model and implemented in the tool OPLA-tool. In order to investigate the correlation between the new objective functions, an exploratory study was carried out involving four experiments. Thus, the present work expands the evaluation model of the MOA4PLA, with other metrics to evaluate PLA designs. The main contributions of this work are: the proposal of the quality model for SBPD, the use of metrics for LPS oriented to services applied for the first time in the context of SBPD; and the new objective functions that let evaluate other architectural properties in the evaluation model of MOA4PLA. O objetivo principal de uma Linha de Produto de Software (LPS) é reduzir custos e aumentar a produtividade por meio do reúso de artefatos. Nessa abordagem, o principal artefato é a arquitetura da LPS (Product Line Architecture - PLA) porque ela fornece uma solução para uma gama de produtos da LPS. A avaliação do projeto de uma PLA é uma tarefa fundamental e complexa durante o ciclo de vida de LPS, dado que a PLA contem um conjunto de componentes reutilizáveis na LPS. A busca por soluções para problemas da Engenharia de Software tem sido tratada no campo de pesquisa denominado Engenharia de Software Baseada em Busca (Search Based Software Engineering - SBSE) por meio de abordagens baseadas em Algoritmos Evolutivos Multiobjetivos (Multi-Objective Evolutionary Algorithms - MOEAs), que consideram diferentes fatores e medidas que afetam o problema do projeto de PLA. Diante disso, foi proposta a abordagem Multiobjective Optimization Approach for Product Line Architecture - (MOA4PLA), composta por funções objetivo para avaliar projetos de PLA, as quais utilizam diferentes métricas de software para avaliar modularidade de características, extensibilidade de PLA e princípios básicos de projeto. No entanto, outras propriedades arquiteturais podem ser avaliadas. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi expandir o modelo de avaliação da MOA4PLA com métricas que avaliem outras propriedades de projeto de PLA. Portanto, foi definido um modelo de qualidade para a MOA4PLA. Logo foram identificadas outras métricas que permitam medir outras propriedades arquiteturais no modelo de qualidade proposto. Tendo em conta as novas métricas selecionadas, novas funções objetivo foram definidas no modelo de avaliação da MOA4PLA e implementadas na ferramenta OPLA-Tool. Em vista de investigar a correlação existente entre as novas funções objetivo, realizou-se um estudo exploratório envolvendo quatro experimentos. Assim, o presente trabalho expande o modelo de avaliação da MOA4PLA, com outras métricas para avaliar projetos de PLA. As principais contribuições do trabalho são: a proposta do modelo de qualidade para SBPD, o uso de métricas para a LPS orientado a serviços aplicadas por primeira vez no contexto de SBPD; e as novas funções objetivo que permitem avaliar outras propriedades arquiteturais no modelo de avaliação da MOA4PLA. 88, [10] f

Com a necessidade cada vez maior de agilizar a entrega de novos desenvolvimentos ao cliente e de diminuir o tempo de desenvolvimento das aplicações, a priorização de casos de teste possibilita a detecção das falhas presentes na aplicação mais rapidamente por meio da ordenação dos casos de teste a serem executados. E, com isso, possibilita também que a correção destas falhas inicie o mais brevemente possível. Entretanto, quando os casos de teste a serem priorizados são testes automatizados de sistema, critérios tradicionais utilizados na literatura como cobertura de código ou modelos do sistema deixam de ser interessantes, dada a característica inerente deste tipo de teste na qual a organização e a modelagem adotadas são ignoradas por se tratarem de testes de caixa preta. Considerando a hipótese de que casos de teste automatizados grandes testam mais partes da aplicação e que casos de teste similares podem estar testando a mesma área da aplicação, parece válido crer que a execução dos casos de teste de sistema priorizando os testes mais complexos pode alcançar resultados positivos quando comparada à execução não ordenada dos casos de teste. É neste cenário que este trabalho propõe o uso dos grafos de chamadas dos próprios casos de teste como critério para priorização destes, priorizando assim a execução dos casos de teste com a maior quantidade de nós no seu grafo. A abordagem proposta neste trabalho mostrou, por meio de dois estudos de caso, ser capaz de melhorar a taxa de detecção de falhas em relação à execução não ordenada dos casos de teste. Além disso, a abordagem proposta obteve resultados semelhantes as abordagens tradicionais de priorização utilizando cobertura de código da aplicação. With the increasing need to streamline the delivery of new developments to the customer and reduce application development time, test case prioritization allows a quicker detection of faults present in the application through the ordering of test cases to be executed. Besides that, a quicker detection enables also the correction of these faults to start as soon as possible. However, when the test cases to be prioritized are automated system tests, traditional criteria used in the literature like code coverage or system models become uninteresting, given that this type of test case, classified as black box test, ignores how the application was coded or modeled. Considering the hypothesis that bigger automated test cases verify more parts of the application and that similar test cases may be testing the same application areas, it seems valid to believe that giving a higher priority to more complex test cases to be executed first can accomplish positive results when compared to the unordered execution of test cases. It is on this scenario that this project studies the usage of call graphs from test cases as the criterion to prioritize them, increasing the priority of the execution of test cases with the higher number of nodes on the graph. The approach proposed in this document showed through two case studies that it is capable of improving fault detection rate compared to unordered test cases. Furthermore, the proposed approach achieved similar results when compared to a traditional prioritization approach using code coverage of the application.

The Product Line Architecture (ALP) is considered the most important artifact in a Software Product Line (LPS), as it includes a joint design to every LPS product. Thus, evaluate and modularize the ALP is essential to get a good LPS design. However, evaluation and modularization of ALP activities are difficult and require great human effort without the aid of an automated tool. It can be easy for an architect to recognize a good ALP design, however, it is difficult to get it. Therefore, MOA4PLA (Multi-Objective Approach for Product-Line Architecture Design), was proposed, which has the purpose to help the architect to evaluate and improve ALP design. This approach is multi-objective and uses an evaluation model composede by evaluation function to assess the ALP design. These functions are based on different metrics, which involve different architectural properties. Currently, the evaluation model presents problems in some evaluation functions, because these functions evaluate the desingn utilizing metrics with different magnitudes, so that the information resultant of the assessment is provided in a more general way. This work therefore proposes to restructure the evaluation model of MOA4PLA, separating the CM (pla) and FM (pla) by its architectural properties, generating new evaluation functions and increasing optimization options. Experimental studies were performed to investigate a possible correlation between the new evaluation functions. The results show that most of the functions are negatively correlated, so that when one function increases the other decreases. Thus the function has to be selected as an objective, if the architect wants to prioritize it in the optimization process. A Arquitetura de Linha de Produto (ALP) é considerada o artefato mais importante em uma Linha de Produto de Software (LPS), pois engloba um projeto comum a todos os produtos da LPS. Dessa forma, avaliar e modularizar a ALP é imprescindível para se obter um bom projeto de LPS. No entanto, a avaliação e modularização da ALP são atividades difíceis e que exigem grande esforço humano sem o auxílio de uma ferramenta automatizada. Pode ser fácil para um arquiteto reconhecer um bom projeto de ALP, todavia, tendo em vista as complicações apontadas, torna-se difícil obtê-lo. Diante disso, foi proposta a abordagem denominada MOA4PLA (Multi-Objective Approach for Product-Line Architecture Design), a qual tem o propósito de auxiliar o arquiteto a avaliar e melhorar projetos de ALP. Essa abordagem é multiobjetivo e utiliza um modelo de avaliação composto por funções de avaliação para avaliar o projeto de ALP. Tais funções valem-se de diferentes métricas, as quais envolvem propriedades arquiteturais também diferentes, dentre elas as funções CM(pla) e FM(pla). Atualmente, o modelo de avaliação proposto apresenta problemas em algumas funções de avaliação, pois essas funções avaliam o projeto utilizando métricas com diferentes grandezas, de modo que a informação resultante da avaliação é fornecida de maneira mais genérica. Este trabalho propõe, portanto, reestruturar o modelo de avaliação da MOA4PLA, separando as funções de avaliação CM(pla) e FM(pla) por propriedades arquiteturais, gerando novas funções de avaliação e aumentando as opções de otimização da MOA4PLA. Estudos experimentais foram realizados para analisar uma possível correlação entre as novas funções de avaliação. Os resultados apontam que a maioria das funções são negativamente correlacionadas, de modo que quando uma aumenta, a outra diminui. Sendo assim, a função tem que ser selecionada como objetivo, se o arquiteto quiser priorizá-la no processo de otimização. 123 f

The demand for software engineering support environment was evident since the 70s. It was necessary to control the integration between processes, tools and developers in order to increase software quality and productivity. An important concept in this context was Application Life Cycle Management (ALM). It is a model that covers software activities from conception to maintenance. The emergence of agile methods has changed how the software process is viewed, which human values and the way people work together are the key factors while the practices, tools and processes used are second-order. In essence, they provide fast and incremental software delivery, fostering co-operation between supplier and customer during software building. Thus, it is imperative to use appropriate tools to achieve agile project management and impose them on employees. Therefore, research is needed to recognize the importance of software development practices and studies are needed to overcome the barrier of non-use of tools or the use of non-flexible tools and to improve the conservation of the use of MA in software development. In addition, the design of an environment conducive to the context of MA requires research and exploratory studies that combine experiences in industry and academy. In this context, this paper presents a proposal for an ADS project based on ALM principles to articulate the use of Scrum as a management method and software development support techniques, named Agile Development Environment (ADE). In addition, the ADE describes the elements belonging to the environment, its architecture, the development process and the integrations between the elements. The evaluation of the ADE was carried out in two parts, the first a comparison a comparison with previous development environment is also presented. The second part of the evaluation was carried out through a qualitative empirical study, adopting Grounded Theory procedures, from the point of view of experts with experience in the software industry and agile methods. The results obtained from this study provided indications of feasibility of its use and served as a basis for improvements in the ADE proposal. Por volta dos anos 70 surgiram os conceitos de ambiente de desenvolvimento de software cujo objetivo é apoiar as atividades de desenvolvimento, manutenção e gerenciamento de projetos de software, utilizando diversas ferramentas de forma integrada. Um conceito importante, neste contexto, é o Application Life-Cycle Management (ALM) que apresenta um modelo de gerenciamento do ciclo de vida do software, desde sua concepção até sua manutenção. O surgimento dos Métodos Ágeis (MA), tem mudado como o processo de software é visto, no qual os valores humanos e a maneira como as pessoas trabalham em conjunto constituem os fatores principais enquanto que as práticas, as ferramentas e os processos usados são de segunda ordem. Em essência, eles fornecem entrega rápida e incremental de software, promovendo a cooperação entre fornecedor e cliente durante a construção do software. Assim é imprescindível a utilização de ferramentas apropriadas para se obter um gerenciamento ágil de projetos e impô-las aos colaboradores. Portanto, pesquisas são necessárias para reconhecer a importância das práticas de desenvolvimento de software e estudos são necessários para superar a barreira do não uso de ferramentas ou o uso de ferramentas não-flexíveis e para melhorar à conservação do uso de MA no desenvolvimento de software. Além disso, a concepção de um ambiente propício para o contexto de MA, demanda pesquisas e estudos exploratórios que combinem as experiências na indústria e na academia. Neste contexto, esta dissertação apresenta uma proposta de um projeto de um Ambiente de desenvolvimento de Software (ADS) apoiado nos princípios de ALM para articular o uso do Scrum como método de gerenciamento e as técnicas de apoio ao desenvolvimento de software, denominado Agile Development Environment (ADE). Além disso, no ADE são descritos os elementos pertencentes ao ambiente, sua arquitetura, o processo de desenvolvimento e as integrações entre os elementos. A avaliação do ADE foi realizada em duas partes, a primeira uma comparação entre o ADE e os conceitos de ADS. Já a segunda parte da avaliação foi realizada por meio de um estudo empírico qualitativo, adotando procedimentos de Grounded Theory, do ponto de vista de especialistas com experiência na indústria em desenvolvimento de software e métodos ágeis. Os resultados obtidos de tal estudo forneceram indícios de viabilidade para sua utilização e serviram como base para melhorias na proposta do ADE. 101 f

Veículo autônomo inteligente (ou apenas veículo autônomo VA) é um tipo de sistema embarcado que integra componentes físicos (hardware) e computacionais (software). Sua principal característica é a capacidade de locomoção e de operação de modo semi ou completamente autônomo. A autonomia cresce com a capacidade de percepção e de deslocamento no ambiente, robustez e capacidade de resolver e executar tarefas lidando com as mais diversas situações (inteligência). Veículos autônomos representam um tópico de pesquisa importante e que tem impacto direto na sociedade. No entanto, à medida que esse campo avança alguns problemas secundários aparecem como, por exemplo, como saber se esses sistemas foram suficientemente testados. Uma das fases do teste de um VA é o teste de campo, em que o veículo é levado para um ambiente pouco controlado e deve executar livremente a missão para a qual foi programado. Ele é geralmente utilizado para garantir que os veículos autônomos mostrem o comportamento desejado, mas nenhuma informação sobre a estrutura do código é utilizada. Pode ocorrer que o veículo (hardware e software) passou no teste de campo, mas trechos importantes do código nunca tenham sido executados. Durante o teste de campo, os dados de entrada são coletados em logs que podem ser posteriormente analisados para avaliar os resultados do teste e para realizar outros tipos de teste offline. Esta tese apresenta um conjunto de propostas para apoiar a análise do teste de campo do ponto de vista do teste estrutural. A abordagem é composta por um modelo de classes no contexto do teste de campo, uma ferramenta que implementa esse modelo e um algoritmo genético para geração de dados de teste. Apresenta também heurísticas para reduzir o conjunto de dados contidos em um log sem diminuir substancialmente a cobertura obtida e estratégias de combinação e mutação que são usadas no algoritmo. Estudos de caso foram conduzidos para avaliar as heurísticas e estratégias e são também apresentados e discutidos. Intelligent autonomous vehicle (or just autonomous vehicle - AV) is a type of embedded system that integrates physical (hardware) and computational (software) components. Its main feature is the ability to move and operate partially or fully autonomously. Autonomy grows with the ability to perceive and move within the environment, robustness and ability to solve and perform tasks dealing with different situations (intelligence). Autonomous vehicles represent an important research topic that has a direct impact on society. However, as this field progresses some secondary problems arise, such as how to know if these systems have been sufficiently tested. One of the testing phases of an AV is the field testing, where the vehicle is taken to a controlled environment and it should execute the mission for which it was programed freely. It is generally used to ensure that autonomous vehicles show the intended behavior, but it usually does not take into consideration the code structure. The vehicle (hardware and software) could pass the field testing, but important parts of the code may never have been executed. During the field testing, the input data are collected in logs that can be further analyzed to evaluate the test results and to perform other types of offline tests. This thesis presents a set of proposals to support the analysis of field testing from the point of view of the structural testing. The approach is composed of a class model in the context of the field testing, a tool that implements this model and a genetic algorithm to generate test data. It also shows heuristics to reduce the data set contained in a log without reducing substantially the coverage obtained and combination and mutation strategies that are used in the algorithm. Case studies have been conducted to evaluate the heuristics and strategies, and are also presented and discussed.

Orientadora : Profª. Drª. Silvia Regina Vergilio Co-orientadora : Profª. Drª. Thelma Elita Colanzi Lopes Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 20/02/2015 Inclui bibliografia Resumo: A adoção de estilos arquiteturais contribui para melhorar uma Arquitetura de Linha de Produto de Software (ALP) ao prover uma organização específica para os elementos, melhorando sua flexibilidade, extensibilidade e manutenção. Abordagens de otimização baseadas em busca podem também beneficiar o projeto de ALP, gerando alternativas de ALP associadas com o melhor trade-off entre diferentes medidas, como coesão, acoplamento e modularização de características. Entretanto, a utilização de operadores de busca modifica a organização da ALP, e consequentemente pode violar as regras dos estilos arquiteturais, impactando negativamente na compreensão da arquitetura. De modo a resolver esse problema, este trabalho introduz um conjunto de operadores de busca denominado SO4ARS (Search Operators for preserving Architectural Styles), que consideram as regras dos principais estilos arquiteturais geralmente utilizados no projeto baseado em busca de arquiteturas em geral e de ALPs: estilo em camadas, cliente/servidor e orientado a aspectos. Os operadores foram implementados no módulo OPLA-ArchStyles e integrados à ferramenta OPLA-Tool, que apoia a utilização da abordagem Multi-objective Optimization Approach for PLA Design (MOA4PLA), responsável por auxiliar no projeto baseado em busca de ALPs. Resultados de um estudo empírico mostram que os operadores propostos contribuem para obter melhores soluções, preservando o estilo adotado, e também melhorando os valores de algumas métricas de software. Abstract: The adoption of architectural styles helps to improve the Product Line Architecture (PLA) design by providing a better organization of the elements, flexibility, extensibility and maintainability. Search based optimization approaches can also benefit the PLA design, by generating PLA alternatives associated the best trade-offs between different measures related to cohesion, coupling and feature modularization. However, the usage of existing search operators changes the PLA organization, and consequently may violate styles rules, impacting negatively the architecture understanding. In order to solve this problem, this work introduces a set of search operators, named SO4ARS (Search Operators for preserving Architectural Styles), which considers rules of the main architectural styles, generally used in the search based design of conventional architectures and PLAs: layered, client/server and aspect-oriented styles. The search operators were implemented in the OPLA-ArchStyles module and integrated to OPLA-Tool, which supports the use of the Multi-objective Optimization Approach for PLA Design (MOA4PLA) in order to help the search based design of PLAs. Results from an empirical evaluation show that the proposed operators contribute to obtain better solutions, by maintaining the adopted style and also improving some software metrics values.

Orientadora : Profª. Drª. Silvia Regina Vergilio Co-orientadora : Profª. Drª. Thelma Elita Colanzi Lopes Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 23/10/2014 Inclui referências Resumo: Padrões de projeto visam a melhorar o entendimento e o reúso de arquiteturas de software. No projeto baseado em busca eles têm sido aplicados com sucesso por meio de operadores de mutação em processos evolutivos. No contexto de Arquiteturas de Linha de Produtos (ALPs), alguns trabalhos têm aplicado padrões de projeto manualmente, mas não existem abordagens baseadas em busca que considerem o uso destes padrões. Tornar este uso possível é o objetivo deste trabalho, que introduz uma forma automática para aplicação de padrões de projeto por meio de um operador de mutação na abordagem Multi-objective Optimization Approach for PLA Design (MOA4PLA). A ideia é que esta aplicação não gere anomalias na arquitetura e garanta que estes padrões sejam aplicados em escopos realmente propícios para suas aplicações. Para isso, foi realizada uma análise de viabilidade para determinar quais padrões do catálogo GoF (Gang of Four) são aplicáveis no contexto da MOA4PLA. Um operador de mutação é proposto para ser utilizado neste contexto, de modo a aplicar estes padrões de projeto em ALPs durante o processo evolutivo utilizando métodos de verificação de escopos e aplicação de padrões. O operador de mutação foi implementado no módulo OPLA-Patterns da ferramenta OPLA-Tool, que dá suporte a abordagem MOA4PLA. Experimentos foram configurados e executados em ALPs reais para avaliar quantitativamente e qualitativamente os resultados obtidos. Os resultados mostram que a aplicação de padrões de projeto permite a obtenção de arquiteturas com melhores valores em métricas de software resultando em uma maior diversidade de soluções para que o arquiteto possa escolher qual delas mais se adequa aos seus objetivos. Portanto, aplicar padrões de projeto por meio do operador proposto contribui positivamente para o projeto de ALP. Abstract: Design patterns aim at improving the understanding and reuse of software architectures. In the search-based design they have been successfully applied by mutation operators in the evolutionary process. In the software Product Line Architecture (PLA) context, some works have manually applied design patterns, but there are no search-based approaches that take into account the use of these patterns. To make this use possible is the goal of this work, which introduces an automated way for the application of design patterns through a mutation operator in the MOA4PLA approach (Multi-objective Optimization Approach for PLA Design). The goal is to avoid the introduction of architectural anomalies and to ensure that these patterns are applied only in feasible scopes. To this end, a feasibility analysis was conducted to determine which patterns of the GoF (Gang of Four) catalog could be applied in the context of MOA4PLA. A mutation operator is proposed in order to apply feasible design patterns in PLAs during the evolutionary process. The operator uses scope verification and design patterns application methods. The mutation operator was implemented in the OPLA-Patterns module of OPLA-Tool, which supports the MOA4PLA approach. Experiments were configured and executed in real PLAs to quantitatively and qualitatively evaluate the results. The results showed that the application of design patterns allows the generation of architectures with better values of the software metrics. A greater diversity of solutions was obtained, then the architect can choose which one best fits his/her objectives. Therefore, the application of design patterns using the proposed operator contributes positively to the PLA design.