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Projeto de Dissertação apresentado ao Programa de Pós-Graduação acadêmico em Engenharia de Computação da Universidade de Pernambuco como parte dos requisitos para defesa da dissertação de Mestrado. Orientador: Prof. Dr. Wylliams Barbosa Santos Co-Orientador: Profa. Dra. Roberta Andrade de Araújo Fagundes

Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE Software architecture is considered an important area of Software Engineering, as it is useful for managing the development and maintenance of large scale software-intensive systems. The software architecture as a development product is useful for technical activities, such as describing the views and concerns of the future software products, as well as for management activities, including allocating tasks to each team and as an input for project management activities. One main issue when describing the software architecture is knowing what elements must be included in the architecture, and at what level of detail. Thus, the description of a Software Architecture has been considered a crucial deliverable in a software development process because it is read by many stakeholders when developing and maintaining complex software systems that are composed of multiple elements, including software, systems, hardware, and processes. Due to Software Architecture importance, the ISO/IEC/IEEE 42010:2011 standard was published in 2011. In order to facilitate and assist in the documentation of software architecture, many contributions have been proposed in the past decades for architectural standards, provided by academia and industry. This master thesis proposes the use of standard ISO/IEC/IEEE 42010:2011 to develop a maturity model, named ArchCaMo, which is based on sections 5, 6, and 7 of the mentioned standard. To support the designing of ArchCaMo, a Systematic Mapping Study was performed for describing studies that explicitly used the ISO/IEC/IEEE 42010:2011 standard, and identifying which parts of this standard were most considered in the literature. The ArchCaMo is useful to evaluate current architectures and analyze the rate of architecture debt. In addition, it is effective for organizations that are struggling with organizing, describing, and communicating the software architecture for multiple stakeholders. For each level of architecture maturity, the organization knows what to expect concerning activities and deliverables. Within this objective, three organizations are selected as case studies. The researchers conducted the survey by means of interviews with their software architect or the chief of the software architecture team. By analyzing the obtained results, the authors checked the compliance of their software architecture activities with ISO/IEC/IEEE 42010:2011. As a result, all three organizations were classified on level 1, which means that these organizations fail in at least one aspect to formalize and define the software architecture. Arquitetura de software é considerada uma área importante da Engenharia de Software, pois é útil para gerenciar o desenvolvimento e a manutenção de sistemas intensivos de software em larga escala. A arquitetura de software como produto de desenvolvimento é útil para atividades técnicas, como descrever as visões e expectativas dos futuros produtos de software, bem como para atividades de gerenciamento, incluindo a alocação de tarefas para cada equipe e como entrada para as atividades de gerenciamento de projetos. Um problema principal ao descrever a arquitetura do software é saber quais elementos devem ser incluídos na arquitetura e em que nível de detalhe. Assim, a descrição de uma arquitetura de software é considerada uma entrega crucial em um processo de desenvolvimento de software, porque é lida por muitas partes interessadas em desenvolver e manter sistemas de software complexos compostos por vários elementos, incluindo software, sistemas, hardware e processos. Devido à importância da arquitetura de software, o padrão ISO/IEC/IEEE 42010:2011 foi publicado em 2011. Para facilitar e auxiliar na documentação da arquitetura de software, muitas contribuições foram propostas nas últimas décadas para os padrões de arquitetura, fornecidos pela academia e pela indústria. Esta dissertação de mestrado propõe o uso da norma ISO/IEC/IEEE 42010:2011 para desenvolver um modelo de maturidade, denominado ArchCaMo, baseado nas seções 5, 6 e 7 da norma mencionada. Para apoiar o projeto do ArchCaMo, foi realizado um Mapeamento Sistemático para descrever estudos que usavam explicitamente o padrão ISO/IEC/IEEE 42010:2011 e identificar quais partes desse padrão foram mais consideradas na literatura. ArchCaMo é útil para avaliar arquiteturas atuais e analisar a taxa de dívida técnica da arquitetura. Além disso, ele é eficaz para organizações que estão lutando para organizar, descrever e comunicar a arquitetura de software para vários interessados. Para cada nível de maturidade da arquitetura, a organização sabe o que esperar em relação a atividades e entregas. Dentro deste objetivo, três organizações são selecionadas como estudos de caso. Os pesquisadores conduziram a pesquisa por meio de entrevistas com seu arquiteto de software ou com o chefe da equipe de arquitetura de software. Ao analisar os resultados obtidos, os autores verificaram a conformidade de suas atividades de arquitetura de software com a norma ISO/IEC/IEEE 42010:2011. Como resultado, todas as três organizações foram classificadas no nível 1, o que significa que essas organizações falham em pelo menos um aspecto em formalizar e definir a arquitetura do software. São Cristóvão, SE

A estimativadeDívidaTécnicadeSoftwaretemcomoobjetivocalcularoscustosdonão- cumprimento depadrõesdequalidadenoprocessodedesenvolvimento,taiscomofaltade documentação, máspráticasdedesenvolvimentoedesobediênciaàsregrasdecodificação específicas deumprojeto.Umadaspreocupaçõesdeorganizaçõeseengenheirosde softwareégarantirtaispadrõesdequalidade,noentanto,aformahumanadefazereste controle permiteerrosque,consequentemente,ocasionamDívidaTécnica,queemcurto prazo nãosãoumproblema,masemlongoprazopodedestruirestruturasdesoftware inteiras. Combasenesteproblema,serápropostaumaabordagemparaocálculodaDívida Técnica deDesigndeaplicaçõesdesenvolvidasemJava.Osmétodosutilizadosparaeste fim envolvemamineraçãodedadosderepositóriosdecódigoaberto,bancosdedados de softwarederastreamentodedefeitos,estimativadotempodecorreçãodeviolaçãode regrasdedesigneverificaçãodeconformidadearquitetural. The SoftwareTechnicalDebtaimstocalculatecostsfromthefailuretocomplywithqua- lity standardsinthedevelopmentprocess,suchaslackofdocumentation,baddevelop- ment practicesanddisobediencetospecificcodingrulesofaproject.Oneoftheconcerns of organizationsandsoftwareengineersistoensuresuchqualitystandards,however,the humane wayofdoingthiscontrolallowsmistakeswhichconsequentlycausesTechnical Debt, whichintheshorttermarenotaproblem,butinthelongruncandestroyentire softwarestructures.Basedonthisproblem,itwillbeproposedanapproachforcalcu- lating theDesignTechnicalDebtofapplicationsdevelopedinJava.Themethodsused for thispurposeinvolvedataminingofopensourcecoderepositories,defecttracking softwaredatabases,timecorrectionestimativeofdesignrulesviolationandarchitectural compliance check.

A metáfora da dívida técnica (DT) apresenta-se muito útil para Engenharia de Software, estando diretamente relacionada ao contexto de evolução e manutenção existentes no ciclo de vida de um produto. Ela pode ser entendida como uma relação entre custos e efeitos, de curto e longo prazos, associados a decisões de projeto durante o processo de desenvolvimento de software. Atualmente, grandes empresas e alguns setores do governo ainda possuem restrições quanto à adoção de produtos de código aberto por incertezas relacionadas a sua qualidade e confiabilidade. Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a dívida técnica em produtos de código aberto, no intuito de demonstrar a possibilidade de utilização dessa abordagem para avaliação da qualidade de software. Para tanto, foram realizados estudos experimentais, contemplando a coleta automatizada de dados para um conjunto expressivo de produtos de código aberto, tendo como entrada o respectivo código fonte. Esses produtos foram submetidos à avaliação da Plataforma SonarQube, a qual possibilita coletar diversas métricas sobre a qualidade do código fonte – entre elas a dívida técnica (technical debt). A interpretação dos dados coletados possibilitou a análise da evolução da DT desses produtos, a classificação dos projetos e a verificação da representatividade dos eixos de qualidade que compõem a DT. Os resultados sugerem que a maioria dos projetos avaliados demonstrou diminuição da DT, ao longo de suas versões, e apresentou valores pouco elevados para a métrica. Outra contribuição consiste que os eixos de qualidade “Cobertura”, “Violações” e “Complexidade” foram identificados como aqueles que mais contribuem para o incremento da DT do conjunto de produtos avaliados. Foi possível, também, verificar a existência de uma correlação entre a implementação da DT estudada e a metodologia SQALE, no que diz respeito à avaliação da qualidade de software. The metaphor of technical debt (TD) is very useful for Software Engineering, it is directly related to the context of evolution and maintenance in the life cycle of a product. It can be understood as a relation between costs and effects, of short and long term, associated with project decisions during the software development process. Currently, large companies and some government sectors still have restrictions in adopting open source products by uncertainties related to its quality and reliability. In this context, this study aims to evaluate the technical debt in open source products in order to demonstrate the feasibility of this approach to evaluate the software quality. For this, were performed experimental studies, contemplating the automated data collection for a significant set of products open source, having as input its source code. These products were evaluated by SonarQube Platform, which enables collect several metrics about the quality of the source code - including the technical debt. The interpretation of the collected data allowed the analysis of the TD evolution for these products, the classification of the projects and the verification of the representativeness of the quality axis that make up the TD. The results suggest that most of the projects evaluated have shown decreased TD along their versions and they showed slightly elevated values of the metric. Another contribution is that the quality axis Coverage, Violations and Complexity is presented as the main contributors to the TD’s increase of from the set of product evaluated. It was also possible to verify the existence of a correlation between the TD implementation and the SQALE methodology, with regard assessing software quality evaluating.