Uma abordagem sistemática para implementação, gerenciamento e customização de testes de linhas de produto de software

Through the adoption of the software product line (SPL) approach, several benefits are achieved when compared to the conventional development processes that are based on creating a single software system at a time. The process of developing a SPL differs from traditional software construction, since it has two essential phases: the domain engineering - when common and variables elements of the SPL are defined and implemented; and the application engineering - when one or more applications (specific products) are derived from the reuse of artifacts created in the domain engineering. The test activity is also fundamental and aims to detect defects in the artifacts produced in SPL development. However, the characteristics of an SPL bring new challenges to this activity that must be considered. Several approaches have been recently proposed for the testing process of product lines, but they have been shown limited and have only provided general guidelines. In addition, there is also a lack of tools to support the variability management and customization of automated case tests for SPLs. In this context, this dissertation has the goal of proposing a systematic approach to software product line testing. The approach offers: (i) automated SPL test strategies to be applied in the domain and application engineering, (ii) explicit guidelines to support the implementation and reuse of automated test cases at the unit, integration and system levels in domain and application engineering; and (iii) tooling support for automating the variability management and customization of test cases. The approach is evaluated through its application in a software product line for web systems. The results of this work have shown that the proposed approach can help the developers to deal with the challenges imposed by the characteristics of SPLs during the testing process

Squid impact analyser: uma ferramenta para análise de impacto de mudança em linhas de produto de software

Software Products Lines (SPL) is a software engineering approach to developing software system families that share common features and differ in other features according to the requested software systems. The adoption of the SPL approach can promote several benefits such as cost reduction, product quality, productivity, and time to market. On the other hand, the SPL approach brings new challenges to the software evolution that must be considered. Recent research work has explored and proposed automated approaches based on code analysis and traceability techniques for change impact analysis in the context of SPL development. There are existing limitations concerning these approaches such as the customization of the analysis functionalities to address different strategies for change impact analysis, and the change impact analysis of fine-grained variability. This dissertation proposes a change impact analysis tool for SPL development, called Squid Impact Analyzer. The tool allows the implementation of change impact analysis based on information from variability modeling, mapping of variability to code assets, and existing dependency relationships between code assets. An assessment of the tool is conducted through an experiment that compare the change impact analysis results provided by the tool with real changes applied to several evolution releases from a SPL for media management in mobile devices

Um método para desenvolvimento de abordagens generativas com composição de linguagens específicas de domínio

The software systems development with domain-specific languages has become increasingly common. Domain-specific languages (DSLs) provide increased of the domain expressiveness, raising the abstraction level by facilitating the generation of models or low-level source code, thus increasing the productivity of systems development. Consequently, methods for the development of software product lines and software system families have also proposed the adoption of domain-specific languages. Recent studies have investigated the limitations of feature model expressiveness and proposing the use of DSLs as a complement or substitute for feature model. However, in complex projects, a single DSL is often insufficient to represent the different views and perspectives of development, being necessary to work with multiple DSLs. In order to address new challenges in this context, such as the management of consistency between DSLs, and the need to methods and tools that support the development with multiple DSLs, over the past years, several approaches have been proposed for the development of generative approaches. However, none of them considers matters relating to the composition of DSLs. Thus, with the aim to address this problem, the main objectives of this dissertation are: (i) to investigate the adoption of the integrated use of feature models and DSLs during the domain and application engineering of the development of generative approaches; (ii) to propose a method for the development of generative approaches with composition DSLs; and (iii) to investigate and evaluate the usage of modern technology based on models driven engineering to implement strategies of integration between feature models and composition of DSLs

An automated approach for performance deviation analysis of evolving software systems

A manutenção e evolução de sistemas de software tornou-se uma tarefa bastante crítica ao longo dos últimos anos devido à diversidade e alta demanda de funcionalidades, dispositivos e usuários. Entender e analisar como novas mudanças impactam os atributos de qualidade da arquitetura de tais sistemas é um pré-requisito essencial para evitar a deterioração de sua qualidade durante sua evolução. Esta tese propõe uma abordagem automatizada para a análise de variação do atributo de qualidade de desempenho em termos de tempo de execução (tempo de resposta). Ela é implementada por um framework que adota técnicas de análise dinâmica e mineração de repositório de software para fornecer uma forma automatizada de revelar fontes potenciais – commits e issues – de variação de desempenho em cenários durante a evolução de sistemas de software. A abordagem define quatro fases: (i) preparação – escolher os cenários e preparar os releases alvos; (ii) análise dinâmica – determinar o desempenho de cenários e métodos calculando seus tempos de execução; (iii) análise de variação – processar e comparar os resultados da análise dinâmica para releases diferentes; e (iv) mineração de repositório – identificar issues e commits associados com a variação de desempenho detectada. Estudos empíricos foram realizados para avaliar a abordagem de diferentes perspectivas. Um estudo exploratório analisou a viabilidade de se aplicar a abordagem em sistemas de diferentes domínios para identificar automaticamente elementos de código fonte com variação de desempenho e as mudanças que afetaram tais elementos durante uma evolução. Esse estudo analisou três sistemas: (i) SIGAA – um sistema web para gerência acadêmica; (ii) ArgoUML – uma ferramenta de modelagem UML; e (iii) Netty – um framework para aplicações de rede. Outro estudo realizou uma análise evolucionária ao aplicar a abordagem em múltiplos releases do Netty, e dos frameworks web Wicket e Jetty. Nesse estudo foram analisados 21 releases (sete de cada sistema), totalizando 57 cenários. Em resumo, foram encontrados 14 cenários com variação significante de desempenho para Netty, 13 para Wicket e 9 para Jetty. Adicionalmente, foi obtido feedback de oito desenvolvedores desses sistemas através de um formulário online. Finalmente, no último estudo, um modelo de regressão para desempenho foi desenvolvido visando indicar propriedades de commits que são mais prováveis a causar degradação de desempenho. No geral, 997 commits foram minerados, sendo 103 recuperados de elementos de código fonte degradados e 19 de otimizados, enquanto 875 não tiveram impacto no tempo de execução. O número de dias antes de disponibilizar o release e o dia da semana se mostraram como as variáveis mais relevantes dos commits que degradam desempenho no nosso modelo. A área de característica de operação do receptor (ROC – Receiver Operating Characteristic) do modelo de regressão é 60%, o que significa que usar o modelo para decidir se um commit causará degradação ou não é 10% melhor do que uma decisão aleatória.

An automated approach for performance deviation analysis of evolving software systems

A manutenção e evolução de sistemas de software tornou-se uma tarefa bastante crítica ao longo dos últimos anos devido à diversidade e alta demanda de funcionalidades, dispositivos e usuários. Entender e analisar como novas mudanças impactam os atributos de qualidade da arquitetura de tais sistemas é um pré-requisito essencial para evitar a deterioração de sua qualidade durante sua evolução. Esta tese propõe uma abordagem automatizada para a análise de variação do atributo de qualidade de desempenho em termos de tempo de execução (tempo de resposta). Ela é implementada por um framework que adota técnicas de análise dinâmica e mineração de repositório de software para fornecer uma forma automatizada de revelar fontes potenciais – commits e issues – de variação de desempenho em cenários durante a evolução de sistemas de software. A abordagem define quatro fases: (i) preparação – escolher os cenários e preparar os releases alvos; (ii) análise dinâmica – determinar o desempenho de cenários e métodos calculando seus tempos de execução; (iii) análise de variação – processar e comparar os resultados da análise dinâmica para releases diferentes; e (iv) mineração de repositório – identificar issues e commits associados com a variação de desempenho detectada. Estudos empíricos foram realizados para avaliar a abordagem de diferentes perspectivas. Um estudo exploratório analisou a viabilidade de se aplicar a abordagem em sistemas de diferentes domínios para identificar automaticamente elementos de código fonte com variação de desempenho e as mudanças que afetaram tais elementos durante uma evolução. Esse estudo analisou três sistemas: (i) SIGAA – um sistema web para gerência acadêmica; (ii) ArgoUML – uma ferramenta de modelagem UML; e (iii) Netty – um framework para aplicações de rede. Outro estudo realizou uma análise evolucionária ao aplicar a abordagem em múltiplos releases do Netty, e dos frameworks web Wicket e Jetty. Nesse estudo foram analisados 21 releases (sete de cada sistema), totalizando 57 cenários. Em resumo, foram encontrados 14 cenários com variação significante de desempenho para Netty, 13 para Wicket e 9 para Jetty. Adicionalmente, foi obtido feedback de oito desenvolvedores desses sistemas através de um formulário online. Finalmente, no último estudo, um modelo de regressão para desempenho foi desenvolvido visando indicar propriedades de commits que são mais prováveis a causar degradação de desempenho. No geral, 997 commits foram minerados, sendo 103 recuperados de elementos de código fonte degradados e 19 de otimizados, enquanto 875 não tiveram impacto no tempo de execução. O número de dias antes de disponibilizar o release e o dia da semana se mostraram como as variáveis mais relevantes dos commits que degradam desempenho no nosso modelo. A área de característica de operação do receptor (ROC – Receiver Operating Characteristic) do modelo de regressão é 60%, o que significa que usar o modelo para decidir se um commit causará degradação ou não é 10% melhor do que uma decisão aleatória.

Reqsys-MDD: uma ferramenta para mapeamento entre modelos de features e requisitos em linhas de produto de software

The approach Software Product Line (SPL) has become very promising these days, since it allows the production of customized systems on large scale through product families. For the modeling of these families the Features Model is being widely used, however, it is a model that has low level of detail and not may be sufficient to guide the development team of LPS. Thus, it is recommended add the Features Model to other models representing the system from other perspectives. The goals model PL-AOVgraph can assume this role complementary to the Features Model, since it has a to context oriented language of LPS's, which allows the requirements modeling in detail and identification of crosscutting concerns that may arise as result of variability. In order to insert PL-AOVgraph in development of LPS's, this paper proposes a bi-directional mapping between PL-AOVgraph and Features Model, which will be automated by tool ReqSys-MDD. This tool uses the approach of Model-Driven Development (MDD), which allows the construction of systems from high level models through successive transformations. This enables the integration of ReqSys-MDD with other tools MDD that use their output models as input to other transformations. So it is possible keep consistency among the models involved, avoiding loss of informations on transitions between stages of development

Aplicação do método B ao projeto formal de software embarcado

This work shows a project method proposed to design and build software components from the software functional m del up to assembly code level in a rigorous fashion. This method is based on the B method, which was developed with support and interest of British Petroleum (BP). One goal of this methodology is to contribute to solve an important problem, known as The Verifying Compiler. Besides, this work describes a formal model of Z80 microcontroller and a real system of petroleum area. To achieve this goal, the formal model of Z80 was developed and documented, as it is one key component for the verification upto the assembly level. In order to improve the mentioned methodology, it was applied on a petroleum production test system, which is presented in this work. Part of this technique is performed manually. However, almost of these activities can be automated by a specific compiler. To build such compiler, the formal modelling of microcontroller and modelling of production test system should provide relevant knowledge and experiences to the design of a new compiler. In ummary, this work should improve the viability of one of the most stringent criteria for formal verification: speeding up the verification process, reducing design time and increasing the quality and reliability of the product of the final software. All these qualities are very important for systems that involve serious risks or in need of a high confidence, which is very common in the petroleum industry