AOP i Enginyeria inversa amb Objectes Distribuïts

L'objectiu d'aquest projecte és fer ús de la nova programació orientada a aspectes (AOP) per a fer tasques de reenginyeria. la finalitat seria que, amb l'ajut d'aquesta tecnologia, es pogués extreure informació de l'execució d'una aplicació, de manera que a partir d'aquesta informació es pogués obtenir el diagrama de cas d'ús.

Analyse de dépendance des programmes à objet en utilisant les modèles probabilistes des entrées

La tâche de maintenance ainsi que la compréhension des programmes orientés objet (OO) deviennent de plus en plus coûteuses. L’analyse des liens de dépendance peut être une solution pour faciliter ces tâches d’ingénierie. Cependant, analyser les liens de dépendance est une tâche à la fois importante et difficile. Nous proposons une approche pour l'étude des liens de dépendance internes pour des programmes OO, dans un cadre probabiliste, où les entrées du programme peuvent être modélisées comme un vecteur aléatoire, ou comme une chaîne de Markov. Dans ce cadre, les métriques de couplage deviennent des variables aléatoires dont les distributions de probabilité peuvent être étudiées en utilisant les techniques de simulation Monte-Carlo. Les distributions obtenues constituent un point d’entrée pour comprendre les liens de dépendance internes entre les éléments du programme, ainsi que leur comportement général. Ce travail est valable dans le cas où les valeurs prises par la métrique dépendent des entrées du programme et que ces entrées ne sont pas fixées à priori. Nous illustrons notre approche par deux études de cas.

Identification et localisation des préoccupations fonctionnelles dans un code légataire Java

Traditionnellement, les applications orientées objets légataires intègrent différents aspects fonctionnels. Ces aspects peuvent être dispersés partout dans le code. Il existe différents types d’aspects : • des aspects qui représentent des fonctionnalités métiers ; • des aspects qui répondent à des exigences non fonctionnelles ou à d’autres considérations de conception comme la robustesse, la distribution, la sécurité, etc. Généralement, le code qui représente ces aspects chevauche plusieurs hiérarchies de classes. Plusieurs chercheurs se sont intéressés à la problématique de la modularisation de ces aspects dans le code : programmation orientée sujets, programmation orientée aspects et programmation orientée vues. Toutes ces méthodes proposent des techniques et des outils pour concevoir des applications orientées objets sous forme de composition de fragments de code qui répondent à différents aspects. La séparation des aspects dans le code a des avantages au niveau de la réutilisation et de la maintenance. Ainsi, il est important d’identifier et de localiser ces aspects dans du code légataire orienté objets. Nous nous intéressons particulièrement aux aspects fonctionnels. En supposant que le code qui répond à un aspect fonctionnel ou fonctionnalité exhibe une certaine cohésion fonctionnelle (dépendances entre les éléments), nous proposons d’identifier de telles fonctionnalités à partir du code. L’idée est d’identifier, en l’absence des paradigmes de la programmation par aspects, les techniques qui permettent l’implémentation des différents aspects fonctionnels dans un code objet. Notre approche consiste à : • identifier les techniques utilisées par les développeurs pour intégrer une fonctionnalité en l’absence des techniques orientées aspects • caractériser l’empreinte de ces techniques sur le code • et développer des outils pour identifier ces empreintes. Ainsi, nous présentons deux approches pour l’identification des fonctionnalités existantes dans du code orienté objets. La première identifie différents patrons de conception qui permettent l’intégration de ces fonctionnalités dans le code. La deuxième utilise l’analyse formelle de concepts pour identifier les fonctionnalités récurrentes dans le code. Nous expérimentons nos deux approches sur des systèmes libres orientés objets pour identifier les différentes fonctionnalités dans le code. Les résultats obtenus montrent l’efficacité de nos approches pour identifier les différentes fonctionnalités dans du code légataire orienté objets et permettent de suggérer des cas de refactorisation.

Rétro ingénierie des modèles d’objets dynamiques pour JavaScript

La compréhension des objets dans les programmes orientés objet est une tâche impor- tante à la compréhension du code. JavaScript (JS) est un langage orienté-objet dyna- mique, et son dynamisme rend la compréhension du code source très difficile. Dans ce mémoire, nous nous intéressons à l’analyse des objets pour les programmes JS. Notre approche construit de façon automatique un graphe d’objets inspiré du diagramme de classes d’UML à partir d’une exécution concrète d’un programme JS. Le graphe résul- tant montre la structure des objets ainsi que les interactions entre eux. Notre approche utilise une transformation du code source afin de produire cette in- formation au cours de l’exécution. Cette transformation permet de recueillir de l’infor- mation complète au sujet des objets crées ainsi que d’intercepter toutes les modifications de ces objets. À partir de cette information, nous appliquons plusieurs abstractions qui visent à produire une représentation des objets plus compacte et intuitive. Cette approche est implémentée dans l’outil JSTI. Afin d’évaluer l’utilité de l’approche, nous avons mesuré sa performance ainsi que le degré de réduction dû aux abstractions. Nous avons utilisé les dix programmes de réfé- rence de V8 pour cette comparaison. Les résultats montrent que JSTI est assez efficace pour être utilisé en pratique, avec un ralentissement moyen de 14x. De plus, pour 9 des 10 programmes, les graphes sont suffisamment compacts pour être visualisés. Nous avons aussi validé l’approche de façon qualitative en inspectant manuellement les graphes gé- nérés. Ces graphes correspondent généralement très bien au résultat attendu. Mots clés: Analyse de programmes, analyse dynamique, JavaScript, profilage.

Analysing artefacts dependencies to evolving software systems

Les logiciels sont en constante évolution, nécessitant une maintenance et un développement continus. Ils subissent des changements tout au long de leur vie, que ce soit pendant l'ajout de nouvelles fonctionnalités ou la correction de bogues. Lorsque les logiciels évoluent, leurs architectures ont tendance à se dégrader et deviennent moins adaptables aux nouvelles spécifications des utilisateurs. En effet, les architectures de ces logiciels deviennent plus complexes et plus difficiles à maintenir à cause des nombreuses dépendances entre les artefacts. Par conséquent, les développeurs doivent comprendre les dépendances entre les artefacts des logiciels pour prendre des mesures proactives qui facilitent les futurs changements et ralentissent la dégradation des architectures des logiciels. D'une part, le maintien d'un logiciel sans la compréhension des les dépendances entre ses artefacts peut conduire à l'introduction de défauts. D'autre part, lorsque les développeurs manquent de connaissances sur l'impact de leurs activités de maintenance, ils peuvent introduire des défauts de conception, qui ont un impact négatif sur l'évolution du logiciel. Ainsi, les développeurs ont besoin de mécanismes pour comprendre comment le changement d'un artefact impacte le reste du logiciel. Dans cette thèse, nous proposons trois contributions principales : La spécification de deux nouveaux patrons de changement et leurs utilisations pour fournir aux développeurs des informations utiles concernant les dépendances de co-changement. La spécification de la relation entre les patrons d'évolutions des artefacts et les fautes. La découverte de la relation entre les dépendances des anti-patrons et la prédisposition des différentes composantes d'un logiciel aux fautes.

Dérivation de diagrammes de séquence UML compactes à partir de traces d’exécution en se basant des heuristiques.

Nous proposons une approche d’extraction des diagrammes de séquence à partir de programmes orientés objets en combinant l’analyse statique et dynamique. Notre objectif est d’extraire des diagrammes compacts mais contenant le plus d’informations possible pour faciliter la compréhension du comportement d’un programme. Pour cette finalité, nous avons défini un ensemble d’heuristiques pour filtrer les événements d’exécution les moins importants et extraire les structures de contrôles comme les boucles et la récursivité. Nous groupons aussi les objets en nous basant sur leurs types respectifs. Pour tenir compte des variations d’un même scénario, notre approche utilise plusieurs traces d’exécution et les aligne pour couvrir le plus possible le comportement du programme. Notre approche a été évaluée sur un système de simulation d’ATM. L’étude de cas montre que notre approche produit des diagrammes de séquence concis et informatifs.

A JML-Based strategy for incorporating formal specifications into the software development process

This thesis presents a JML-based strategy that incorporates formal specifications into the software development process of object-oriented programs. The strategy evolves functional requirements into a “semi-formal” requirements form, and then expressing them as JML formal specifications. The strategy is implemented as a formal-specification pseudo-phase that runs in parallel with the other phase of software development. What makes our strategy different from other software development strategies used in literature is the particular use of JML specifications we make all along the way from requirements to validation-and-verification.

Uma estratégia dirigida a modelos e baseada em linguagem de descrição arquitetural para linhas de produtos de software

Model-oriented strategies have been used to facilitate products customization in the software products lines (SPL) context and to generate the source code of these derived products through variability management. Most of these strategies use an UML (Unified Modeling Language)-based model specification. Despite its wide application, the UML-based model specification has some limitations such as the fact that it is essentially graphic, presents deficiencies regarding the precise description of the system architecture semantic representation, and generates a large model, thus hampering the visualization and comprehension of the system elements. In contrast, architecture description languages (ADLs) provide graphic and textual support for the structural representation of architectural elements, their constraints and interactions. This thesis introduces ArchSPL-MDD, a model-driven strategy in which models are specified and configured by using the LightPL-ACME ADL. Such strategy is associated to a generic process with systematic activities that enable to automatically generate customized source code from the product model. ArchSPLMDD strategy integrates aspect-oriented software development (AOSD), modeldriven development (MDD) and SPL, thus enabling the explicit modeling as well as the modularization of variabilities and crosscutting concerns. The process is instantiated by the ArchSPL-MDD tool, which supports the specification of domain models (the focus of the development) in LightPL-ACME. The ArchSPL-MDD uses the Ginga Digital TV middleware as case study. In order to evaluate the efficiency, applicability, expressiveness, and complexity of the ArchSPL-MDD strategy, a controlled experiment was carried out in order to evaluate and compare the ArchSPL-MDD tool with the GingaForAll tool, which instantiates the process that is part of the GingaForAll UML-based strategy. Both tools were used for configuring the products of Ginga SPL and generating the product source code

MARISA-MDD: uma abordagem para transformações entre modelos orientados a aspectos: dos requisitos ao projeto detalhado

Aspect Oriented approaches associated to different activities of the software development process are, in general, independent and their models and artifacts are not aligned and inserted in a coherent process. In the model driven development, the various models and the correspondence between them are rigorously specified. With the integration of aspect oriented software development (DSOA) and model driven development (MDD) it is possible to automatically propagate models from one activity to another, avoiding the loss of information and important decisions established in each activity. This work presents MARISA-MDD, a strategy based on models that integrate aspect-oriented requirements, architecture and detailed design, using the languages AOV-graph, AspectualACME and aSideML, respectively. MARISA-MDD defines, for each activity, representative models (and corresponding metamodels) and a number of transformations between the models of each language. These transformations have been specified and implemented in ATL (Atlas Definition Language), in the Eclipse environment. MARISA-MDD allows the automatic propagation between AOV-graph, AspectualACME, and aSideML models. To validate the proposed approach two case studies, the Health Watcher and the Mobile Media have been used in the MARISA-MDD environment for the automatic generation of AspectualACME and aSideML models, from the AOV-graph model

Uma abordagem baseada em aspectos e composição dinâmica para a construção de aplicações adaptativas cientes ao contexto

Ubiquitous computing systems operate in environments where the available resources significantly change during the system operation, thus requiring adaptive and context aware mechanisms to sense changes in the environment and adapt to new execution contexts. Motivated by this requirement, a framework for developing and executing adaptive context aware applications is proposed. The PACCA framework employs aspect-oriented techniques to modularize the adaptive behavior and to keep apart the application logic from this behavior. PACCA uses abstract aspect concept to provide flexibility by addition of new adaptive concerns that extend the abstract aspect. Furthermore, PACCA has a default aspect model that considers habitual adaptive concerns in ubiquitous applications. It exploits the synergy between aspect-orientation and dynamic composition to achieve context-aware adaptation, guided by predefined policies and aim to allow software modules on demand load making possible better use of mobile devices and yours limited resources. A Development Process for the ubiquitous applications conception is also proposed and presents a set of activities that guide adaptive context-aware developer. Finally, a quantitative study evaluates the approach based on aspects and dynamic composition for the construction of ubiquitous applications based in metrics

AO-OIL: um middleware orientado a aspectos baseado em uma arquitetura de referência

Middleware platforms have been widely used as an underlying infrastructure to the development of distributed applications. They provide distribution and heterogeneity transparency and a set of services that ease the construction of distributed applications. Nowadays, the middlewares accommodate an increasing variety of requirements to satisfy distinct application domains. This broad range of application requirements increases the complexity of the middleware, due to the introduction of many cross-cutting concerns in the architecture, which are not properly modularized by traditional programming techniques, resulting in a tangling and spread of theses concerns in the middleware code. The presence of these cross-cutting concerns limits the middleware scalability and aspect-oriented paradigm has been used successfully to improve the modularity, extensibility and customization capabilities of middleware. This work presents AO-OiL, an aspect-oriented (AO) middleware architecture, based on the AO middleware reference architecture. This middleware follows the philosophy that the middleware functionalities must be driven by the application requirements. AO-OiL consists in an AO refactoring of the OiL (Orb in Lua) middleware in order to separate basic and crosscutting concerns. The proposed architecture was implemented in Lua and RE-AspectLua. To evaluate the refactoring impact in the middleware architecture, this paper presents a comparative analysis of performance between AO-OiL and OiL

CrossMDA-SPL: uma abordagem para gerência de variabilidades dirigida por modelos e aspectos

This paper proposes a systematic approach to management of variability modelsdriven and aspects using the mechanisms of approaches Aspect-Oriented Software Development (AOSD) and Model-Driven Development (MDD). The main goal of the approach, named CrossMDA-SPL, is to improve the management(gerência), modularization and isolation ou separation of the variability of the LPSs of architecture in a high level of abstraction (model) at the design and implementing phases of development Software Product Lines (SPLs), exploiting the synergy between AOSD and MDD. The CrossMDA-SPL approach defines some artifacts basis for advance the separation clear in between the mandatory (bounden) and optional features in the architecture of SPL. The artifacts are represented by two models named: (i) core model (base domain) - responsible for specify the common features the all members of the SPL, and (ii) variability model - responsible for represent the variables features of SPL. In addition, the CrossMDA-SPL approach is composed of: (i) guidelines for modeling and representation of variability, (ii) CrossMDA-SPL services and process, and (iii) models of the architecture of SPL or product instance of SPL. The guidelines use the advantages of AOSD and MDD to promote a better modularization of the variable features of the architecture of SPL during the creation of core and variability models of the approach. The services and sub-processes are responsible for combination automatically, through of process of transformation between the core and variability models, and the generation of new models that represent the implementation of the architecture of SPL or a instance model of SPL. Mechanisms for effective modularization of variability for architectures of SPL at model level. The concepts are described and measured with the execution of a case study of an SPL for management systems of transport electronic tickets

MaRISA-AOCode: uma abordagem genérica para geração de código orientado a aspectos

Currently there are several aspect-oriented approaches that are related to different stages of software development process. These approaches often lack integration with each other and their models and artifacts are not aligned in a coherent process. The integration of Aspect-Oriented Software development (AOSD) and Model-Driven Development (MDD) enables automatic propagation of models from one phase to another, avoiding loss of important information and decisions established in each. This paper presents a model driven approach, called Marisa-AOCode, which supports the processing of detailed design artifacts to code in different Aspect-Oriented Programming languages. The approach proposed by Maris- AOCode defines transformation rules between aSideML, a modeling language for aspectoriented detailed design, and Metaspin, a generic metamodel for aspect-oriented programming languages. The instantiation of the generic metamodel (Metaspin) provided by the approach of Maris-AOCode is illustrated by the transformation of Metaspin for two languages: AspectLua and CaesarJ. We illustrate the approach with a case study based on the Health Watcher System

CrossMDA2: Uma abordagem para minimizar o problema da fragilidade de pointcuts na evolução de sistemas orientados a aspectos

This work proposes a model based approach for pointcut management in the presence of evolution in aspect oriented systems. The proposed approach, called conceptual visions based pointcuts, is motivated by the observation of the shortcomings in traditional approaches pointcuts definition, which generally refer directly to software structure and/or behavior, thereby creating a strong coupling between pointcut definition and the base code. This coupling causes the problem known as pointcut fragility problem and hinders the evolution of aspect-oriented systems. This problem occurs when all the pointcuts of each aspect should be reviewed due to any software changes/evolution, to ensure that they remain valid even after the changes made in the software. Our approach is focused on the pointcuts definition based on a conceptual model, which has definitions of the system's structure in a more abstract level. The conceptual model consists of classifications (called conceptual views) on entities of the business model elements based on common characteristics, and relationships between these views. Thus the pointcuts definitions are created based on the conceptual model rather than directly referencing the base model. Moreover, the conceptual model contains a set of relationships that allows it to be automatically verified if the classifications in the conceptual model remain valid even after a software change. To this end, all the development using the conceptual views based pointcuts approach is supported by a conceptual framework called CrossMDA2 and a development process based on MDA, both also proposed in this work. As proof of concept, we present two versions of a case study, setting up a scenario of evolution that shows how the use of conceptual visions based pointcuts helps detecting and minimizing the pointcuts fragility. For the proposal evaluation the Goal/Question/Metric (GQM) technique is used together with metrics for efficiency analysis in the pointcuts definition

GingaForAll: linha de Produtos do Middleware Ginga

Many challenges have been imposed on the middleware to support applications for digital TV because of the heterogeneity and resource constraints of execution platforms. In this scenario, the middleware must be highly configurable so that it can be customized to meet the requirements of applications and underlying platforms. This work aims to present the GingaForAll, a software product line developed for the Ginga - the middleware of the Brazilian Digital TV (SBTVD). GingaForAll adds the concepts of software product line, aspect orientation and model-driven development to allow: (i) the specification of the common characteristics and variables of the middleware, (ii) the modularization of crosscutting concerns - both mandatory and concepts variables - through aspects, (iii) the expression of concepts as a set of models that increase the level of abstraction and enables management of various software artifacts in terms of configurable models. This work presents the architecture of the software product line that implements such a tool and architecture that supports automatic customization of middleware. The work also presents a tool that implements the process of generating products GingaForAll