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Linha de Produto de Software• Abordagem que objetiva promover a geração de  produtos específicos com base na reutilização ...
Linha de Produto de Software• Vantagens:  •   Maior reutilização de artefatos;  •   Maximização de lucros;  •   Diminuição...
Linha de Produto de Software             Figura 1 – Custo e Esforço no Desenvolvimento
Linha de Produto de Software              Figura 2 – Redução do Time to Market
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Gerenciamento de Variabilidade
Abordagem SMarty
Abordagem SMarty        Figura 2 – Rastreabilidade do SMartyProfile para o Meta-modelo da UML2
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OCL e Verificação de Consistência              Figura 3 – Exemplo uso de OCL para Feature Model
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OCL e Verificação de Consistência• Não há trabalhos que apresentem a utilização de todos  os conceitos e notações que a OC...
Objetivos do Trabalho• Realizar uma revisão sistemática sobre o uso de Diagramas de  Interação, package merge e OCL, relac...
Objetivos do Trabalho• Compará-la com outras abordagens existentes: CVL (Common  Variability Language) e PLUSEE(Product Li...
Conceitos Relacionados• Diagramas de Interação   • A interação é empregada para a modelagem do fluxo de controle de     um...
Conceitos Relacionados• Diagrama de Sequência   • Diagrama de Sequência é uma das ferramentas UML usadas para     represen...
Conceitos Relacionados             Figura 4 – Exemplo Diagrama de Sequência
Conceitos Relacionados• Diagrama de Colaboração   • Dá ênfase à ordenação estrutural em que as mensagens são trocadas     ...
Conceitos Relacionados             Figura 5 – Exemplo Diagrama de Colaboração                                             ...
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Conceitos Relacionados                Figura 6 – Exemplo Package Merge                                                    ...
Plano de AtividadesEtapa                                             Período             Concluída1-Cursar Disciplinas    ...
Atividades Complementares• Desenvolvimento do site para abordagem SMarty e trabalhos  relacionados:                      F...
Atividades Complementares• Avaliação da JML(Java Modeling Language) para uso na dissertação:    • JML é uma linguagem de e...
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Revisão Sistemática• Objetivos da Pesquisa:• Identificar as abordagens mais estudadas/utilizadas para estender o  gerencia...
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Revisão Sistemática                Estudos Obtidos por Fontes (Total: 882 Estudos)                                        ...
Revisão Sistemática• Números Obtidos:   •   882 estudos recuperados(100%);   •   33 estudos selecionados para leitura(3,74...
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Revisão Sistemática• Extração de informações dos trabalhos relevantes:   • Título, Autores, Origem, Ano da Publicação, Pub...
Dificuldades Encontradas• Muitos estudos, porém poucos relacionados  aos temas buscados – e ainda, mesmo alguns  dos selec...
Conclusões Parciais• Raros resultados da aplicação dos diagramas de  Colaboração da UML, bem como o mecanismo de  Package ...
Conclusões Parciais• Desta forma há a necessidade de aprofundamento e  aplicação destes modelos e mecanismos, bem como  a ...
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Proposta de uma Abordagem Formal para o Gerenciamento de Variabilidades em Modelos UML com Object Constraint Language

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Seminário sobre andamento de pesquisa do mestrando Anderson Marcolino - 27.09.2012 - "Proposta de uma Abordagem Formal para o Gerenciamento de Variabilidades em Modelos UML com Object Constraint Language"

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Proposta de uma Abordagem Formal para o Gerenciamento de Variabilidades em Modelos UML com Object Constraint Language

  1. 1. PROPOSTA DE UMA ABORDAGEM FORMAL PARA OGERENCIAMENTO DE VARIABILIDADES EM MODELOS UMLCOM OBJECT CONSTRAINT LANGUAGEMestrando: Anderson da Silva MarcolinoOrientador: Prof. Dr. Edson A. Oliveira Junior
  2. 2. Agenda• Motivação• Linha de Produto de Software• Abordagem SMarty• OCL• Objetivos do Trabalho• Plano de Atividades• Revisão Sistemática• Dificuldades Encontradas• Conclusões Parciais
  3. 3. Motivação• Ausência de abordagens completas para o gerenciamento de variabilidade com o uso de UML, com nível de formalismo e consistência, propostas pela OCL;• Facilitação no uso de LPS ao propor a utilização de conceitos conhecidos amplamente como a UML.
  4. 4. Linha de Produto de Software• Abordagem que objetiva promover a geração de produtos específicos com base na reutilização de uma infraestrutura central - núcleo de artefatos - formada por uma arquitetura de software e seus componentes.
  5. 5. Linha de Produto de Software• Vantagens: • Maior reutilização de artefatos; • Maximização de lucros; • Diminuição do time to market; • Diminuição de riscos; • Produtos com maior qualidade; • Contribuição para o aprimoramento.
  6. 6. Linha de Produto de Software Figura 1 – Custo e Esforço no Desenvolvimento
  7. 7. Linha de Produto de Software Figura 2 – Redução do Time to Market
  8. 8. Linha de Produto de Software• Atividades Essenciais: 1. Desenvolvimento do Núcleo de Artefatos; 2. Desenvolvimento do Produto; 3. Gerenciamento de Linha de Produto. • O Elemento principal no gerenciamento de uma LP é o gerenciamento de variabilidade.
  9. 9. Gerenciamento de Variabilidade
  10. 10. Abordagem SMarty
  11. 11. Abordagem SMarty Figura 2 – Rastreabilidade do SMartyProfile para o Meta-modelo da UML2
  12. 12. OCL• OCL – Object Constraint Language(Linguagem para Especificação de Restrições em Objetos).• Linguagem formal usada para descrever expressões em modelos da UML. • Estas expressões especificam condições invariáveis, que devem ser asseguradas para o sistema que esta sendo modelado ou permitem efetuar consultas sobre os objetos que estão descritos no modelo(com auxilio de ferramenta).
  13. 13. OCL• Onde usar OCL? • Como uma linguagem de consultas; • Para especificar invariantes nas classes e em tipos no modelo de classes; • Para especificar tipos invariantes para estereótipos; • Para descrever pré e pós condições nas operações e métodos; • Para especificar objetivos(conjuntos) para as mensagens e ações; • Para especificar restrições em operações; e • Para especificar regras de derivações para os atributos, para qualquer expressão em um modelo UML.
  14. 14. OCL• Exemplo básico do uso de OCL: context TypeName inv: this is an OCL expression with stereotype <<invariant>> in the context of TypeName = another string‘ Fonte: OMG - Documents Associated With Object Constraint Language, Version 2.3.1 Disponível em <http://www.omg.org/spec/OCL/2.3.1/PDF>. Acessado em 19 de Set. 2012.
  15. 15. OCL e Verificação de Consistência• Na revisão sistemática adiante apresentada, notamos o a utilização do OLC para gerar a verificação de consistência(consistency checking), nosso principal interesse no uso da OCL.• Segue assim, as propostas dos estudos recuperados, e conclusões sobre as mesmas, que servirão de base para o trabalho futuro.
  16. 16. OCL e Verificação de Consistência• Streitferdt et al em seu trabalho Details of Formalized Relations in Feature Models Using OCL propõem a utilização de OCL para a verificação de consistência para o modelo de características(feature model), estendendo-a, e apelidando-a de A-OCL.• Esta foi aplicada ao feature model definido na abordagem denominada Feature Oriented Domain Analysis – FODA.• Na proposta utilizou-se de parte da OCL para restringir e identificar as variabilidades e escolhas das variantes para sua solução, utilizando contextos matemáticos, contextos para features com dependências(requires) e restrições(excludes).
  17. 17. OCL e Verificação de Consistência Figura 3 – Exemplo uso de OCL para Feature Model
  18. 18. OCL e Verificação de Consistência• Em sintese Streitferdt et al conclui que sua extensão permite um fácil entendimento e visualização do modelo de características, que, se demasiado grande pode dificultar o entendimento, e levar a resolução de variabilidades errôneas.
  19. 19. OCL e Verificação de Consistência• Marinho apresente em seu trabalho A Proposal for Consistency Checking in Dynamic Software Product Line Models Using OCL, aplicado a linhas de produto de software dinâmicas, a aplicação de OCL para verificar se as configurações dos produtos preservam suas restrições especificas.• Este propõe a criação, utilizando o perfil UML de um profile UML para a LP e um para modelo de contexto, indicando que, se utilizar os dois conceitos em um diagrama, as relações mantidas no modelo podem dificultar, principalmente em LP de larga escala.
  20. 20. OCL e Verificação de Consistência• Gomaa e Shin, em seu trabalho Multiple-view modelling and meta- modelling of software product lines, apresenta regras de verificação de consistência baseados no relacionamento entre meta-classes nos meta- modelos. Tais regras, formalizadas utilizando OCL são utilizadas para resolver inconsistências entre múltiplas visões em uma mesma fase ou em diferentes fazes, e são utilizadas ainda para definir mapeamentos permitidos entre múltiplas visões em diferentes fases.• Gomaa e Shin deixam claro que sua proposta pode servir a qualquer LP modelada em UML.
  21. 21. OCL e Verificação de Consistência• Na seção, trabalhos relacionados apresenta diversas abordagens, e ainda, como tais efetuam o processo de checagem de consistência – nota-se ai o apelo a uma validação manual, propensa a erros. E também, apresenta os diversos mecanismos para efetuar a consistência, bem como para que tipo de abordagem: desenvolvimento de sistemas únicos, ou com LP.• Apresenta-se então todos os meta modelos da UML, e suas diferentes visões, e a partir dai define-se a validação de consistência entre as múltiplas visões, e em seguida, o PLUSEE(Product Line UML Based Software Engineering Environment) e como utiliza-lo para a aplicação do formalismo em tais visões.
  22. 22. OCL e Verificação de Consistência• Para a verificação de consistência utilizou-se ferramenta desenvolvida em Java, para tal.• Finalmente, em suas considerações, indica a necessidade de estender sua abordagem aos demais modelos da UML, visto que apenas os inerentes a LP foram utilizados, bem como aplica tal consistência a UML 2.0, uma vez que a versão utilizada foi a UML 1.3, e ainda aplicar sua proposta em casos de estudos maiores.
  23. 23. OCL e Verificação de Consistência• Apresentou-se aqui os trabalhos com maior destaque em OCL, mas ainda há outros pontos a serem explorados nos demais.• Notadamente, há a necessidade de aplicar-se a consistência em LP, visto que, com o aumento significativo das variabialidades, e seus pontos de variação, resolvê-las de forma incorreta pode acarretar prejuízo ou gerar produtos inadequados ao domínio para o qual foi projetado.
  24. 24. OCL e Verificação de Consistência• Não há trabalhos que apresentem a utilização de todos os conceitos e notações que a OCL permite, e enriquecer modelos UML para o gerenciamento de variabilidade, é assim, garantir melhores produtos. Desenvolver uma abordagem que atenda os mais diferentes nichos de mercado se faz necessário, o que vem de encontro com o trabalho aqui proposto.
  25. 25. Objetivos do Trabalho• Realizar uma revisão sistemática sobre o uso de Diagramas de Interação, package merge e OCL, relacionados ao gerenciamento de variabilidade em linha de produto de software;• Com o estudo dos resultados obtidos na Revisão, estender a abordagem SMarty para os diagramas da UML(sequência, colaboração e mecanismo de package merge) ;• Apresentar um exemplo de aplicação da abordagem proposta;• Executar um experimento com a nova extensão do SMarty;
  26. 26. Objetivos do Trabalho• Compará-la com outras abordagens existentes: CVL (Common Variability Language) e PLUSEE(Product Line UML Based Software Engineering Environment);• Identificar as abordagens e o modo como OCL está sendo aplicado aos modelos UML no gerenciamento de variabilidade, através dos resultados da Revisão Sistemática, e utilizá-la nos modelos presentes no SMarty;• Comparar e avaliar os modelos UML do SMarty com OCL;• Analisar os resultados obtidos.
  27. 27. Conceitos Relacionados• Diagramas de Interação • A interação é empregada para a modelagem do fluxo de controle de uma operação, de uma classe, um componente, um caso de uso ou do sistema como um todo. • Existem dois diagramas que compões os diagramas de Interação: Diagrama de Sequência e de Colaboração.
  28. 28. Conceitos Relacionados• Diagrama de Sequência • Diagrama de Sequência é uma das ferramentas UML usadas para representar interações entre objetos de um cenário, realizadas através de operações ou métodos (procedimentos ou funções); • Construído a partir do Diagrama de Casos de Usos; • O diagrama de sequência dá ênfase a ordenação temporal em que as mensagens são trocadas entre os objetos de um sistema.
  29. 29. Conceitos Relacionados Figura 4 – Exemplo Diagrama de Sequência
  30. 30. Conceitos Relacionados• Diagrama de Colaboração • Dá ênfase à ordenação estrutural em que as mensagens são trocadas entre os objetos de um sistema.
  31. 31. Conceitos Relacionados Figura 5 – Exemplo Diagrama de Colaboração Fonte: OMG - UML Superstructure Specification, v2.0 Disponível em < http://www.omg.org/cgi-bin/doc?formal/05-07-04 >. Acessado em 20 de Set. 2012.
  32. 32. Conceitos Relacionados• Package Merge • Um package merge(mesclagem de pacotes) é um relacionamento direto entre dois pacotes, que indica que o conteúdo dos dois estão sendo combinados. • Semelhante ao mecanismo de Generalização no sentido de que o elemento de origem conceitualmente adiciona as características do elemento de destino para as suas próprias características, resultando em um elemento que combina as características de ambos. • Este mecanismo deve ser usado quando os elementos definidos em pacotes diferentes tem o mesmo nome e pretendem representar o mesmo conceito.
  33. 33. Conceitos Relacionados Figura 6 – Exemplo Package Merge Fonte: OMG - UML Superstructure Specification, v2.0 Disponível em < http://www.omg.org/cgi-bin/doc?formal/05-07-04 >. Acessado em 20 de Set. 2012.
  34. 34. Plano de AtividadesEtapa Período Concluída1-Cursar Disciplinas 02/2012 – 11/20122-Planejar e conduzir revisão sistemática 07/2012 – 09/20123-Realizar Exame de Proficiência 06/2012 Ok4-Desenvolver um exemplo de aplicação e redigir 09/2012 – 12/2012um artigo5-Elaborar projeto de mestrado 01/2013 – 03/20136-Defender projeto de mestrado 04/20137-Desenvolver projeto de mestrado 04/2013 – 11/20138-Escrita de dissertação e artigos 11/2012 – 12/20139-Defender Dissertação 02/2014
  35. 35. Atividades Complementares• Desenvolvimento do site para abordagem SMarty e trabalhos relacionados: Figura 7 - Página Inicial site da Abordagem SMarty
  36. 36. Atividades Complementares• Avaliação da JML(Java Modeling Language) para uso na dissertação: • JML é uma linguagem de especificação de interface, de comportamento formal para Java, que contêm as notações essenciais usadas em DBC(Design by contract). • Design by contract é um método de desenvolvimento de software. A ideia principal por trás do DBC é que a classe e seus clientes possuem um “contrato”. O cliente deve garantir certas condições antes de chamar um método definido pela classe e em troca, a classe garante certas propriedades que irá realizar após a chamada. • Os contratos são definidos por código de programa, na linguagem de programação em si, e são traduzidos em código executável pelo compilador. Deste modo, qualquer violação do contrato, que ocorra enquanto o programa estiver em execução, pode ser detectada de imediato. Fonte: The Java Modeling Language (JML) Disponível em <http://www.eecs.ucf.edu/~leavens/JML/documentation.shtml> . Acessado em 19 de Set. 2012.
  37. 37. Revisão Sistemática• BIOLCHINI et al.(2005) e KITCHENHAM et al. (2004)• UMA REVISÃO SISTEMÁTICA SOBRE A UTILIZAÇÃO DE DIAGRAMAS DE INTERAÇÃO, PACKAGE MERGE E OBJECT CONSTRAINT LANGUAGE EM GERENCIAMENTO DE VARIABILIDADE
  38. 38. Revisão Sistemática• Objetivos da Pesquisa:• Identificar as abordagens mais estudadas/utilizadas para estender o gerenciamento de variabilidade aos diagramas de interação da UML(Sequência e Colaboração) ;• Identificar a utilização do conceito de package merge nos meta- modelos da UML e para modelos relacionados à Linha de Produto de Software, no que tange gerenciamento de variabilidade;• Identificar o uso da Object Constraint Language para validação de meta-modelos em Linha de Produto de Software, mais precisamente em gerenciamento de variabilidade, formalizando-os;
  39. 39. Revisão Sistemática• Parâmetros de busca:• Fontes: Base de dados eletrônicas indexadas ACM, Compendex, IEEE, Science Direct e Scopus, máquinas de busca eletrônica(Scirus - Elsevier e Google Scholar), conferências, workshops e consultas a especialistas.• Idioma dos Trabalhos: Inglês,.• Tipos de Documentos: artigos de conferências, anais de congressos, artigos de periódicos, livros/capítulos de livros, capítulos de teses e dissertação e relatórios técnicos, preferencialmente em formato PDF, ODT ou DOC/DOCX.• Ano de Publicação: estudos que foram publicados a partir do ano de 2002;
  40. 40. Revisão Sistemática• Palavras-chave: “software”, “software product line”, “sequence diagram”, “collaboration diagram”, “package merge” e “object constraint language”.• String de busca: “software” AND (“product line” OR “product-line" OR "product-family" OR "product family" OR “family of products" OR “variability”) AND (“sequence diagram” OR “collaboration diagram” “interaction diagram” OR OCL OR “object constraint language” OR “consistency checking” OR “package merge” OR “package merging”)
  41. 41. Revisão Sistemática• Processo de Seleção Preliminar • Consulta, através da string pré-estabelecida, nas máquinas de busca e bases indexadas; • Leitura do título e resumo do trabalhos recuperados; e • Utilização dos critérios de inclusão e exclusão, para seleção dos mais relevantes.• Processo de Seleção Final • Leitura completa dos estudos pré-selecionados; • Coleta de dados dos trabalhos selecionados, bem como a elaboração de um resumo contemplando os pontos de destaque dos mesmos.
  42. 42. Revisão Sistemática Estudos Obtidos por Fontes (Total: 882 Estudos) Compendex; 30; 3.40% Especialistas; 7; 0.79% ACM; 355; 40.25% Google Scholar; 100; 11.34% IEEE; 32; 3.63% ScienceDirect; 279; 31.63% Scopus; 53; 6.01% Scirus; 26; 2.95% IEEE ACM Compendex Especialistas Google Scholar ScienceDirect Scirus Scopus
  43. 43. Revisão Sistemática• Números Obtidos: • 882 estudos recuperados(100%); • 33 estudos selecionados para leitura(3,74%); • 9 estudos selecionados, porém repetidos. • 12 trabalhos relevantes(1,36%).
  44. 44. • Trabalhos Relevantes:ID Título Autor(es) Ano Fonte Busca Qualis / Conferência, Periódico Índice-H ou Livro ICSE ACM/IEEE International1 A Proposal for Consistency Checking in Dynamic Software Marinho 2010 ACM A1 Conference on Software Product Line Models Using OCL Engineering ECBS - IEEE International2 Details of Formalized Relations in Feature Models Using OCL Streitferdt et al 2003 IEEE B1 Conference and Workshop on the Engineering of Computer-Based Systems ICECCS - International Conference3 Multiple-View Meta-Modeling of Software Product Lines Gomaa e Shin 2002 IEEE B1 on Engineering of Complex Computer Systems GPCE - International conference on4 Seamless Development of Software Product Lines Feature Laguna et al 2007 ACM B1 Generative programming and Models to UML Traceability component engineering ICEBE IEEE International5 A Software Product Line Approach for E-Commerce Systems Laguna e Hernández 2010 Compendex B2 Conference on e-Business Engineering ICECCS - International Conference3 Multiple-view modelling and meta-modelling Gomaa 2002 Compendex B2 on Engineering of Complex of software product lines Computer Systems ICIT - IEEE International9 Software Product Line Testing: a Feature Oriented Approach Lamancha et al 2012 Scopus B2 Conference on Industrial Technology REFSQ-International working6 A Flexible Requirements Analysis Approach for Software Guelfi e Perrouin 2007 Compendex B3 conference on Requirements Product Lines engineering: foundation for software quality Brazilian Symposium on Software5 A Verification Mechanism of Feature Models for Marinho et al 2011 Compendex C Components, Architectures and Mobile and Context-Aware Software Product Lines Reuse Software Variability Management11 Product Line Derivation with UML Ziadi et al 2003 Google C Workshop - European Science Scholar Foundation - ESB Journal of Universal Computer10 UML Support for Designing Software Product Lines: Laguna e Marqués 2010 Scopus - Science, vol. 1 no. 1 (201 J.UCS 6, 7 0) The Package Merge Mechanism Livro - Software Product Lines12 Software Product Line Engineering with the UML: Ziadi e Jézéquel 2006 Google - Springer Verlag (Ed.) (2006) Deriving Products Scholar
  45. 45. Revisão Sistemática• Extração de informações dos trabalhos relevantes: • Título, Autores, Origem, Ano da Publicação, Publicação, Classificação no Qualis, Fonte, Quantidade de Páginas, Palavras-chave e Visão geral do trabalho.
  46. 46. Dificuldades Encontradas• Muitos estudos, porém poucos relacionados aos temas buscados – e ainda, mesmo alguns dos selecionados são mesclados com outros conceitos irrelevantes para a proposta.
  47. 47. Conclusões Parciais• Raros resultados da aplicação dos diagramas de Colaboração da UML, bem como o mecanismo de Package Merge;• Poucos artigos abordam a aplicação de formalismo com OCL aos modelos da UML no gerenciamento de variabilidade;
  48. 48. Conclusões Parciais• Desta forma há a necessidade de aprofundamento e aplicação destes modelos e mecanismos, bem como a aplicação do formalismo proposto pela OCL nos modelos UML utilizados pela abordagem SMarty, e finalmente a sua comparação com outras propostas existentes.
  49. 49. PROPOSTA DE UMA ABORDAGEM FORMAL PARA O GERENCIAMENTODE VARIABILIDADES EM MODELOS UML COM OBJECT CONSTRAINTLANGUAGEAnderson da Silva Marcolino – andersonmarcolino@gmail.comPerguntas?

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