Multi-formalism in Different Levels of Abstraction for Requirements Engineering and Architectural Design of Real-Time Embedded Systems

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Ribeiro, Fabíola Gonçalves Coelho
• Orientador(a): Soares, Michel dos Santos , Pereira, Carlos Eduardo
• Banca de defesa: Silva, Flávio de Oliveira , Julia, Stéphane
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Real-Time Embedded System; Requirement Engineering; System Architecture; SysML; MARTE; SPES; Non-Functional Constraints; Design Complexity
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/30473; https://doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2608

Os Sistemas de Tempo Real e Embarcados têm se tornado cada vez mais onipresentes nas atividades humanas. O grau de confiabilidade e de corretude com que estes sistemas são desenvolvidos têm um decisivo impacto em sua futura operação. Sendo assim, o sucesso no desenvolvimento destes sistemas está relacionado não apenas com a sua correta execução computacional, mas também com a confiabilidade em que as restrições de tempo real e embarcadas são atendidas. A engenharia de requisitos e o projeto arquitetural constituem importantes atividades do desenvolvimento dos STRE, pois lidam com domínios complexos e diversificados como software, hardware, mecânico, eletrônico e o ambiente físico. Dentro do domínio dos STRE, a engenharia de requisitos e o projeto arquitetural devem atender aos requisitos funcionais e embarcados e aos respectivos requisitos não funcionais. Além disto, o design destes sistemas deve considerar as propriedades de custo, qualidade, confiabilidade e segurança. Este estudo relaciona-se ao desenvolvimento e análise de uma metodologia que abrange diferentes fases de projeto de STRE. A presente pesquisa propõe distintas estratégias para analisar restrições temporais possibilitando avaliá-las em diferentes níveis de abstração, tais como em modelos iniciais de requisitos e a partir da avaliação empírica de anotações dos modelos arquiteturais. Inicialmente, construtores, estereótipos e enumerações do profile MARTE são rastreadas para descrever requisitos não-funcionais dos STRE. Com base na semântica e sintaxe do profile MARTE, no uso combinado da SysML, do formalismo do Timed Automata e das diretrizes propostas na SPES, a metodologia MARTeSys^{ReqD} foi desenvolvida e apresentada nesta tese. A metodologia proposta emprega conceitos de Model-Driven Systems Engineering e propõe orientações para o design de STRE baseando-se em viewpoints, níveis de granularidade, anotações e verificações de importantes características de tempo real. Além disto, MARTeSys^{ReqD} define novas estratégias para formalizar as atividades de modelagem arquitetural, para medir a complexidade do design dos STRE e para validar restrições temporais desde os modelos iniciais do viewpoint de Requisitos. A metodologia desenvolvida é validada de maneira quantitativa e qualitativa de modo a atestar suas contribuições e expressividade para o desenvolvimento dos SRTE.