ARNI: an EEG-Based Model to Measure Program Comprehension

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Segalotto, Matheus
• Orientador(a): Oliveira, Kleinner Silva Farias de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Eletroencefalograma; Estilo cognitivo; Software - Desenvolvimento; Compreensão de programa
• Palavras-chave em Inglês: Electroencephalogram; Cognitive indicators; Experimental studies; Program comprehension
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Ciências Exatas e da Terra::Ciência da Computação
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/7019

A compreensão de programa é um processo cognitivo realizado no cérebro dos desenvolvedores para entender o código-fonte. Este processo cognitivo pode ser influenciado por vários fatores, incluindo o nível de modularização do código-fonte e o nível de experiência dos desenvolvedores de software. A compreensão de programa é amplamente reconhecida como uma tarefa com problemas de erro e esforço. No entanto, pouco foi feito para medir o esforço cognitivo dos desenvolvedores para compreender o programa. Além disso, esses fatores influentes não são explorados no nível de esforço cognitivo na perspectiva dos desenvolvedores de software. Além disso, alguns modelos de cognição foram criados para detectar indicadores de atividade cerebral, bem como dispositivos de eletroencefalografia (EEG) para suportar essas detecções. Infelizmente, eles não são capazes de medir o esforço cognitivo. Este trabalho, portanto, propõe o ARNI, um modelo computacional baseado em EEG para medir a compreensão do programa. O modelo ARNI foi produzido com base em lacunas encontradas na literatura após um estudo de mapeamento sistemático (SMS), que analisou 1706 estudos, 12 dos quais foram escolhidos como estudos primários. Um experimento controlado com 35 desenvolvedores de software foi realizado para avaliar o modelo ARNI através de 350 cenários de compreensão de programa. Além disso, esse experimento também avaliou os efeitos da modularização e a experiência dos desenvolvedores no esforço cognitivo dos desenvolvedores. Os resultados obtidos sugerem que o modelo ARNI foi útil para medir o esforço cognitivo. O experimento controlado revelou que a compreensão do código fonte não modular exigia menos esforço temporal (34,11%) e produziu uma taxa de compreensão mais alta (33,65%) do que o código fonte modular. As principais contribuições são: (1) a execução de SMS no contexto estudado; (2) um modelo computacional para medir a compreensão do programa para medir o código-fonte; (3) conhecimento empírico sobre os efeitos da modularização no esforço cognitivo dos desenvolvedores. Finalmente, este trabalho pode ser visto como um primeiro passo para uma agenda ambiciosa na área de compreensão de programa.