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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unb.br/handle/10482/31239
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Title: Feature-family-based reliability analysis of software product lines
Authors: Martins Lanna, André Luiz Peron
Orientador(es):: Alves, Vander Ramos
Coorientador(es):: Rodrigues, Genaína Nunes
Assunto:: Software de sistemas
Confiabilidade
Verificação de linhas
Issue Date: 15-Feb-2018
Citation: MARTINS LANNA, André Luiz Peron. Feature-family-based reliability analysis of software product lines. 2017. xvi, 96 f., il. Tese (Doutorado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Abstract: Contexto: Técnicas de verificação têm sido aplicadas para garantir que sistemas de software atinjam níveis de qualidade desejados e atenda a requisitos funcionais e nãofuncionais. Entretanto a aplicação dessas técnicas de verificação em linhas de produto de software é desafiador devido à explosão combinatorial do número de produtos que uma linha de produtos pode instanciar. As técnicas atuais de verificação de linhas de produtos utilizam model checking simbólico e informações sobre variabilidade para otimizar a análise, mas ainda apresentam limitações que as tornam onerosas ou inviáveis. Em particular, as técnicas de verificação do estado da arte para análise de confiabilidade em linhas de produto são enumerativas o que dificulta a aplicabilidade das mesmas devido à explosão combinatorial do espaço de configurações. Objetivo: Os objetivos dessa tese são os seguintes: (a) apresentar um método eficiente para calcular a confiabilidade de todas as configurações de uma linha de produtos de sotware composicional ou anotacional à partir de seus modelos comportamentais UML, (b) fornecer uma ferramenta que implemente o método proposto e, (c) relatar um estudo empírico comparando o desempenho de diferentes estratégias de análises de confiabilidade para linhas de produto de software. Método: Esse trabalho apresenta uma nova estratégia de análise feature-family-based para calcular a confiabilidade de todos os produtos de uma linha de produtos de software (composicional ou anotacional). O passo feature-based da estratégia divide os modelos comportamentais em unidades menores para que essas possam ser analisadas mais eficientemente. O passo family-based realiza o cálculo de confiabilidade para todas as configurações de uma só vez ao avaliar as expressões de confiabilidade em termos de uma estrutura de dados variacional adequada. Resultados: Os resulstados empíricos mostram que a estratégia feature-family-based para análise de confiabilidade supera, em termos de tempo e espaço, quatro outras estratéfias de análise do estado da arte (product-based, family-based, feature-product-based e family-product-based) para a mesma propriedade. No contexto da avaliação e em comparação com as outras estratégias, a estratégia feature-family-based foi a única capaz de escalar a um crescimento do espaço de configuração da ordem de 220. Conclusões: A estratégia feature-family-based utiliza e se beneficia das estratégias feature- e family- ao domar o crescimento dos tamanhos dos modelos a serem analizados e por evitar a enumeração de produtos inerentes a alguns métodos de análise do estado da arte.
Abstract: Context: Verification techniques are being applied to ensure that software systems achieve desired quality levels and fulfill functional and non-functional requirements. However, applying these techniques to software product lines is challenging, given the exponential blowup of the number of products. Current product-line verification techniques leverage symbolic model checking and variability information to optimize the analysis, but still face limitations that make them costly or infeasible. In particular, state-of-the-art verification techniques for product-line reliability analysis are enumerative which hinders their applicability, given the latent exponential blowup of the configuration space. Objective: The objectives of this thesis are the following: (a) we present a method to eciently compute the reliability of all configurations of a compositional or annotationbased software product line from its UML behavioral models, (b) we provide a tool that implements the proposed method, and (c) we report on an empirical study comparing the performance of dierent reliability analysis strategies for software product lines. Method: We present a novel feature-family-based analysis strategy to compute the reliability of all products of a (compositional or annotation-based) software product line. The feature-based step of our strategy divides the behavioral models into smaller units that can be analyzed more eciently. The family-based step performs the reliability computation for all configurations at once by evaluating reliability expressions in terms of a suitable variational data structure. Results: Our empirical results show that our feature-family-based strategy for reliability analysis outperforms, in terms of time and space, four state-of-the-art strategies (product-based, family-based, feature-product-based, and family-product-based) for the same property. In the evaluation’s context and in comparison with the other evaluation strategies, it is the only one that could be scaled to a 220-fold increase in the size of the configuration space. Conclusion: Our feature-family-based strategy leverages both feature- and familybased strategies by taming the size of the models to be analyzed and by avoiding the products enumeration inherent to some state-of-the-art analysis methods.
Description: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2017.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Appears in Collections:CIC - Doutorado em Informática (Teses)

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