Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira

Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação

Resumo: Arquiteturas de linhas de produtos são essenciais para facilitar a evolução das linhas, pois ajudam a lidar com sua complexidade, abstraindo seus detalhes de implementação. A variabilidade arquitetural difere arquiteturas de linhas de produtos de arquiteturas de sistemas únicos. Ela reflete...

Resumo: Arquiteturas de linhas de produtos são essenciais para facilitar a evolução das linhas, pois ajudam a lidar com sua complexidade, abstraindo seus detalhes de implementação. A variabilidade arquitetural difere arquiteturas de linhas de produtos de arquiteturas de sistemas únicos. Ela reflete a existência de alternativas de projeto arquitetural e é expressa por meio de um conjunto de pontos de variação e variantes arquiteturais. A variabilidade arquitetural pode dificultar a evolução de arquiteturas de linhas produtos, pois a implementação da variabilidade software pode aumentar a complexidade da arquitetura com a possível adição de elementos e dependências extras. A variabilidade de linhas de produtos é usualmente capturada modelo de características e implementado pela arquitetura de linha de produtos. Entretanto, a implementação de características, pontos de variação e variantes podem estar espalhados por diversos elementos arquiteturais, o que dificulta a sua evolução. Em geral, cenários de evolução de linhas de produto envolvem adição e/ou remoção de características, mudança de uma característica obrigatória para opcional, entre outros. Quando cenários de evolução afetam características cujas implementações estão espalhadas na arquitetura, eles podem causar impacto de mudança em vários elementos arquiteturais. Estudos recentes exploram o uso de aspectos para modularizar a implementação de características em arquiteturas de linhas de produtos. Aspectos são usados para modularizar interesses transversais que, no contexto de linhas de produtos, são interesses que afetam diversas características. Contudo, esses estudos não consideram (i) arquiteturas componentizadas com interfaces explícitas e (ii) o uso integrado de componentes e aspectos para modularizar a implementação da variabilidade arquitetural. Idealmente aspectos devem ser modelados o mais cedo possível, de preferência, junto com o modelo de características para possibilitar a criação de arquiteturas bem estruturadas com aspectos. Todavia, não existem modelos que integrem o modelo de características e aspectos, nem métodos que consideram aspectos para gerar arquiteturas de linhas produtos a partir do modelo de características. A solução proposta nesta tese envolve inicialmente um estudo comparativo para mostrar a facilidade de evolução de arquiteturas de linhas de produtos propiciada pelo uso integrado de componentes e aspectos. Em seguida, é proposta uma visão estendida do modelo de características que permite representar características transversais. Essa visão, chamada de visão de características orientada a aspectos, é usada para criar arquiteturas de linhas de produtos orientadas a aspectos. Além disso, um modelo arquitetural de componentes é estendido para integrar aspectos para modularizar a variabilidade arquitetural. Por fim, o método FArM, que provê o mapeamento de modelo de características para modelos de arquitetura de linha de produtos, é estendido para considerar características transversais. Foram conduzidos dois estudos empíricos: um para avaliar se o uso integrado de componentes e aspectos facilita ou não a evolução de arquiteturas de linhas de produtos. O outro estudo empírico avalia a modelagem de características transversais e a extensão do método FArM propostos para projetar arquiteturas de linhas de produtos que sejam fáceis de evoluir. Os dois estudos apresentaram resultados promissores indicando que a solução proposta nesta tese facilita a evolução de arquiteturas de linhas de produtos

Abstract: Product line architectures are essential to facilitate the evolution of product lines, as they handle their complexity by abstracting implementation details. Architectural variability is what differs product line architectures from single system architectures. It reflects the existence of...

Abstract: Product line architectures are essential to facilitate the evolution of product lines, as they handle their complexity by abstracting implementation details. Architectural variability is what differs product line architectures from single system architectures. It reflects the existence of alternative design options and it is expressed by a set of architectural variation points and variants. Architectural variability can hinder product line architecture evolution because the implementation of software variability can increase architecture complexity by possibly adding extra elements and dependencies. Product line variability is usually captured in the feature model and it is implemented by product line architectures. However, the implementation of features, variation points, and variants may be scattered over architectural elements, which can hinder its evolution. In general, product line evolution scenarios involve feature addition/removal, changing a mandatory feature to an optional feature, and so forth. When evolution scenarios affect features whose implementations are scattered over architecture, they can cause a great change impact on several architectural elements. Recent studies have explored the use of aspects to modularize feature implementation in product line architectures. Aspects can modularize crosscutting concerns, which, in the context of product lines, are concerns that affect several features. Nevertheless, these studies do not consider (i) componentized architectures with explicit interfaces, and (ii) the integration of aspects and components to modularize the implementation of architectural variability. Ideally, aspects should be modeled as soon as possible, preferably, together with the feature model in order to enable the design of well structured product line architectures with aspects. However, there are neither models which integrate features and aspects, nor methods that considers aspects to design product line architectures from the feature model. The solution proposed in this thesis involves a comparative study that presents the support for product line architecture evolution provided by the integration of components and aspects. Then, it is proposed an extended view of the feature model which enables to represent crosscutting features. This view, called aspect-oriented feature view, is used to design product line architectures with aspects. Lastly, the FArM method, which provides guidelines to map from the feature model to the product line architecture model, is extended to consider crosscutting features. Two empirical studies were conducted: one to assess whether the integration of components and aspects facilitates product line architecture evolution. The other empirical study evaluates whether the crosscutting feature modeling and the FArM method extension proposed supports the design of evolvable product line architectures. Both studies presented promising results which indicate that the solution proposed in this thesis facilitates product line architecture evolution