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Document Type: Dissertação
Title: Uma técnica baseada em SysML para modelar a arquitetura de sistemas embarcados de tempo real
Authors: Ribeiro, Quelita Araújo Diniz da Silva
Issue Date: 23-Mar-2017
Advisor: Soares, Michel dos Santos
Resumo : A especificação da arquitetura de sistemas de software de tempo real é uma atividade que depreende análise, conhecimento e compreensão tanto do domínio da aplicação quanto das partes envolvidas na construção do software. A arquitetura tem um papel primordial na comunicação entre os stakeholders, além do planejamento de todo o processo arquitetural envolvido no projeto. Contudo, as Linguagens de Descrição de Arquiteturas (ADLs) não têm sido amplamente usadas na indústria. Outro fator limitador para o uso efetivo de ADLs é a dificuldade dessas linguagens em expressar efetivamente a arquitetura de sistemas complexos. Considerando essa situação de dificuldade do uso efetivo de ADLs, a UML tem sido utilizada nos últimos anos para modelagem da arquitetura. No entanto, a UML não consegue representar características importantes pertinentes a sistemas de tempo real, tais como segurança ou restrições de tempo real. Uma das vantagens da UML é a capacidade de extensão permitindo a criação de profiles. Neste sentido, este trabalho apresenta a Systems Modeling Language (SysML), um profile da UML, para modelagem da arquitetura de sistemas de tempo real em dois sistemas automotivos, o sistema de controle de airbag e o sistema de controle de faróis. Neste trabalho tem-se como objetivos utilizar a UML e a SysML para modelagem e documentação da arquitetura e delineamento de rastreabilidade de requisitos entre software e sistema, ampliando o entendimento do projeto entre as partes envolvidas, e por fim apresentar a SysML como uma linguagem para descrição da arquitetura de software de tempo real. As linguagens SysML e a ADL Architecture Analysis & Design Language (AADL) foram comparadas para mostrar as vantagens da SysML. Como resultado, foi percebido que características abstratas, tais como tomadas de decisão, repetição de uma funcionalidade (loop), características que são relacionadas a realidade e, consequentemente, ao sistema, não podem ser descritas em AADL. A SysML mostrou-se relevante no contexto da descrição, análise, classificação e modelagem de arquitetura para sistemas de tempo real. O diagrama de Requisitos da SysML mostra explicitamente os diversos tipos de relacionamentos entre diferentes requisitos, o diagrama de Blocos viabiliza a visão global dos sistemas envolvidos num único projeto, o diagrama de Blocos Internos possibilita a visão interna do sistema em construção, o diagrama de Atividades considera a visão comportamental do sistema. Os conceitos de SysML, articulados nos diagramas de Requisitos, Atividades, Blocos e Blocos Internos da SysML são complementares cobrindo os propósitos necessários para a descrição da arquitetura de sistemas de tempo real. Conclui-se que a técnica proposta da junção de UML e SysML fornece elementos para descrever requisitos de software e seus relacionamentos com o sistema, gerenciar mudanças, evoluir e rastrear requisitos mais facilmente, além da comunicação ser efetivamente realizada entre os stakeholders. Este aspecto é importante ao desenvolvimento de sistemas de tempo real, por causa da diversidade de pessoas / equipes envolvidas e que influenciam uma ampla série de decisões de projeto.
Abstract: Architectural specification of real-time software systems is an activity that conveys analysis, knowledge and understanding of both the application domain and the parties involved in software construction. Architecture plays a key role in communication between stakeholders, in addition to planning the entire architectural process involved in the project. However, Architecture Description Languages (ADLs) have not been widely used in the industry. Another limiting factor for the e ff ective use of ADLs is the di ffi culty of these languages in e ff ectively expressing the architecture of complex systems. Considering this situation of di ffi culty in the e ff ective use of ADLs, the UML has been used in recent years to model the architecture. However, UML can not represent the important characteristics pertinent to real-time systems, such as security or real-time constraints. One of the advantages of the UML is the extensibility allowing the creation of profiles. In this sense, this work proposes using Systems Modeling Language (SysML), a UML profile, to model real-time systems architecture in two automotive systems, the airbag control system and the light control system. The objective of this work is to use UML and SysML to model and document the architecture and design of requirements traceability between software and systems elements, increasing the understanding of the project among the parties involved, and finally presenting SysML as a language for description of real-time software architecture. The ADL Architecture Analysis and Design Language (AADL) and SysML languages were compared to show the advantages of SysML. As a result, it was noticed that abstract features such as conditional deviations, loop, characteristics that are related to reality and consequently to the system can not be described in AADL. SysML has proved to be relevant in the context of architecture description, analysis, classification and modeling of real-time systems. The SysML Requirements diagram explicitly shows the various types of relationships between di ff erent requirements, the Block diagram enables the global view of the systems involved in a single project, the Internal Block diagram allows the internal view of the system under construction, the Activity diagram considers the behavioral view of the system. SysML concepts, articulated in the SysML Requirements, Activities, Blocks and Internal Blocks diagrams, are complementary, covering the purposes needed to describe the architecture of real-time systems. It is concluded that the proposed UML and SysML join technique provides elements to describe software requirements and their relationships with the system, to manage changes, to evolve and to trace requirements more easily, in addition to the communication being e ff ectively carried out between the stakeholders. This is important for the development of real-time systems because of the diversity of people / teams involved and influencing a wide range of design decisions.
Keywords: Ciência da computação
Programas de computador
SysML
Engenharia de software
Inteligência competitiva
Arquitetura de software
Architecture Description Language (ADL)
Architecture Analysis and Design Language (AADL)
Unified Modeling Language (UML)
Software architecture
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Language: por
Country: Brasil
Publisher / Institution : Universidade Federal de Sergipe
Institution: UFS
Program Affiliation: Pós-Graduação em Ciência da Computação
Citation: RIBEIRO, Quelita Araújo Diniz da Silva. Uma técnica baseada em SysML para modelar a arquitetura de sistemas embarcados de tempo real. 2017. 85 f. Dissertação (Pós-Graduação em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2017.
Rights: Acesso Aberto
URI: https://ri.ufs.br/handle/riufs/3396
Appears in Collections:Mestrado em Ciência da Computação

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