Feature-family-based reliability analysis of software product lines

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.