Um estilo arquitetural baseado na Norma ISO/IEC 30141 para sistemas de internet das coisas

dc.contributor.advisorBatista, Thais Vasconcelos
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorSantos, Lidiane Oliveira dos
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Nakagawa, Elisa Yumi
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Cavalcante, Everton Ranielly de Sousa
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees3Oquendo, Flávio
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees4Leite, Jair Cavalcanti
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.date.accessioned2020-07-16T18:35:35Z
dc.date.available2020-07-16T18:35:35Z
dc.date.issued2020-05-20
dc.description.abstractThe Internet of Things (IoT) has been contributing to a new technological revolution, promoting a significant social impact. The basic idea of IoT is to enable connectivity, interaction, and integration of uniquely addressable intelligent objects that collaborate with each other to achieve common goals. Although IoT is a promising paradigm for the integration of communication devices and technologies, it is necessary to review the traditional methods of software development considering the particularities required by IoT systems. Given the fundamental role of software architecture in the development of intensive software systems, the challenges related to the development of IoT systems must be considered since the architectural level. A software architecture allows stakeholders to reason about project decisions prior to implementation, define constraints, analyze quality attributes, and be better oriented in terms of system maintenance and evolution. In the context of software architecture, architectural styles have a key role since they specify the architectural elements commonly used by a particular class of systems, along with a set of constraints on how these elements are to be used. Therefore, an architectural style provides a starting point for a coherent modeling of the software architecture, allowing the reuse of elements and a set of previously defined and validated architectural decisions, thus facilitating the architecture modeling process. The literature has much information about IoT and architectural styles, but there is a gap in their integration. The advantages offered by the use of architectural styles can benefit the architectural specification of IoT systems, but there is still no specific architectural style for this type of system in the literature. In the context of software architecture for IoT systems, the ISO/IEC 30141 standard proposes a reference model and a reference architecture for IoT systems, and represents an international consensus on software architecture for IoT. However, such a standard does not define an architectural style. Aiming to fill this gap, the main goal of this work is the definition and automation of an architectural style that offers guidelines for modeling the software architecture of IoT systems, in accordance with the ISO/IEC 30141 standard. The style is specified using the SysADL language, an Architectural Description Language (ADL) focused on the modeling of intensive software systems. This work also presents evaluations of the proposed style, performed through: (i) an evaluation of expressiveness of the style using the framework proposed by PATIG (2004), (ii) a usability evaluation of the style using the Cognitive Dimensions of Notation (CDN) framework (BLACKWELL; GREEN, 2003) and (iii) an experimental evaluation using two controlled experiments to evaluate the effects provided by the use of style.pt_BR
dc.description.resumoA Internet das Coisas (Internet of Things – IoT) vem contribuindo para uma nova revolução tecnológica, promovendo expressivo impacto social. A ideia básica de IoT é permitir conectividade, interação e integração de objetos inteligentes endereçáveis de forma única, que colaboram uns com os outros para atingir objetivos comuns. Embora IoT seja um paradigma promissor para a integração de dispositivos e tecnologias de comunicação, é necessário rever os métodos tradicionais de desenvolvimento de software, considerando as particularidades exigidas pelos sistemas de IoT. Dado o papel fundamental da arquitetura de software no desenvolvimento de sistemas intensivos de software, os desafios relacionados ao desenvolvimento de sistemas de IoT devem ser considerados desde o nível arquitetural. Arquiteturas de software permitem que os stakeholders raciocinem sobre as decisões do projeto antes da implementação, definam restrições, analisem atributos de qualidade e sejam melhor orientados em termos de manutenção e evolução do sistema. No contexto de arquitetura de software, os estilos arquiteturais têm um papel primordial uma vez que especificam os elementos arquiteturais comumente utilizados por uma determinada família de sistemas, juntamente com um conjunto de restrições sobre como esses elementos devem ser usados. Portanto, um estilo arquitetural fornece um ponto de partida para uma modelagem coerente da arquitetura de software, permitindo o reuso de elementos e de um conjunto de decisões arquiteturais previamente definidas e validadas, facilitando o processo de modelagem da arquitetura. A literatura dispõe de muita informação sobre IoT e estilos arquiteturais, porém, existe uma lacuna na integração dos mesmos. As vantagens proporcionadas pelo uso de estilos arquiteturais podem beneficiar a especificação arquitetural de sistemas de IoT, porém, até o momento, não há na literatura um estilo arquitetural específico para esse tipo de sistema. No contexto de arquitetura de software para sistemas de IoT, a norma ISO/IEC 30141 propõe um modelo de referência e uma arquitetura de referência para sistemas de IoT, e representa um consenso internacional sobre arquitetura de software para IoT. Porém, tal norma não define um estilo arquitetural. Visando preencher essa lacuna, o principal objetivo deste trabalho é a definição e automatização de um estilo arquitetural que ofereça diretrizes para a modelagem da arquitetura de software de sistemas de IoT, em conformidade com a norma ISO/IEC 30141. A especificação do estilo é realizada usando a linguagem SysADL, uma Linguagem de Descrição Arquitetural (ADL) voltada para a modelagem de sistemas intensivos de software. Esse trabalho também apresenta avaliações do estilo proposto, realizadas através de: (i) uma avaliação de expressividade do estilo utilizando o framework proposto por PATIG (2004), (ii) uma avaliação de usabilidade do estilo, utilizando o framework Cognitive Dimensions of Notation (CDN) (BLACKWELL; GREEN, 2003) e (iii) uma avaliação experimental por meio de dois experimentos controlados para avaliar os efeitos proporcionados pelo uso do estilo.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationSANTOS, Lidiane Oliveira dos. Um estilo arquitetural baseado na Norma ISO/IEC 30141 para sistemas de internet das coisas. 2020. 172f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29657
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectInternet das Coisas (IoT)pt_BR
dc.subjectArquitetura de softwarept_BR
dc.subjectEstilo arquiteturalpt_BR
dc.subjectLinguagem de descrição arquiteturalpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOpt_BR
dc.titleUm estilo arquitetural baseado na Norma ISO/IEC 30141 para sistemas de internet das coisaspt_BR
dc.title.alternativeAn architectural style for internet of thingspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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