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1 Fonte Foto: NASA Instituto Tecnológico de Aeronáutica Divisão de Ciência da Computação Matérias de Pós-Graduação CE-230 e CE-235, Prof. Dr. Adilson M.

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1 1 Fonte Foto: NASA Instituto Tecnológico de Aeronáutica Divisão de Ciência da Computação Matérias de Pós-Graduação CE-230 e CE-235, Prof. Dr. Adilson M. Cunha Denis Loubach, João Carlos S. Nobre, Erika Miranda, Priscila Fernandes, Erick Carvalho, Ten. Martins 28 de novembro, 2005 – ITA - IEC – Mini Auditório CCS/SJ

2 2Agenda Introdução Introdução Desenvolvimento (Protótipos Acadêmicos) Desenvolvimento (Protótipos Acadêmicos) Testes automatizados Testes automatizados Conclusões e Recomendações Conclusões e Recomendações Motivação Motivação Contextualização Contextualização Enunciado do Problema Enunciado do Problema Alternativa de Solução Escolhida Alternativa de Solução Escolhida Título Título Redução de Escopo Redução de Escopo Unidades de Software de Computador - USCs Unidades de Software de Computador - USCs Componentes de Software de Computador - CSCs Componentes de Software de Computador - CSCs Item de Configuração de Software de Computador - ICSC Item de Configuração de Software de Computador - ICSC Rational Quality Architect RealTime – RQA-RT Rational Quality Architect RealTime – RQA-RT Rational Test RealTime – RT-RT Rational Test RealTime – RT-RT Análise de Sensitividade Análise de Sensitividade

3 3Introdução Motivação Motivação Durante o 1º Workshop de Sistemas Embarcados e de Tempo Real, que contou com a participação do Eng o Flávio Araripe (IAE), Gerente do Projeto VANT e do Prof. Dr. Marco Antônio Chamon (INPE), Gerente do Projeto de Satélites Universitários, foram apresentadas as necessidades dos respectivos projetos, destacando-se a imperiosa participação do setor acadêmico no desenvolvimento dos citados projetos.

4 4Introdução Contextualização Contextualização À medida em que o uso de sistemas computacionais prolifera, aplicações com hard real-time (aplicações militares) e soft real-time (eletrodomésticos, celulares, etc.) tornam-se muito comuns. Entretanto, a variação de complexidade e a garantia de atendimento de restrições temporais por parte de tais aplicações mostra-se muito ampla. Várias ferramentas CASE estão disponíveis para o desenvolvimento de tais aplicações, como por exemplo, Rhapody, ARTiSAN, TauG2 e Rose RealTime (os quatro mais fortes). O uso de Veículo Aéreo Não Tripulado – VANT em aplicações civis e militares visando o reconhecimento aéreo, monitoramento de recursos naturais, redes elétricas, e de dutos de petróleo são realidade no mundo moderno. O País, atualmente, busca capacitar-se ao desenvolvimento de Sistemas Embarcados de Tempo Real para serem empregados em VANTs para administração, controle e gerenciamento do mesmo. A busca de tal capacitação também recai sobre a qualidade, confiabilidade e segurança (safety) dos sistemas desenvolvidos, devendo estar assegurada por meio do uso de normas e padrões, tais como a DO-178B.

5 5Objetivo Enunciado do Problema Enunciado do Problema Alternativa de Solução Escolhida Alternativa de Solução Escolhida Título Título Protótipo de Projeto de CSC – Suporte do VANT Dotar o CSC Suporte do VANT de um Protótipo de Projeto de USC de Controle de Barramento de Dados, visando propiciar o suprimento de necessidades de comunicação, reduzindo desperdícios de recursos e aumentando a capacidade de suporte ao funcionamento de VANTs, até o final do 2º semestre de Desenvolver uma USC de Controle de Barramento de Dados de um VANT genérico para o CSC Suporte do VANT, visando propiciar o suprimento de necessidades de comunicação, reduzindo desperdícios de recursos e aumentando a capacidade de suporte ao funcionamento de VANTs, até o final do 2º semestre de Redução de Escopo Redução de Escopo Suporte a: Barramento de Dados, Central de Alarmes, Sistema Elétrico e Caixa Preta.

6 6Desenvolvimento Unidades de Software de Computador (Protótipos) Unidades de Software de Computador (Protótipos) Barramento de Dados (Denis Loubach/Erick Carvalho) Barramento de Dados (Denis Loubach/Erick Carvalho) Central de Alarmes (Erika Miranda) Central de Alarmes (Erika Miranda) Sistema Elétrico (Priscila Fernandes) Sistema Elétrico (Priscila Fernandes) Caixa Preta (João Carlos/Martins) Caixa Preta (João Carlos/Martins) Tela do Rational Rose RealTime

7 7Desenvolvimento USC – Barramento de Dados USC – Barramento de Dados Monitoramento de Interrupções; Controle de Read & Write; e Leitura de Status atual; Diagrama de Estados da cápsula Interface (acima) e RW (abaixo) – Barramento de Dados. Diagrama de Estados de RW do B. Dados (acima). Diagrama de Estrutura da TopCapsule (abaixo).

8 8Desenvolvimento USC – Central de Alarmes USC – Central de Alarmes Recebe alarmes de outras USCs Gerência mensagens importantes Diagrama de Estados da cápsula central de alarmes.

9 9Desenvolvimento USC – Sistema Elétrico USC – Sistema Elétrico Controle de baterias Gerência do Sistema Elétrico Emissão de alarmes Diagrama de Estados de uma cápsula do VSEL Diagrama de Estados de uma cápsula do VSEL, processo consumidor de energia (ao lado). Diagrama de Estrutura da TopCapsule (abaixo).

10 10Desenvolvimento USC – Caixa Preta USC – Caixa Preta Recebimento dos principais logs do sistema; Controle e armazenamento de mensagens. Diagrama de Estados de uma cápsula do VCXP (acima), diagrama de estrutura da cápsula principal deste CSC.

11 11Desenvolvimento CSC – Suporte do VANT CSC – Suporte do VANT Visão Lógica Aplicação do Conceito de Empacotamento no Modelo, visando organização. Diagrama de Estrutura interconectando todas as cápsula deste CSC. Visão Lógica.

12 12Desenvolvimento ICSC – VANT ICSC – VANT Visão Lógica Aplicação do Conceito de Agregação de Estrutura, visando organização do Modelo. Visão Lógica: ICSC VANT e ICSC EC.

13 13 Testes Automatizados USC – Barramento de Dados USC – Barramento de Dados Diagrama de Colaboração para Testes (acima). Etiqueta de execução de Testes (ao lado) Diagrama de Seqüência originado do Diagrama de Colaboração

14 14 Testes Automatizados USC – Central de Alarmes e USC – Sistema Elétrico USC – Central de Alarmes e USC – Sistema Elétrico Diagrama de Seqüência dos testes aplicados.

15 15 Testes Automatizados USC – Caixa Preta USC – Caixa Preta Diagrama de Colaboração para Testes (acima). Etiqueta de execução de Testes (ao lado) Diagrama de Seqüência originado do Diagrama de Colaboração

16 16 Testes Automatizados Rational Quality Architect RealTime – RQA-RT Rational Quality Architect RealTime – RQA-RT Integrado ao Rose RealTime; Integrado ao Rose RealTime; Baseado em Diagramas de Colaboração e Diagramas de Seqüência; Baseado em Diagramas de Colaboração e Diagramas de Seqüência; Testes de integridade de sistema; Testes de integridade de sistema; Teste de Caixa Preta/Branca. Teste de Caixa Preta/Branca. Tela do RQA-RT.

17 17 Testes Automatizados Rational Test RealTime – RT-RT Rational Test RealTime – RT-RT Telas do Rational Test RealTime.

18 18 Testes Automatizados Rational Test RealTime – RT-RT Rational Test RealTime – RT-RT Diagramas de estado em tempo de execução do modelo.

19 19TestesAnálise de Sensitividade Foram trocados duas ocorrências de CASE por IF no código do arquivo fonte VBAD_RW.cpp. Esta alteração impactou no aumento da Dificuldade Computacional (Halstead Metrics), aumento de Tempo de Teste em 24 minutos, entre outros. De maneira geral, este tipo de situação requer máquinas com maior poder de processamento, e sobre o tempo, prejudica o que alocou-se como previsão inicial. Por outro lado, a complexidade computacional ( Sum of V(g) ) diminui em 2 unidades.

20 20TestesMétricas Métricas em Nível de Arquivo (Line & Comments): Comment only lines: Números de Linhas Comentadas Comments: Número de Comentários Empty lines: Números de Linhas em Branco Source only lines: Números de Linhas com Código sem comentário Source and comment lines: Números de Linhas com Código e comentário Lines: Números de Linhas de Código Comment rate: Percentual de Comentários no Total do Código Métricas em Classe ou Pacote (Statements & Levels): Maximum level: Número máximo de níveis Total level: Total de níveis Maximum statements: Número máximo de statements Total statements: Total de statements em todos os níveis Métricas de Complexidade estimada do Código Fonte (V(g)): Maximum V(g): Maior Complexidade Mean V(g): Média Complexidade Standard deviation from V(g): Desvio Padrão Complexidade Sum of V(g): Complexidade Total

21 21Testes Métricas (cont.) Métricas de Complexidade Computacional do Código Fonte (Halstead Metrics)

22 22 Conclusões e Recomendações Trabalhar em grupo de maneira organizada é fundamental; e Trabalhar em grupo de maneira organizada é fundamental; e Cada USC manteve sua identidade preservada até o final de Cada USC manteve sua identidade preservada até o final de todas integrações; Utilizou-se das ferramentas Rose RealTime, Quality Utilizou-se das ferramentas Rose RealTime, Quality Architect e Test RealTime com sucesso dentro das expectativas; O CSC Suporte do VANT foi implementado, verificado e O CSC Suporte do VANT foi implementado, verificado e validado com sucesso, porém sem completeza, conforme objetivado; Os passos da Missão Atribuída, diretamente relacionados Os passos da Missão Atribuída, diretamente relacionados com o VANT, puderam executar-se com sucesso; Recomenda-se a criação de um Gerente de Projeto, visando Recomenda-se a criação de um Gerente de Projeto, visando definir o papel de integrador, definindo políticas e possíveis estratégias.

23 23 Referências Bibliográficas Notas de aula 2º Semestre/05 CE-230 e CE-235 Prof. Dr. Adilson Marques da Cunha Notas de aula 2º Semestre/05 CE-230 e CE-235 Prof. Dr. Adilson Marques da Cunha Site IBM-Rational Visitado em novembro/2005 Site IBM-Rational Visitado em novembro/2005 Sistemas de Tempo Real Jean-Marie Fernandes, Joni da Silva Fraga, Rômulo Silva de Oliveira Sistemas de Tempo Real Jean-Marie Fernandes, Joni da Silva Fraga, Rômulo Silva de Oliveira Dept. de Automação de Sistemas UFSC, Florianópolis, julho de 2000 Padrão DO-178B Padrão DO-178B Rational Test RealTimeUser Guide Rational Test RealTimeUser Guide FTP IBM-RATIONAL FTP IBM-RATIONAL ftp://ftp.software.ibm.com/software/rational/docs/documentation/manuals/v2003/ Visitado em novembro/2005

24 24 Instituto Tecnológico de Aeronáutica Curso de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica e Computação CE-235 Sistemas Embarcados de Tempo Real CE-230 Qualidade, Confiabilidade e Segurança de Software Professor Dr. Adilson Marques da Cunha 2° Semestre de 2005 Protótipo de CSC – Suporte do VANT por Denis Loubach, Erika Miranda, João Carlos, Priscila Fernandes, Erick Carvalho e Ten. Martins Obrigado!


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