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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2023.tde-31032023-085135
Documento
Autor
Nome completo
Rosalia Edith Caya Carhuanina
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
José Neto, João (Presidente)
Castro Junior, Amaury Antônio de
Pariente, César Alberto Bravo
Ramos, Marcus Vinicius Midena
Rocha, Ricardo Luis de Azevedo da
Título em português
Adaptatividade - Visão holística e ferramenta de projeto.
Palavras-chave em português
Adaptatividade
Computação aplicada
Controle adaptativo
Frameworks
Holístico
Meta-modelo
Projeto de software
Sistema Legado
Resumo em português
Nos últimos 50 anos, a sociedade humana tem experimentado uma integração massiva e acelerada com tecnologias, transformando sua própria dinâmica e formando uma coevolução entre tecnologias, ambientes e usuários: o potencial tecnológico permite a expansão das atividades humanas, que a sua vez geram novos desafios tecnológicos. Nesse cenário, os sistemas computacionais precisam ter um bom desempenho em contextos com complexidade crescente, mudança constante e incerteza inerente para se ajustar de maneira confiável às necessidades dos usuários. Nos últimos anos, a comunidade científica tem identificado a incorporação de adaptatividade nos sistemas computacionais como uma possível resposta para esse desafio. Porém,a falta de uma teoria geral e unificada de adaptatividade tem como consequência o desenvolvimento de soluções segregadas que raramente consideram os sistemas legados estabelecendo uma barreira para seu uso em sistemas convencionais. Este trabalho propõe uma solução em dois níveis: uma proposta de marco conceitual e um framework de suporte para a implementação de sistemas adaptativos sob essa nova visão. No nível conceitual, é elaborado o meta-modelo holístico como uma nova abordagem para o projeto e implementação de sistemas adaptativos sob uma visão agnóstica de abordagem e com uma estratégia integradora. O meta-modelo holístico apresenta uma definição clara, simples e geral da adaptatividade que procura servir como guarda-chuva para outras abordagens em diversas áreas do conhecimento. No nível tecnológico o meta-modelo holístico é complementado com um framework livre que assiste o projeto e implementação de mecanismos adaptativos com base em sistemas adaptáveis, assim, os sistemas legados são integrados de maneira explícita no processo de desenvolvimento de sistemas adaptativos sempre que satisfaçam as condições mínimas para sua transformação. Ambos os níveis foram avaliados com suítes de testes correspondentes para verificar sua flexibilidade. Dessa maneira, mostramos que o meta-modelo holístico permite a integração de diversas abordagens facilitando o intercâmbio de conhecimento entre diferentes áreas, colaborando como um passo mais na direção do desenvolvimento de uma teoria geral de adaptatividade. Adicionalmente, o framework desenvolvido, é uma das poucas ferramentas disponíveis para pesquisadores que permite enriquecer sistemas adaptáveis com mecanismos adaptativos, se afirmando como uma abordagem de desenvolvimento de sistemas computacionais de longa vida. Finalmente, o trabalho expõe as conclusões derivadas do seu desenvolvimento, e o grande potencial de pesquisa tanto na área de tecnologias adaptativas quanto no desenvolvimento de melhoras da proposta aqui apresentada.
Título em inglês
Adaptivity - holistic vision and design tool.
Palavras-chave em inglês
Adaptivity
Holistic
Legacy system
Meta-model
Software design
Resumo em inglês
The last 50 years, human society has experienced a massive and accelerated integration with technologies, transforming its own dynamics and forming a co-evolution between technologies, environments, and users: the technological potential allows the expansion of human activities, which in turn generates new technological challenges. In this scenario, computer systems need to perform well in contexts with increasing complexity, constant change, and inherent uncertainty to reliably adjust to user needs. In recent years, the scientific community has identified the incorporation of adaptivity in computer systems as a possible answer to this challenge. However, the lack of a general and unified theory of adaptivity results in the development of segregated solutions that seldom consider legacy systems establishing a barrier to their use in conventional systems. This work proposes a two-level solution: a proposal for a conceptual framework and a support framework for the implementation of adaptive systems under this new vision. At the conceptual level, the holistic meta-model is elaborated as a new approach to the design and implementation of systems with adaptive behavior under an agnostic approach and with an integrative strategy. The holistic meta-model presents a clear, simple, and general definition of adaptivity that seeks to serve as an umbrella for other approaches in different areas of knowledge. At the technological level, the holistic meta-model is complemented with a free and adaptable framework that assists the design and implementation of adaptive mechanisms based on adaptable systems. Thus, legacy systems are explicitly incorporated into the process of developing adaptive systems whenever they satisfy the minimum conditions for their transformation. Both levels were evaluated with corresponding test suites to verify their flexibility. This way, we show that the holistic meta-model allows the integration of different approaches, facilitating the exchange of knowledge between different areas, and collaborating as a further step towards the development of a General Theory of Adaptivity. Additionally, the developed framework is one of the few tools available to researchers that allows the enrichment of adaptable systems with adaptive mechanisms, asserting itself as an approach to the development of long-lived computing systems. Finally, the work exposes the conclusions derived from its development, and the great research potential both in the area of Adaptive Technologies and in the development of improvements to the proposal presented here.
 
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RosaliaCayaCorr23.pdf (11.35 Mbytes)
Data de Publicação
2023-04-03
 
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