Neste trabalho propomos LWiSSy, uma linguagem específica de domínio (DSL) para modelar sistemas em redes de sensores e atuadores sem fio (RSASF). Os principais objetivos de LWiSSy são: (i) permitir que especialistas de domínio possam contribuir diretamente no desenvolvimento de RSASF sem terem conhecimentos com relação às plataformas de sensores de baixo nível, e; (ii) permitir que especialistas de rede programem nós sensores a fim de satisfazer requisitos da aplicação sem terem conhecimentos específicos acerca do domínio de tal aplicação. Além disso, LWiSSy também possibilita a decomposição do sistema em diferentes níveis de abstração, haja vista a necessidade de representar características (estrutural e comportamental) e granulosidades (programação em nível de rede, em nível de grupos de nós e em nível de nó) diferentes em um único sistema.
Ao longo do trabalho foi discutido como a adoção de LWiSSy facilita o processo de desenvolvimento de sistemas para RSASF, aumentando o nível de abstração e possibilitando a divisão das responsabilidades entre os desenvolvedores envolvidos. A DSL ainda leva em consideração de cada um dos especialistas envolvidos apenas os conhecimentos específicos das suas respectivas áreas. Outra importante contribuição de LWiSSy é sua capacidade de lidar com a alta heterogeneidade e as constantes mudanças tecnológicas na área de RSASF.
Uma análise comparativa foi efetuada a fim de analisar o poder de expressividade de LWiSSy em comparação a duas outras DSLs propostas na literatura. As conclusões obtidas através dessa análise indicam que LWiSSy possui um alto poder de expressividade e, portanto, pode ser utilizada de maneira satisfatória durante o processo de desenvolvimento de sistemas para RSASF. Os resultados de um experimento controlado também foram apresentados com o objetivo de avaliar se a adoção de LWiSSy afeta o
119
entendimento de sistemas RSASF. O experimento foi replicado, da mesma maneira, em dois diferentes grupos com dez de alunos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, tendo sido considerados sistemas representativos de pequeno e médio porte para RSASF. Os resultados mostram que a adoção de LWiSSy ocasiona um melhor entendimento dos sistemas em comparação com a modelagem feita utilizando a linguagem de propósito geral Java ME.
Consideramos que os resultados obtidos pelo experimento controlado e pela análise comparativa podem ter implicações práticas. Uma vez que LWiSSy auxilia o entendimento, modelagem e refinamento de sistemas, gerentes de projeto podem considerar sua utilização no processo de desenvolvimento de software para reduzir a disparidade de interpretação entre analistas e desenvolvedores visando melhorar a qualidade final do software.
Como trabalhos futuros, pretendemos validar os modelos gerados por meio da utilização de OCL, a fim de garantir que todos os modelos são válidos. Além disso, será efetuado um estudo para possibilitar a geração de modelos executáveis, considerando parâmetros de desempenho e de custo, com o objetivo de determinar, durante a fase de modelagem ainda, o tempo de vida de cada um dos nós da rede e possibilitar a análise dos modelos de acordo com diferentes configurações de implantação. Também serão conduzidos mais experimentos controlados com o objetivo de avaliar o desenvolvimento de sistemas para RSASF utilizando LWiSSy em comparação com a utilização de outras linguagens de propósito geral para programação de RSASF. Adicionalmente, será incluída uma seção para discutir as vantagens e limitações da utilização de apenas diagramas de atividades ou diagramas de classes na DSL.
120
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129
Anexo A. Questionários
Os questionários abaixo foram utilizados ao longo do experimento controlado definido na Seção 5.2.2.
FORMULÁRIO DE CONSENTIMENTO
Experimento
Este experimento visa avaliar a aplicação da linguagem LWiSSy para o desenvolvimento de sistemas para Redes de Sensores e Atuadores Sem Fio.
Procedimento
Este experimento ocorrerá em uma única sessão, que incluirá a análise de um sistema de Redes de Sensores e Atuadores Sem Fio. A análise será feita considerando a utilização das linguagens LWiSSY e Java ME, conforme determinado pelo experimentador. Eu entendo que, uma vez que o experimento tenha sido concluído, os trabalhos que desenvolvi, bem como os dados coletados, serão estudados visando analisar a aplicação das linguagens propostas. Confidencialidade
Estou ciente de que toda informação coletada neste experimento é confidencial, e meu nome ou quaisquer outros meios de identificação não serão divulgados. Da mesma forma, me comprometo a não comunicar meus resultados aos demais participantes e/ou a outros grupos enquanto não terminar o experimento, bem como manter sigilo das técnicas e documentos apresentados que fazem parte do experimento.
Benefícios e liberdade de desistência
Eu entendo que os benefícios que receberei deste experimento se limitam ao aprendizado do material que é distribuído e apresentado. Eu compreendo que sou livre para realizar perguntas a qualquer momento, solicitar que qualquer informação relacionada à minha pessoa não seja incluída no experimento, ou comunicar minha desistência de participação. Eu entendo que participo livremente com o único intuito de contribuir para o avanço e desenvolvimento de novas técnicas de programação para a área de Redes de Sensores e Atuadores Sem Fio.
Pesquisador responsável Priscilla Victor Dantas
Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Computação – PPGSC-/DIMAp/UFRN Professor responsável
Profª. Drª. Thaís Batista Vasconcelos
Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Computação – PPGSC-/DIMAp/UFRN
Ao preencher e assinar este formulário eu concordo plenamente com os termos acima expostos.
Nome (em letra de forma): ________________________________________ Assinatura: ____________________________________________________
130
F
ORMULÁRIO DE
C
ARACTERIZAÇÃO DO
P
ARTICIPANTE
Este formulário tem por objetivo caracterizar sua experiência acadêmica, pessoal e profissional com relação à Ciência da Computação. Por favor, responda a TODAS as questões o mais fielmente possível. Toda informação fornecida é confidencial, sendo que seu nome e quaisquer outros meios de identificação não serão divulgados em nenhuma hipótese.
1. Dados do participante
Período: _____________ Idade: ________________
2. Experiência profissional
2.1. Assinale a opção que melhor reflita seu grau atual de experiência com as tecnologias listadas a seguir, considerando a escala de 5 pontos:
0 = nenhum
1 = estudei em aula ou em livro
2 = pratiquei em projetos em sala de aula 3 = usei em projetos pessoais ou na indústria 4 = uso em grande parte dos projetos que realizo
1. Redes de Computadores Convencionais 0 1 2 3 4
2. Redes Sem Fio 0 1 2 3 4
3. Redes de Sensores Sem Fio 0 1 2 3 4
4. Linguagem de Programação Java 0 1 2 3 4
5. Linguagem de Programação Java ME 0 1 2 3 4
6. Sun SPOT 0 1 2 3 4
7. Unified Modeling Language (UML) 0 1 2 3 4
8. IDE Eclipse 0 1 2 3 4
9. Eclipse Modeling Framework (EMF) 0 1 2 3 4
2.2. Qual das opções a seguir melhor descreve sua experiência anterior com relação a desenvolvimento de software na prática?
Tenho desenvolvido software por conta
própria (sozinho).
( )
Tenho desenvolvido software como membro de equipe durante cursos que
realizo. ( )
Tenho desenvolvido software como membro de
equipe, na indústria, há menos de 2 anos.
( )
Tenho desenvolvido software como membro de equipe, na indústria,
há 2 anos ou mais. ( )
2.3. Qual sua habilidade em... a) ... modelar diagramas UML?
( ) Especialista ( ) Avançado ( ) Médio ( ) Básico ( ) Nenhum Meses de experiência: ____ (como aluno em um curso) ____ (na indústria)
b) ... desenvolver software?
131
Meses de experiência: ____ (como aluno em um curso) ____ (na indústria) c) ... desenvolver software para redes de sensores sem fio?
( ) Especialista ( ) Avançado ( ) Médio ( ) Básico ( ) Nenhum Meses de experiência: ____ (como aluno em um curso) ____ (na indústria)
3. Experiência com os conceitos e técnicas empregados no experimento
Esta seção será utilizada para compreender sua familiaridade com os conceitos e técnicas que serão utilizados nas atividades do experimento.
3.1. Assinale na tabela a seguir a opção que melhor reflita seu grau atual de experiência com os itens relacionados, considerando a escala de 4 pontos:
0 = Eu não tenho familiaridade com este assunto. Eu nunca fiz isto. 1 = Já li ou estudei sobre isto. Conheço os conceitos e/ou técnicas.
2 = Eu utilizo isto algumas vezes em projetos pessoais ou na indústria, mas não sou um(a) especialista. 3 = Eu sou muito familiar com este assunto. Eu me sentiria confortável fazendo isto.
Desenvolvimento Dirigido a Modelos (MDD) 0 1 2 3
Linguagens de Programação de Redes de Sensores Sem Fio 0 1 2 3
Modelagem de Sistemas Utilizando UML 0 1 2 3
132
Questionário
Inicial
Grupo: _____
A1. Quantas vezes você já usou uma DSL? Se sua resposta é 1, por favor vá para a questão B1.
Nunca ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Sempre A2. Há quanto tempo você utilizou uma DSL? A3. Você gostou?
Não ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito A4. Pra qual finalidade você utilizou uma DSL?
Validação Conceitual
B1. Você entendeu a linguagem LWiSSy?
Muito mal ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito bem B1.1. Se não, o que faltou?
B2. Quão fácil foi aprender os conceitos?
Muito difícil ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito fácil B3. Como você identifica os símbolos utilizados pela linguagem? Muito mal ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito bem B3.1. Qual(is) símbolo(s) você achou inadequado(s)?
B4. Quantas vezes você acha que cometeu erros por causa da semelhança entre símbolos? Nunca ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Sempre
133 B4. Quais mudanças ou adições você propõe que sejam feitas na linguagem?
134
Questionário
LWiSSy
Validação do Sistema
Grupo: _____
C1. Horário inicial do experimento (horas e minutos):
135 C2. Explique o funcionamento do sistema da maneira mais detalhada que você conseguir:
136
Questionário
Java ME
Validação do Sistema
Grupo: _____
D1. Horário inicial do experimento (horas e minutos):
138 D2. Explique o funcionamento do sistema da maneira mais detalhada que você conseguir:
139
Questionário de
Usabilidade
Grupo: _____
E1. Quão fisicamente cansativo foi o estudo de caso? Muito difícil ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito fácil E2. Quais as vantagens de utilizar LWiSSy ao invés de Java ME?
E3. E as desvantagens?
E4. Com qual frequência você fez perguntas ao supervisor? Nunca ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Sempre
E5. Quão confiante você se sentiu durante a execução do estudo de caso? Sem confiança ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito confiante
E6. Quantas vezes você se sentiu confuso durante o estudo de caso? Nunca ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Sempre
E7. Quão mentalmente cansativo foi o estudo de caso? Muito difícil ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito fácil E8. Qual foi o momento mais cansativo mentalmente?
140 E9. Como você se sente sobre a corretude do estudo de caso realizado com LWiSSy?
Errado ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito correto
E10. Como você se sente sobre a corretude do estudo de caso realizado com Java ME? Errado ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito correto
E11. Como você classifica LWiSSy com relação a Java ME? Muito pior ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito melhor
E12. Comparando LWiSSy com Java ME, qual linguagem você acha que permite um entendimento mais rápido e melhor do sistema modelado? Justifique.
E13. Você considera LWiSSy útil?
Inútil ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito útil E14. Qual sua opinião geral sobre LWiSSy?
Muito ruim ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 Muito boa
E15. Quais são, em sua opinião, os pontos fracos/dificuldades de LWiSSy?
E16. Quais são, em sua opinião, os pontos fortes/facilidades de LWiSSy?
141 E18. O que você sugere para a melhoria da linguagem?