Taim : a safety pattern repository

Abstract

Diversos domínios de aplicações importantes, como médico, aviônico e automotivo, necessitam de sistemas preparados para lidar com falhas em seu funcionamento, pois caso essas falhas não forem tratadas adequadamente, elas podem causar prejuízos severos ao ambiente bem como às pessoas. Durante o desenvolvimento de tais sistemas, muitas técnicas e táticas devem ser levadas em consideração a fim de evitar, remover e tolerar falhas. Padrões de projetos são soluções efetivas para problemas de projeto recorrentes. Eles representam experiência e conhecimento encapsulando as melhores práticas e técnicas que podem ser compartilhadas entre desenvolvedores de software. No caso de sistemas críticos de segurança, esses padrões são chamados de padrões de segurança. Este trabalho apresenta o projeto e implementação de um repositório centralizado que armazena padrões de segurança com o propósito de incrementar o uso e compartilhamento de padrões durante o desenvolvimento de sistemas críticos de segurança. Este trabalho descreve também o desenvolvimento de uma extensão para a ferramenta CASE UML Sparx Enterprise Architect que acessa o repositório através da rede e permite ao usuário visualizar, gerenciar e armazenar novos padrões no repositório. A integração entre o repositório e uma ferramenta CASE UML permite um arquiteto de sistemas usar essa ferramenta para criar a estrutura UML do pattern que será armazenado no repositório. Além disso, o repositório foi criado utilizando padrões (standards) abertos e serviços “web” de forma que ferramentas de outras companias possam acessar o repositório independentemente de plataforma. Os artefatos resultantes da análise e desenvolvimento, tais como, casos de uso, modelo de dados e diagramas de classes que mostram a arquitetura do sistema desenvolvido em diferentes níveis de abstração, são utilizados para descrever a aplicação. Além dessa documentação, algumas questões de implementação, tais como detalhes dos serviços web e protocolos usados bem como preocupações relacionadas ao desenvolvimento de extensão para Sparx Enterprise Architect são relatadas. Por último, a solução foi implantada em um ambiente acadêmico e a ferramenta foi utilizada para verificar se o repositório satisfaz seus requisitos funcionais. Algumas imagens das telas são retratadas para mostrar o sistema em uso.

Various important application domains, such as medical, avionic, and automotive, requires software based systems prepared for handling potential malfunctions, since these defects could cause severe harms to the environment as well as to humans. During the development of such systems, several techniques and tactics should be taken into account in order to avoid, remove and tolerate failures. Design patterns are proven solutions for recurring design problems. They represent experience and knowledge encapsulating best practices and techniques that can be shared among software developers. In the case of safety-critical systems, these patterns are called safety patterns. This work presents the design and implementation of a centralized repository that stores safety patterns with the purpose of increase the use and sharing of patterns during the development of safety-critical systems. This work also describes the development of an extension for the UML CASE tool Sparx Enterprise Architect that accesses the repository through the network and allows the user to visualize, manage and store new patterns into the repository. The integration between the repository and a UML CASE tool permits a system architect to use this tool to create the pattern UML structure that will be stored in the repository. Another advantage of this approach is the possibility of reuse safety patterns from the repository directly into diagrams being modeled by the tool. Furthermore, the repository was created using open standards and web services in a way that third-party tools can access it independently from platform. The resulting artifacts from the analysis and development, such as use cases, data model and class diagrams that shows the architecture of the developed system in different levels of abstraction, are used to describe the application. In addition to this documentation, some implementation concerns, such as details from web services and used protocols as well as concerns about Add-In development in Sparx Enterprise Architect are reported. Finally, the solution was deployed in an academic environment and the tool was used to verify if the repository achieves its functional requirements. Some screens shots are depicted to show the system in use.