A multi-agent layered architecture for recovering use cases flows in existing systems

dc.contributor.advisor1Camargo, Valter Vieira de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6809743774407662
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6439-4649
dc.contributor.authorCarvalho, João Vítor de Oliveira
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5420793134490667
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0006-1776-2767
dc.contributor.refereeWiese, Igor Scaliante
dc.contributor.refereeValejo, Alan Demétrius Baria
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/0447444423694007
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/9546164790189830
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-9943-5570
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-9046-9499
dc.date.accessioned2026-09-01T13:58:08Z
dc.date.issued2026-08-14
dc.description.abstractLegacy systems frequently require reverse engineering activities. Among the various possible activities, understanding how specific use cases are internally executed by a software system stands out as an important task, requiring the identification of the software elements involved in their execution, such as classes, method calls, modules, and components. Although several studies have explored the use of artificial intelligence in activities related to software development and maintenance, no studies focusing specifically on the automated comprehension and extraction of use case execution flows in software systems were identified. In this context, multi-agent systems have emerged as a promising approach for solving complex problems composed of multiple stages and specialized skills, allowing agents to operate autonomously and collaboratively. This dissertation presents a tool-supported multi-agent approach for use case comprehension. The proposed approach/tool involves seven collaborative agents that work together to extract the software elements involved in the realization of a given use case. As a result, the tool automatically generates documentation composed of diagrams and textual descriptions that support software engineers in understanding the execution flow of the analyzed use case. Additionally, this dissertation contributes to the definition of the architecture of the developed tool, which is based on the integration of intelligent agents, MCP servers, and the A2A protocol, forming an infrastructure that can serve as a foundation for the development of new multi-agent systems. To evaluate the proposed approach, different instances of the tool, using different LLMs, were applied to the extraction of two use cases from a software system. The generated documentations was subsequently compared and analyzed by the author with prior knowledge of the analyzed software, producing satisfactory results regarding the comprehension of the extracted use cases.eng
dc.description.resumoSistemas legados frequentemente necessitam de atividades de engenharia reversa. Entre as diversas atividades possíveis, destaca-se a necessidade de compreender como determinados casos de uso são realizados internamente pelo sistema, identificando os elementos de software envolvidos em sua execução, como classes, chamadas de métodos e componentes. Embora diversas pesquisas explorem o uso de inteligência artificial em atividades relacionadas ao desenvolvimento e manutenção de software, não foram identificados trabalhos focados especificamente na compreensão e extração automatizada de fluxos de casos de uso. Nesse contexto, sistemas multiagentes têm se destacado como uma abordagem promissora para a resolução de problemas complexos compostos por múltiplas etapas e habilidades especializadas, permitindo que agentes atuem de forma autônoma e colaborativa. Esta dissertação apresenta uma abordagem multi-agentes apoiada por ferramenta para compreensão de casos de uso. A abordagem/ferramenta envolve sete agentes colaborativos que trabalham conjuntamente na extração dos elementos de software envolvidos na realização de um determinado caso de uso. Como resultado, a ferramenta gera automaticamente uma documentação composta por diagramas e descrições textuais que auxiliam engenheiros de software na compreensão do fluxo de execução do caso de uso. Adicionalmente, esta dissertação contribui com a definição da arquitetura da ferramenta desenvolvida, baseada na integração entre agentes inteligentes, servidores MCP e protocolo A2A, formando uma infraestrutura que pode servir de base para o desenvolvimento de novos sistemas multiagentes. Para avaliar a abordagem, diferentes instâncias da ferramenta, utilizando diferentes LLMs, foram aplicadas à extração de dois casos de uso de um sistema de software. As documentações geradas foram posteriormente comparadas entre si e analisadas pelo autor, com conhecimento prévio sobre o sistema analisado, produzindo resultados satisfatórios em relação à compreensão dos casos de uso extraídos.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 88887.112930/2025-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationCARVALHO, João Vítor de Oliveira. A multi-agent layered architecture for recovering use cases flows in existing systems. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24615.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24615
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectLLM agentseng
dc.subjectMulti-agent architectureeng
dc.subjectReverse engineeringeng
dc.subjectUse case execution floweng
dc.subjectAgentes de LLMpor
dc.subjectArquitetura multi-agentespor
dc.subjectEngenharia reversapor
dc.subjectFluxo de execução de casos de usopor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleA multi-agent layered architecture for recovering use cases flows in existing systemseng
dc.title.alternativeUma arquitetura multi-agentes em camadas para recuperação de fluxos de casos de uso em sistemas existentespor
dc.typeDissertação

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