Aplicación y problemas no resueltos del uso de objetivos en la ingeniería de software

En las diferentes áreas del conocimiento los primeros elementos que se deben identificar para solucionar un problema o una necesidad son los objetivos, los cuales permiten determinar los resultados que se deberán alcanzar. A partir de estos se determinan las metas, los procesos, las tareas y los responsables. Además, con base en los objetivos planteados se puede dar seguimiento a las actividades definidas para su respectivo logro y, finalmente, evaluar los resultados obtenidos. En este artículo se mostrará la manera como se definen y usan los objetivos desde las diversas disciplinas, especialmente en el área de la ingeniería de software; además, se caracterizarán las falencias encontradas.One of the first items which should be identified in resolving a problem or need is an objective in the various fields of knowledge as it enables determining which results must be achieved. Objectives are the starting point in identifying goals, processes, tasks and the people in charge; moreover, activities defined to fulfil their follow-up are based on a set of proposed objectives and enable evaluating results. This article shows how objectives can be defined and used in various fields, especially in software engineering, and depicts the flaws found

Un modelo de procesamiento terminológico para la obtención y validación de requisitos de software basado en el diagrama de objetivos de Kaos

Resumen: La educción y validación de requisitos de software son actividades propias de la Ingeniería de Software, estas se realizan en las primeras fases del ciclo de vida del software, es decir, en la definición y el análisis respectivamente. En estas fases se intentan capturar los requisitos que debe cumplir el sistema (software) y transformarlos en modelos conceptuales que permitan explicar los elementos significativos del área del problema. Sin embargo, los productos obtenidos a través de estas fases presentan problemas en su concepción debido a: (i) la brecha de comunicación presente entre el interesado (usuario) y el analista, es decir, debido a la comunicación limitada o insuficiente que se genera por las diferencias entre sus especialidades, y (ii) la ambigüedad verbal presente en el universo del discurso. Estos problemas, impiden una correcta identificación y validación de los requisitos que debe cumplir un sistema (software). Asimismo, hacen que el producto final sea más costoso debido a la corrección de errores en las etapas de implementación y producción del sistema (software). Con el propósito de: (i) mejorar los resultados en la educción y validación de requisitos de software, y (ii) reducir la brecha de comunicación entre el interesado y el analista, se utilizan diversos esquemas conceptuales, entre estos se emplea el diagrama de objetivos de KAOS (Knowledge Acquisition in Automated Specification), el cual le permite al usuario la identificación y la validación de los requisitos asociados al sistema (software). Además, a partir de este diagrama se pueden obtener diagramas UML propios de la tercera fase (diseño) del ciclo de vida del software, los cuales hacen parte del dominio del analista. Sin embargo, en los diferentes trabajos que especifican o utilizan el diagrama de diagrama de objetivos de KAOS, se logran identificar los siguientes problemas: (i) falta de consistencia entre el lenguaje natural y los elementos básicos que conforman el diagrama de objetivos de KAOS, (ii) no utilizan herramientas terminológicas que permitan minimizar la ambigüedad semántica presente en el universo del discurso, (iii) falta de validación semiautomática de requisitos de software por parte del interesado en la etapa inicial, y (iv) no obtienen de manera semiautomática el diagrama de objetivos correspondiente. Con la intención de dar solución a los problemas identificados en el párrafo anterior, se logró realizar en esta tesis doctoral lo siguiente: (i) caracterizar los elementos que componen el diagrama de objetivos de KAOS, (ii) construir una Ontología para representar con mayor precisión los elementos del diagrama de objetivos KAOS, (iii) definir un conjunto de formas morfosintácticas que permiten caracterizar a partir de lenguaje natural los elementos básicos (objetivo, entidad, operación y agente) del diagrama de objetivos de KAOS, de tal forma, que se logró dar una solución a la necesidad de identificar la consistencia que debe existir entre el lenguaje natural y los elementos básicos que conforman diagrama de objetivos de KAOS, (iv) definir un conjunto de reglas semánticas que permiten minimizar la ambigüedad semántica presente en el universo del discurso, la cual afecta de forma negativa las actividades asociadas a la educción y validación de requisitos de software, (v) crear un modelo de procesamiento terminológico para la educción y validación interactiva con el usuario de requisitos de software inicialmente descritos en lenguaje natural, (vi) desarrollar la aplicación NL2KAOS (elaborada en JAVA, JSP y PHP) que permite automatizar el modelo propuesto, además, incluye las formas morfosintácticas y las reglas semánticas definidas en esta tesis, (vii) obtener de manera semiautomática el diagrama de objetivos de KAOS, (viii) realizar la evaluación del modelo mediante la experimentación y el análisis de los resultados obtenidos, los cuales fueron confrontados con varios casos de estudio registrados en la literatura científica, en los experimentos se analizaron las características de la exhaustividad, la precisión, la correctitud, la completitud y la consistencia de los elementos básicos (objetivo, entidad, operación y agente).Abstract: The elicitation and validation of software requirements are specific activities belonging to software engineering which are performed in the early stages of the software life cycle, namely, definition and analysis. In these phases the goal is to capture the requirements to be met by the system (software) and transform them into conceptual models that explain the significant components of the problem area. However, there are problems in the conception of the products obtained in these phases because of: (i) the communication gap existing between the stakeholder (user) and the analyst due to limited or insufficient communication caused by the differences in their specialties, and (ii) the verbal ambiguity present in the universe of discourse. These problems make it impossible to correctly identify and validate the requirements that must be met by the system (software). Likewise, they increase the cost of the final product because errors must be corrected during the system's (software) implementation and production stages. In order to: (i) improve the results of the requirements elicitation and validation phases, and (ii) reduce the communication gap between the stakeholder and the analyst, a number of conceptual schemes are used. One of such is the KAOS (Knowledge Acquisition in Automated Specification) diagram, which allows users to identify and validate the requirements associated with the system (software). Furthermore, the UML diagrams, which belong to the third phase (design) of the software life cycle and are a part of the analyst's domain, can be obtained from this diagram. However, the following problems have been observed in the various studies which specify or use the KAOS goal diagram: (i) lack of consistency between natural language and the basic components of the KAOS goal diagram, (ii) lack of terminological tools that can be used to minimize the semantic ambiguity in the universe of discourse, (iii) lack of semi-automatic validation of software requirements performed by the stakeholder during the initial stage, and (iv) the corresponding goal diagram is not obtained semi-automatically. In order to solve the problems stated in the preceding paragraphs, the following objectives where achieved in this doctoral dissertation: (i) characterize the components of the KAOS goal diagram. (ii) Build an Ontology that represents the components of the KAOS goal diagram more accurately. (iii) Define a set of morphosyntactic forms which make it possible to extract the basic components of the KAOS goal diagram from natural language (goal, entity, operation and agent) to solve the problem of consistency between natural language and the basic components of the KAOS goal diagram. (iv) Define a set of semantic rules that make it possible to minimize the semantic ambiguity found in the universe of discourse that negatively affects the activities associated with software requirements elicitation and validation. (v) Create a terminology processing model for eliciting and validating the software requirements expressed in natural language, with the help of the user and in an interactive manner. (vi) Develop the NL2KAOS application (written in JAVA, JSP and PHP) which automates the proposed model and includes the morphosyntactic forms and semantic rules defined in this dissertation. (vii) Semi-automatically obtain the KAOS goal diagram. (viii) Evaluate the model by experimenting and analyzing the results obtained; such results were compared with a number of case studies appearing in the scientific literature. Additionally, the exhaustive, precision, correctness, completeness and consistency of the basic components (goal, entity, operation and agent).Doctorad

A Feature-Oriented Modelling Language and a Feature-Interaction Taxonomy for Product-Line Requirements

Many organizations specialize in the development of families of software systems, called software product lines (SPLs), for one or more domains (e.g., automotive, telephony, health care). SPLs are commonly developed as a shared set of assets representing the common and variable aspects of an SPL, and individual products are constructed by assembling the right combinations of assets. The feature-oriented software development (FOSD) paradigm advocates the use of system features as the primary unit of commonality and variability among the products of an SPL. A feature represents a coherent and identifiable bundle of system functionality, such as call waiting in telephony and cruise control in an automobile. Furthermore, FOSD aims at feature-oriented artifacts (FOAs); that is, software-development artifacts that explicate features, so that a clear mapping is established between a feature and its representation in different artifacts. The thesis first identifies the problem of developing a suitable language for expressing feature-oriented models of the functional requirements of an SPL, and then presents the feature-oriented requirements modelling language (FORML) as a solution to this problem. FORML's notation is based on standard software-engineering notations (e.g., UML class and state-machine models, feature models) to ease adoption by practitioners, and has a precise syntax and semantics to enable analysis. The novelty of FORML is in adding feature-orientation to state-of-the-art requirements modelling approaches (e.g., KAOS), and in the systematic treatment of modelling evolutions of an SPL via enhancements to existing features. An existing feature can be enhanced by extending or modifying its requirements. Enhancements that modify a feature's requirements are called intended feature interactions. For example, the call waiting feature in telephony intentionally overrides the basic call service feature's treatment of incoming calls when the subscriber is already involved in a call. FORML prescribes different constructs for specifying different types of enhancements in state-machine models of requirements. Furthermore, unlike some prominent approaches (e.g., AHEAD, DFC), FORML's constructs for modelling intended feature interactions do not depend on the order in which features are composed; this can lead to savings in analysis costs, since only one rather than (possibly) multiple composition orders need to be analyzed. A well-known challenge in FOSD is managing feature interactions, which, informally defined, are ways in which different features can influence one another in defining the overall properties and behaviours of their combination. Some feature interactions are intended, as described above, while other feature interactions are unintended: for example, the cruise control and anti-lock braking system features of an automobile may have incompatible affects on the automobile's acceleration, which would make their combination inconsistent. Unintended feature interactions should be detected and resolved. To detect unintended interactions in models of feature behaviour, we must first define a taxonomy of feature interactions for the modelling language: that is, we must understand the different ways that feature interactions can manifest among features expressed in the language. The thesis presents a taxonomy of feature interactions for FORML that is an adaptation of existing taxonomies for operational models of feature behaviour. The novelty of the proposed taxonomy is that it presents a definition of behaviour modification that generalizes special cases found in the literature; and it enables feature-interaction analyses that report only unintended interactions, by excluding interactions caused by FORML's constructs for modelling intended feature interactions

Metodología de implantación de modelos de gestión de la información dentro de los sistemas de planificación de recursos empresariales. Aplicación en la pequeña y mediana empresa

La Siguiente Generación de Sistemas de Fabricación (SGSF) trata de dar respuesta a los requerimientos de los nuevos modelos de empresas, en contextos de inteligencia, agilidad y adaptabilidad en un entono global y virtual. La Planificación de Recursos Empresariales (ERP) con soportes de gestión del producto (PDM) y el ciclo de vida del producto (PLM) proporciona soluciones de gestión empresarial sobre la base de un uso coherente de tecnologías de la información para la implantación en sistemas CIM (Computer-Integrated Manufacturing), con un alto grado de adaptabilidad a la estnictura organizativa deseada. En general, esta implementación se lleva desarrollando hace tiempo en grandes empresas, siendo menor (casi nula) su extensión a PYMEs. La presente Tesis Doctoral, define y desarrolla una nueva metodología de implementación pan la generación automática de la información en los procesos de negocio que se verifican en empresas con requerimientos adaptados a las necesidades de la SGSF, dentro de los sistemas de gestión de los recursos empresariales (ERP), atendiendo a la influencia del factor humano. La validez del modelo teórico de la metodología mencionada se ha comprobado al implementarlo en una empresa del tipo PYME, del sector de Ingeniería. Para el establecimiento del Estado del Arte de este tema se ha diseñado y aplicado una metodología específica basada en el ciclo de mejora continua de Shewhart/Deming, aplicando las herramientas de búsqueda y análisis bibliográfico disponibles en la red con acceso a las correspondientes bases de datos