Requirements Elicitation from BPMN Models

Tarkvarasüsteemi loomiseks on väga oluline mõista, millised on tegelikud vajadused ja nende rahuldamist takistavad piirangud. Nõuete tuvastamise käigus õpitakse tundma ümbritsevat keskkonda ja tehakse kindlaks kasutajate ning teiste osapoolte vajadused. Üheks peamiseks kohaks, kust nõudeid leida, on hetkel kasutatavad süsteemid (protsessid, organisatsioon, keskkond ja kasutatavad infosüsteemid). Kasutusel olevaid protsesse kujutatakse tihti graafiliselt mudelitena ja need mudelid kujutavad endast väga olulist informatsiooniallikat nõuete tuvastamisel. BPMN mudelid on saanud väga populaarseks ja neid kasutatakse tihti süsteemide kirjeldamiseks, kuid vaatamata sellele, et nad on väärtuslikud teadmiste allikad, kasutatakse neid nõuete tuvastamisel siiski harva. Üheks selliseks põhjuseks on asjaolu, et puuduvad konkreetsed ja põhjalikud juhised, mis aitavad süstemaatiliselt mudelist nõudeid tuvastada. Selles töös esitletakse meetodit funktsionaalsete nõuete tuvastamiseks BPMN mudelitest. Meetod läbib süsteemselt kõiki nõude komponente ja annab juhised, kuidas BPMN mudelist komponendi kohta informatsiooni leida ning annab lisaks kogumi küsimusi, mida valdkonna spetsialistidele esitada, et nõue oleks põhjalik, järjepidev, piiritletud ja nõutava detailsusega. Loodud meetodit rakendati ka juhtumiuuringu käigus ja tõestati, et uus meetod on rakendatav ning on struktureeritud lähenemine nõuete tuvastamiseks. Meetod tuvastas rohkem nõudeid kui meetod, mis oli algselt kasutusel juhtumi organisatsiooni poolt ja tuvastatud nõuded olid ka parema kvaliteediga. Meetodi rakendamine võttis märkimisväärselt vähem aega, tuvastamise protsess oli hästi kontrollitav, see võimaldas täpsemalt hinnata tuvastamisele kuluvat aega ja seeläbi on meetodit kasutades lihtsam protsessi planeerida ja ülesandeid delegeerida.When building a software system, it is crucial to understand the actual needs and the interfering constraints that apply in the surrounding environment. Elicitation of requirements is all about learning the environment and discovering the needs of users and other stakeholders. One of the primary sources for requirement elicitation is the system (processes, organization, environment and legacy systems) currently being used. The system is often captured in the form of graphical models, which are an important source of information for requirements elicitation. BPMN models are gaining popularity and are frequently used to model systems. Despite the fact that they are a valuable source of knowledge, they are rarely used as a source for eliciting requirements. One reason for this is the lack of concrete and comprehensive guidelines that would assist a systematic requirements elicitation from such models. This thesis presents a method for eliciting functional requirements from BPMN models. The method covers all components of a requirement and gives guidelines where in the BPMN model the information about the components can be found. It also provides a set of questions to be asked from domain experts to make sure that the requirement specification is complete, consistent, bounded and on the required level of granularity. The method was applied on a case study and it was proved that the method is applicable and provides a structured approach to eliciting requirements. The method elicited more requirements than the method previously used by the case organization, and the elicited requirements were also of better quality. The method took considerably less time to apply, it gave better control over the elicitation process, it was easier to evaluate the needed effort, and it enabled to better plan the process. The structured approach makes it easier to delegate work, and there are less situations where something might be overlooked

Modelo de requisitos orientado al reúso efectivo (MORORE)

Los principales problemas que afronta la ingeniería de software tienen su origen en la ingeniería de requisitos. Muchos estudios han demostrado la importancia que tiene la ingeniería de requisitos para el proceso de desarrollo de software, especialmente las fases de especificación y gestión de los requisitos. En consecuencia, en la actualidad muchos investigadores orientan sus esfuerzos al mejoramiento de esta disciplina y por consiguiente del proceso de desarrollo de software. En la actualidad, existen muchas propuestas de solución para mejorar la ingeniería de requisitos: estándares, herramientas, métodos y técnicas. Entre éstas, una de las más novedosas propuestas es la aplicación de técnicas de reúso al ámbito de la ingeniería de requisitos. En concordancia a esta tendencia de aplicación del reúso al ámbito de la ingeniería de requisitos, esta tesis doctoral propone desarrollar un modelo para el reúso de requisitos denominado: Modelo de Requisitos Orientado al Reúso Efectivo (MORORE). MORORE permite la representación de tres niveles de activos software (también llamados artefactos software) para el reúso de requisitos: representación individual de requisitos, representación de conjuntos de requisitos (patrones de requisitos) y representación de estructuras de tipos de requisitos (patrones de estructuras de tipos). Asimismo, en la presente tesis doctoral, consideramos la definición y aplicación de métricas para el control de calidad de los productos o activos reutilizables, dentro de un proceso de indexación y recuperación, utilizando MORORE. El nivel de representación individual de requisitos permite la especificación correcta y completa de los requisitos para su reúso en un proyecto nuevo. Esta especificación incluye una colección de atributos descriptivos, la asociación con otros requisitos y con elementos externos. Asimismo, este nivel permite la parametrización de requisitos. Esta parametrización consiste en facilitar la particularización de los datos variables de un requisito para facilitar su adaptación a un proyecto nuevo al momento de reusarlo. Para el nivel del patrón de requisitos, planteamos la representación de un conjunto-solución de requisitos interrelacionados que se ha demostrado resuelven un problema recurrente del ámbito de la ingeniería de requisitos. Este nivel incluye la representación de los atributos descriptivos del patrón, la especificación de los elementos constitutivos (“requisito”, asumiendo, si es el caso, todas las características del requisito individual) y las asociaciones entre el patrón y otros elementos externos. Para el nivel de patrón de estructuras de tipos de requisitos, consideramos la representación de un conjunto de clasificaciones de requisitos organizados en una estructura general. Este tipo de patrón incluye un conjunto de atributos descriptivos de la estructura de tipos que permitan la ubicación y aprendizaje para su uso. Este nivel también incluye la representación de otros elementos asociados a las estructuras: archivos, páginas web, etc. Además, proponemos la aplicación de un control de calidad para el reúso efectivo de los productos reusables de cada uno de los niveles del modelo. Este control consiste en la definición de un conjunto de factores y métricas que garanticen un mínimo de calidad de los activos reusables de cada nivel de MORORE. Dentro del ámbito de la presente tesis doctoral también consideramos la definición de un proceso de indexación y recuperación para los activos reusables de cada nivel del modelo. Este proceso describe los pasos que deben de seguir los activos software de cada nivel de MORORE para su reúso eficiente. Estos pasos describen el ciclo del activo software desde su concepción o definición hasta su adecuación a un proyecto nuevo al momento de reusarlo. Consideramos que la aplicación de MORORE contribuirá a la mejora en efectividad y eficiencia de la ingeniería de requisitos y por tanto del proceso de desarrollo de software. En forma específica con MORORE habrá mejoras en la calidad de la especificación por parte de los ingenieros. Asimismo, con la aplicación de MORORE también obtendremos la disminución en el tiempo de los procesos de desarrollo respectivo y por consiguiente de recursos utilizados en el proceso de la ingeniería de requisitos.The main problems faced by the software engineering have their origins in requirements engineering. Many studies have shown the importance of the requirements engineering in the software development process, especially the phases of specification and requirements management. Consequently, today many researchers focus their efforts on improving this discipline and therefore the software development process. There are many proposed solutions to improve the requirements engineering: standards, tools, methods and techniques. Among these, one of the most innovative proposals is the application of reuse techniques in the requirements engineering. In concordance with this trend, this thesis aims to develop a model for the reuse of requirements called: Model of Requirements Oriented to Effective Reuse (MORORE, for its acronym in Spanish). MORORE allows the representation of three levels of software assets (also called software artifacts) for the reuse of requirements: individual representation of requirements, representation of sets of requirements (requirement patterns) and representation of requirements types structures (requirements types structures patterns). Also in this thesis, we consider the definition and implementation of metrics for quality control, of products or reusable assets, within indexing and retrieval processes using MORORE. The level of individual representation of requirements allows the correct and complete specification of a requirement for its reuse in a new project. This specification includes a collection of descriptive attributes, the association with other requirements and external elements. Also, this level allows the parameterization of requirements. This parameterization aims to ease the individualization of the requirement’s variable data, in order to facilitate is adaptation to a new project. For the level of the requirements pattern, it is presented a representation of a solution as a set of interrelated requirements which is a proven solution in a recurring problem in the field of requirements engineering. This level includes the representation of the descriptive attributes of the pattern, the specification of the constituent elements ("requirement", assuming, if necessary, all the characteristics of individual requirement) and the associations between the pattern and other external elements. For the level of requirements types structures patterns, we consider the representation of a set of types of requirements organized in a general structure. This type of pattern includes a set of descriptive attributes of the structure of types to allow the location and learning to be used. This level also includes the representation of other associated elements to the structures: files, web pages, etc. In addition, it is proposed the application of a quality control for an effective reuse of reusable products at each one of the model’s levels. This quality control consists in the definition of a set of factors and metrics to guarantee a minimum quality of reusable assets at each level of MORORE. Within the scope of this thesis, it is also considered the definition of a reusable-assets indexing and retrieval process for each one level of the model. This process describes the steps the software assets must follow at each level of MORORE for an efficient reuse. These steps describe the software asset cycle from its conception or definition, to its adaptation to a new project at the time of reuse. We believe that the application of MORORE will contribute to improvements in the requirements engineering effectiveness and efficiency and therefore in the software development process. Specifically, with the implementation of MORORE there will be improvements in the quality specification by engineers and it will be achieved a decrease in the development process time and in the resources used in the requirements engineering.Programa Oficial de Doctorado en Ciencia y Tecnología InformáticaPresidente: Juan Sánchez Díaz.- Secretario: José Luis de la Vara González.- Vocal: Edna Ruckhaus Magnu