Definición de un esquema preconceptual para la obtención automática de esquemas conceptuales de UML

Resumen: La elicitación de requisitos de software es una parte de la ingeniería de requisitos donde se procura capturar, analizar, sintetizar y convertir a esquemas conceptuales las necesidades del interesado. Este proceso, que se realiza interactivamente con la participación de analistas e interesados en el desarrollo de la pieza de software, suele presentar problemas de comunicación originados en la diferencia de especialidades de los participantes en el desarrollo de la pieza de software. Tradicionalmente, en ingeniería de software se han solucionado los problemas de este tipo empleando métodos de desarrollo. Dado que los diferentes métodos no garantizan la solución de los problemas de comunicación, ha surgido una nueva tendencia para la generación automática de esquemas conceptuales desde lenguajes controlados. En esta nueva tendencia, existen aún problemas tales como los siguientes: •Se sigue requiriendo una alta participación del analista, lo cual hace subjetivo el proceso. •Se suelen enfocar los proyectos hacia la obtención de un solo diagrama (generalmente Clases o Entidad-Relación). •Cuando los proyectos se enfocan a obtener varios diagramas de UML, se suelen emplear representaciones intermedias independientes para cada uno de los diagramas generados, lo que suele ocasionar problemas de consistencia entre los diagramas resultantes. En esta Tesis se propone un entorno para la generación automática de esquemas conceptuales de UML a partir de un lenguaje controlado denominado UN-Lencep. Para ello, se define un nuevo tipo de esquemas intermedios—los Esquemas Preconceptuales—y se propone un conjunto de reglas heurísticas de transformación desde UN-Lencep hacia Esquemas Preconceptuales y de allí a los diagramas de Clases, Comunicación y Máquina de Estados. Los principales aportes de esta Tesis se pueden sintetizar así: •La especificación de UN-Lencep, un nuevo lenguaje controlado que puede ser aplicable a cualquier dominio, pero que contiene los elementos necesarios para obtener automáticamente los denominados Esquemas Preconceptuales. •La definición de los Esquemas Preconceptuales, su sintaxis y su forma de uso, además de las reglas para obtenerlos desde UN-Lencep. •La conformación de un conjunto de reglas heurísticas que permiten la generación automática de diagramas de Clases, Comunicación y Máquina de Estados a partir de los Esquemas Preconceptuales. •La implementación de los elementos descritos en una nuevo tipo de herramientas CASE, que se ocupa de la interpretación de un discurso en UN-Lencep para generar automáticamente los diagramas de UML mencionados. El prototipo de una herramienta CASE de este tipo, denominado UNC-Diagramador, también es un aporte de esta Tesis. Con estos aportes se pretende la reducción del tiempo de elaboración de los diagramas de UML, el mejoramiento de la calidad de los diagramas que hacen parte de un mismo discurso en UN-Lencep y la creación de un conjunto de artefactos que permitan mejorar la comunicación entre analistas e interesados, acercando el lenguaje técnico del analista al lenguaje natural del interesado, y posibilitando la validación de los elementos que hacen parte de la descripción de un problema que requiere una solución informática. Finalmente, se pretende el mejoramiento de la calidad, la cual se entiende como la carencia de errores en corrección (la utilización de la sintaxis adecuada), consistencia (la representación de un mismo elemento en diferentes diagramas) y completitud (la adecuación de cada uno de los diagramas con el discurso en UN-Lencep). Como trabajos futuros que se encuentran fuera del alcance de estatesis, pero que se pueden nutrir de sus resultados, se cuentan los siguientes: •La generación automática de código ejecutable a partir de los diagramas que arroja el UNC-Diagramador. •La definición de reglas heurísticas para la obtención de otros diagramas de UML, por ejemplo Casos de Uso o Secuencias. •La complementación de la especificación de UN-Lencep, para acercarlo cada vez más a lenguaje natural.Abstract: Software Requirements Elicitation is the branch of Requirements Engineering to capture, analyze, synthesize, and convert the needs of the stakeholders into conceptual schemas. This process is made by means of the interactive participation of analysts and stakeholders in the software development process, and most of the times it presents communication problems, which can be originated in the differences of specialties among software development participants. Software development methods have been traditionally used in order to solve communication problems, and Requirements Engineering is an important part of these methods. Due to the fact that Software development methods are not good enough for solving communication problems, a new trend for automatic generation of conceptual schemas from controlled languages has emerged. However, this new trend still has problems to be solved: •Analysts are often required in the process, and their subjectivity affects the entire process. •Projects of this new trend are focused on obtaining only one diagram (commonly class diagram or entity-relationship diagram). •When projects are focused on several UML diagrams, they use intermediate representations oriented independently to every one of the target diagrams. Consequently, consistency problems among the resulting diagrams arise. We propose, in this Thesis, a new environment for automatically generating UML conceptual schemas from UN-Lencep (a controlled language). We also define, in order to achieve this goal, a new kind of intermediate schemas, called Pre-conceptual Schemas, and we propose a set of rules to transform a UN-Lencep discourse to these intermediate schemas, and then to Class, Communication, and State Machine diagrams. The main contributions of this work are summarized as follows: •The specification of UN-Lencep, a new controlled language applicable to any domain. UN-Lencep is suitable for automatically obtaining the so-called Pre-conceptual Schemas. •The definition of Pre-conceptual Schemas syntax and the set of rules for generating them from UN-Lencep. •The proposal of a set of heuristic rules for generating Class, Communication, and State Machine diagrams by means of Pre-conceptual Schemas. •The implementation of the above defined elements in a new kind of CASE tool to interpret a UN-Lencep discourse and to automatically generate the mentioned UML diagrams. UNC-Diagrammer, the prototype of such CASE tool, is also a contribution of this Thesis. We make these contributions in order to: •Reduce the time period dedicated to UML diagrams making. •Improve the quality of UML diagrams generated from one UN-Lencep discourse. •Create a set of artifacts to improve the analyst-stakeholder communication. To achieve this goal, we pretend to bridge the gap between technical and natural language. Better communication facilitates validation of the modeling elements, which represent the information solution of a problem. •Improve the quality of the models. Better quality is related to the reduction of errors in correction (the adequate use of syntax), consistency (the proper representation of the same element in different diagrams), and completeness (the use, in the diagrams, of enough elements from the UN-Lencep discourse). The results of this Thesis can generate the following future work: •Automatic generation of a source executable code from the diagrams made by means of the UNC-Diagrammer. •Definition of additional heuristic rules to obtain other UML diagrams, for example Sequence or Use Case diagrams. •Addition of new elements to the UN-Lencep specification, in order to make it close to the natural language.Doctorad

UNC - Diagramador una herramienta upper CASE para la obtención de diagramas UML desde esquemas preconceptuales

Las herramientas CASE han tenido tradicionalmente un enfoque hacia actividades relativas a las fases finales del ciclo de vida del software, como la generación de código, por ejemplo. Por ello, este tipo de herramientas, denominadas Lower CASE, han podido apoyar muy someramente a los analistas en procesos como la generación de esquemas conceptuales a partir de lenguaje natural. Para esta tarea, han venido surgiendo herramientas CASE enfocadas a las fases iniciales del ciclo de vida del software (conocidas como Upper CASE). Sin embargo, estas herramientas aún presentan inconvenientes: la mayoría de ellas se enfocan en un solo diagrama y las que generan varios diagramas emplean diferentes representaciones intermedias para llegar ellos, lo que puede ocasionar problemas de consistencia en los diagramas resultantes. En este artículo se muestra el desarrollo de UNC-Diagramador, una herramienta del tipo Upper CASE para la generación de diagramas de UML 2.0 desde los denominados Esquemas Preconceptuales, con la cual se trata de solucionar las limitaciones presentadas. El uso de UNC-Diagramador se ejemplifica con un caso de estudio

Un método para el refinamiento interactivo del diagrama de clases de uml

Durante el proceso de elicitacion de requisitos se presentan problemas de comunicación entre analistas e interesados que suelen ocasionar perdidas de requisitos funcionales. Estas perdidas se aminoran mediante el refinamiento de los esquemas conceptuales, en particular el diagrama de clases de UML. Existen algunos acercamientos al refinamiento del diagrama de clases, pero que no realizan ciclos de interacción con el interesado; otros enfoques realizan refinamiento interactivo del diagrama entidad-relación, un diagrama que no posee toda la información contenida en el diagrama de clases. En este articulo se realiza el refinamiento del diagrama de clases de UML mediante la interacción con el interesado. Para ello, se proponen reglas de completitud que se disparan en lenguaje natural y se emplea un corpus de diagramas de clases para complementar el conocimiento del analista en un determinado dominio. El análisis de completitud propuesto se ilustra con un prototipo en la herramienta UNCDiagramador y se ejemplifica con un caso de estudio

UNC - Diagramador una herramienta upper CASE para la obtención de diagramas UML desde esquemas preconceptuales

CASE tools have been traditionally focused in activities concerned with the final stages in a software’s operational life, e.g. code creation. That is why this kind of tools, known as Lower CASE, have not been able to lend real support to analysts in processes like the creation of conceptual schemes from a natural language. To accomplish this, CASE tools focused on the starting stages (known as Upper CASE) have been developed. However, those tools continue to have some drawbacks, as most of them are focused in a single diagram, and those which create several diagrams use different intermediate representations to achieve them. This might result in consistency problems in the generated diagrams. This paper shows the development of a UNC-layout, an Upper CASE tool for the generation of UML 2.0 diagrams from the so-called Pre-conceptual Schemes in an attempt to overcome its drawbacks. The use of the UNC-Layout is shown in a case study.Las  herramientas  CASE  han  tenido  tradicionalmente  un  enfoque hacia actividades relativas a las fases finales del ciclo de vida del software, como la generación de código, por ejemplo. Por ello, este tipo de herramientas, denominadas Lower CASE, han podido apoyar muy someramente a los analistas en procesos como la generación de esquemas conceptuales a partir de lenguaje natural. Para esta tarea, han venido surgiendo herramientas CASE enfocadas a las fases iniciales del ciclo de vida del software (conocidas como Upper CASE). Sin embargo, estas herramientas aún presentan inconvenientes: la mayoría de ellas se enfocan en un solo diagrama y las que generan varios diagramas emplean diferentes representaciones intermedias para llegar ellos, lo que puede ocasionar problemas de consistencia en los diagramas resultantes. En este artículo se muestra el desarrollo de UNC-Diagramador, una herramienta del tipo Upper CASE para la generación de diagramas de UML 2.0 desde los denominados Esquemas Preconceptuales, con la cual se trata de solucionar las limitaciones presentadas. El uso de UNC-Diagramador se ejemplifica con un caso de estudio

Conversión de esquemas preconceptuales a diagrama de casos de uso empleando atom3

El diagrama de casos de uso describe las interacciones entre un usuario y una pieza de software. Se han realizado algunos trabajos que buscan la generación automática o semiautomática del diagrama de casos de uso desde descripciones en lenguajes naturales o controlados. Sin embargo, estos esfuerzos no han sido suficientes porque algunos parten de un lenguaje controlado orientado a la solución, la cual no existe en las etapas iniciales del ciclo de vida del software; otros trabajos requieren una alta intervención del analista para la generación del diagrama, lo cual es altamente inconveniente si se trata de automatizar el proceso; finalmente, no se identifican todos los elementos del diagrama de casos de uso, en particular las relaciones especiales (, e ). En este artículo se define un método basado en reglas heurísticas que permite identificar los actores, los casos de uso y las relaciones especiales del diagrama de casos de uso, tomando como punto de partida una representación en lenguaje controlado del dominio del problema: los denominados esquemas preconceptuales. Además, se realiza la implementación de estas heurísticas en la herramienta metaCASE AToM3 y se ejemplifica con un caso de estudio

Un modelo de diálogo para la generación automática de especificaciones en un-LENCEP

Los lenguajes controlados vienen probando su utilidad en la educción de requisitos de software. Desde las especificaciones textuales de los casos de uso, hasta ciertas formas de lenguajes controlados para la generación de ontologías, los conceptos y relaciones del mundo se pueden expresar en lenguajes controlados para su posterior procesamiento hacia la elaboración de esquemas conceptuales. En particular, el UN-Lencep (Universidad Nacional de Colombia—Lenguaje Controlado para la Especificación de Esquemas Preconceptuales) permite la generación de Esquemas Preconceptuales (que son diagramas intermedios para la obtención automática de diagramas para el desarrollo de software). La elaboración de la especificación textual de una aplicación de software en alguna forma de lenguaje controlado suele ser una responsabilidad de los analistas, puesto que a los interesados en la elaboración del software se les dificulta el uso de estos lenguajes para la expresión adecuada de los requisitos. Como solución a este problema, se procura la obtención de los lenguajes controlados desde las interfaces gráficas de usuario del software futuro o, incluso, a partir de las especificaciones textuales de los casos de uso, pero ello implica tener diseñado el software que soluciona los problemas de los interesados, lo cual sólo ocurre en fases muy avanzadas del ciclo de vida del software, y no en la fase de definición, que es donde toma lugar la educción de requisitos. Otra solución que se suele dar es la construcción de los esquemas conceptuales a partir de un diálogo con el interesado, pero, en este caso, la interacción con el sistema de diálogo se enfoca únicamente en la construcción de un esquema conceptual (en este caso el diagrama entidad-relación) y no en la construcción de una especificación en lenguaje controlado que contenga varios esquemas conceptuales, como es el caso del UN-Lencep. En este proyecto de investigación se sigue esta última línea de trabajo para procurar la obtención de especificaciones textuales en UN-Lencep a partir de un diálogo controlado con el interesado. Para ese diálogo se establece un modelo que permita su automatización y posterior traducción a una herramienta computacional, que también se procura a nivel de prototipo. En este libro se propone, diseña, desarrolla e implementa un modelo de diálogo que permite obtener de forma automática la especificación de una aplicación, expresada en el lenguaje controlado UN-Lencep. El modelo de diálogo se traduce en una estructura para las entrevistas analista-interesado, que desembocan finalmente, de forma automática, en un discurso que representa la solución. Para ello, el Grupo de Investigación en Lenguajes Computacionales de la Universidad Nacional de Colombia refina un conjunto de proyectos previos y explora las posibilidades de nuevos ámbitos, ligados con la lingüística computacional y el Procesamiento del lenguaje natural, como una forma de aplicación de la investigación teórica en esas disciplinas a la Ingeniería de Software. Este libro constituye el informe final del proyecto de investigación DIME 308051058, que financió la Dirección de Investigaciones de la Sede Medellín de la Universidad Nacional de Colombia, para quien el grupo de investigación manifiestan su gratitud por el aporte que realiza esta entidad al fomento de la investigación en Colombia. (Tomado de la fuente

Método de Consistencia en la Relación entre Problemas y Objetivos para el Proceso de Elicitación de Requisitos de Software

La captura de requisitos es un proceso manual que lleva a cabo el analista con base en su experiencia e inter- pretación. En este proceso, la definición de los problemas por solucionar y su relación con los objetivos de la organización se realizan sin seguir unas pautas que garanticen la consistencia. En muchos casos, esto trae consigo problemas posteriores en el ciclo de vida del software. Métodos de ingeniería de software utilizan el diagrama de objetivos de KAOS y el diagrama causa-efecto para representar objetivos y problemas, pero siguen siendo una tarea de interpretación del analista, sin tener en cuenta métodos de consistencia para su representación. El artículo aborda la generación de un método que establezca de forma automática y consistente la relación entre objetivos de la organización y los problemas que se detectan en el proceso de educción de requisitos, además de presentar un conjunto de estructuras lingüísticas para la representación de problemas y objetivos.Palabras clave: Estructura de problemas, estructura de objetivos, relaciones de consistencia, estructuras grama- ticales, educción de requisitos