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

Los modelos de diálogo y sus aplicaciones en sistemas de diálogo hombre-máquina: revisión de la literatura

Un proceso de diálogo entre humanos involucra una serie de actos del habla, cuya finalidad es transmitir los deseos, intenciones y creencias entre las partes involucradas en el mismo. El reconocimiento y clasificación de los actos del habla, la construcción de modelos basados en estos actos del habla y la evaluación de los modelos construidos, es el objetivo de los modelos de diálogo. Además, estos modelos, incorporados en un sistema informático, permiten la interacción hombre-máquina usando el habla para la solución de diversos problemas cotidianos como: comprar un tiquete de tren, reservar un vuelo, etc. En este artículo se recogen las diferentes técnicas para la construcción de modelos de diálogo y algunos de los diversos sistemas informáticos que surgieron a partir de ellos, con el fin de determinar la aplicabilidad de los modelos de diálogo en el proceso de captura de requisitos durante la fase de definición del ciclo de vida de una aplicación de software

Método de conversión de un diálogo controlado a un discurso en UN-Lencep

Resumen: El análisis de requisitos es una etapa del ciclo de vida del software que comprende las tareas de educción, modelado, validación y especificación de los requisitos. Adicionalmente, la especificación de requisitos debe ser correcta, no ambigua, completa, consistente, jerarquizada, verificable, modificable y trazable. Para realizar este proceso se requiere un contacto permanente con el interesado, de forma que toda la información se constate con él. Existen diversas técnicas para obtener la información necesaria para una especificación de requisitos, pero la que más se utiliza es la entrevista, la cual es un diálogo entre el analista y el interesado. Sin embargo, en un diálogo es común encontrar factores que afectan el entendimiento entre los actores. Esto hace que la tarea de obtener la información necesaria del interesado sea una de las más complejas en el proceso de especificación de requisitos. En procura de disminuir la ambigüedad existente en el diálogo, se desarrollaron los lenguajes controlados, que son subconjuntos del lenguaje natural. Los lenguajes controlados poseen una estructura similar al lenguaje natural, con reglas léxicas, reglas gramaticales, signos y palabras. Los lenguajes controlados tienen diversos usos. En la especificación de requisitos de software se encuentra el lenguaje controlado UN-Lencep, que permite presentar el discurso del interesado de una forma que se pueda validar. Adicionalmente, presenta la información de manera concreta, inambigua y completa. Sin embargo, la información se debe obtener mediante el diálogo con el interesado, dejando en manos del analista la identificación de los elementos necesarios para la estructuración del discurso, lo que posibilita la aparición de errores. Para reducir esta problemática, se propone, en esta Tesis, la estructuración de una secuencia ordenada de preguntas y la definición de las reglas necesarias para convertir las respuestas en el discurso del interesado, expresado en UN-Lencep. Adicionalmente, en un prototipo funcional se incluyen estos elementos y se valida con la especificación de algunos proyectos que requieren el desarrollo de una aplicación de software.Abstract: The requirements analysis is a phase of software development life-cycle. It comprises: requirements elicitation, modeling, validation and specification. Also, the requirements specification should be: correct, unambiguous, complete, consistent, hierarchical, verifiable, modifiable, and traceable. This process requires a permanent contact with the stakeholder, in such way that he can verify the information. There are several techniques for obtain information for the requirements specification, but the most used is the interview, which is a dialog between the analyst and the stakeholder. In such dialog the stakeholder has the information about the software domain and the analyst knows how make the software specification. However, some problems arise in dialogs that affect the understanding between their actors. They make most complex the task of requirements specification process, in order to obtain the needed information from the stakeholder. The controlled languages (subsets of natural language) help to decrease the ambiguity in the dialog. The controlled languages have a similar structure to the natural language, with lexical and grammatical rules, signs, and words. The controlled languages have several uses. For the software requirements specification, a controlled language called UN-Lencep is used, for allowing elaboration and validation of the stakeholder discourse. UN-Lencep presents the information in a concrete, unambiguous, and complete way. However, the information must be obtained by using a dialog with the stakeholder, but the analyst must identify the elements of the discourse structure, and this is a possible cause of mistakes in the process. As a way to reduce this problem, we propose, in this Thesis, the organization of an ordered sequence of questions that allow guidance to analyst on the identification of the needed elements for creating the discourse. Also, we establish a set of rules for translating the answers into a UN-Lencep stakeholder discourse. We include these features into a functional prototype, which we use in a lot of projects that needs to develop a software application, so we validate the functionality of all elementsMaestrí

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

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

Definición de equivalencias entre historias de usuario y especificaciones en UN-LENCEP para el desarrollo ágil de software

Resumen: en el desarrollo de software, las metodologías ágiles muestran efectividad en proyectos con restricciones de tiempo y flexibilidad. Esto se debe al valor que se le da a la interacción entre los interesados y los desarrolladores, concibiendo un desarrollo incremental del software con iteraciones muy cortas. La metodología XP (Extreme programming), es adecuada para proyectos con requisitos imprecisos y muy cambiantes, y donde existe un alto riesgo técnico. En ésta metodología, se emplea la técnica de captura de requisitos como historias de usuario, que los interesados suelen escribir. Sin embargo, las metodologías ágiles, aparte de requieren alto conocimiento, gran experiencia de los desarrolladores y por ende un alto costo del mismo, se necesita de una especificación detallada y precisa que no sea ambigua ni que se presente para malas interpretaciones. Adicional a esto, se requiere por agilidad reducir los tiempos de implementación en gran manera y una capacidad de dar soporte a partir de una documentación bien elaborada que no se propicia en las metodologías ágiles. Debido a esto, en esta Tesis se definen equivalencias entre las historias de usuario y el lenguaje controlado UN-LENCEP que actualmente genera código, como una forma de mejorar el desarrollo ágil de software.Abstract: In the software development lifecycle, agile methodologies seem to be effective in projects with time and flexibility constraints. Such effectiveness is rooted on the value given to the stakeholder-developer interaction. Consequently, an incremental software development with short iterations is suitable. XP (Extreme Programming) is adequate for projects with changing, imprecise requirements and prone to high technical risks. Requirements elicitation in XP is made by using stakeholder-written User Stories. However, agile methods require a high level of knowledge and vast experience of the developers, raising the software development cost. Also, a detailed, precise, unambiguous specification is needed in order to reduce misunderstandings. Finally, agility demands reduction of the implementation time and the usage of a well-written documentation—but documentation is not promoted by agile methods. As a way to deal with the aforementioned problems, in this Thesis I define equivalences among user stories and the UN-LENCEP controlled language, which currently generates source code. I aim the improvement of the agile software development.Maestrí

UNC-Corpus Corpus de diagramas UML para la solución de problemas de completitud en ingeniería de software

Los corpus computacionales se utilizan como apoyo en el procesamiento del lenguaje natural (PLN) para resolver problemas de desambiguación, traducción y generación automática de textos, entre otras funciones. Para ello, se explota la característica principal de los corpus (el hecho de que poseen usos comprobados de un lenguaje) y se combina con análisis estadísticos y métodos de extracción de información basados en redes neuronales o algoritmos genéticos. En ingeniería de software, no existe evidencia del uso de corpus computacionales de diagramas. Un uso similar lo constituyen los repositorios de diagramas, que suelen manejar ejemplos reales de diagramas, especialmente para reutilización, pero sin usar la estadística o los métodos heurísticos para la extracción de información. En este artículo, se propone UNC-Corpus, una herramienta para el manejo de un corpus de diagramas construidos en el Lenguaje Unificado de Modelado UML, que aplica técnicas tradicionales de PLN en la solución de problemas de completitud en la ingeniería de software

UNC-Corpus Corpus de diagramas UML para la solución de problemas de completitud en ingeniería de software

Computational corpora are used as tools in Natural Language Processing (NLP) to solve disambiguation, translation and automated text generation problems. In order to complete these tasks, the main feature of computational corpora (the fact that they have proven uses of a language) is combined with statistical analysis along with information extraction methods based on neural networks or genetic algorithms. In software engineering, there is no evidence supporting the use of diagram computational corpora. Diagram repositories have a similar application working with real examples of diagrams (mainly for reuse purposes), but without using neither statistics nor heuristic methods for information extraction. In this paper, the UNC-Corpus, a tool for managing a corpus of UML (Unified Modelling Language) diagrams, which applies NPL traditional techniques in order to solve completeness problems in software engineering, is proposed.Los corpus computacionales se utilizan como apoyo en el procesamiento del lenguaje natural (PLN) para resolver problemas de desambiguación, traducción y generación automática de textos, entre otras funciones. Para ello, se explota la característica principal de los corpus (el hecho de que poseen usos comprobados de un lenguaje) y se combina con análisis estadísticos y métodos de extracción de información basados en redes neuronales o algoritmos genéticos. En ingeniería de software, no existe evidencia del uso de corpus computacionales de diagramas. Un uso similar lo constituyen los repositorios de diagramas, que suelen manejar ejemplos reales de diagramas, especialmente para reutilización, pero sin usar la estadística o los métodos heurísticos para la extracción de información. En este artículo, se propone UNC-Corpus, una herramienta para el manejo de un corpus de diagramas construidos en el Lenguaje Unificado de Modelado UML, que aplica técnicas tradicionales de PLN en la solución de problemas de completitud en la ingeniería de software

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

Enseñanza en la Ingeniería de Software: Aproximación a un Estado del Arte

This article presents an overview of state of the art teaching software engineering, with an approach to aspects of teaching strategies based on playful learning, emphasizing teaching requirements engineering. The text presents different gaming applications as teaching strategies: aimed at developing skills, collaborative workspaces, and support research and training of teachers, among others, and performed at the end, an analysis of the different strategies for recreational teaching inside a classroom.En este artículo se presenta una revisión de estado del arte sobre la formación en torno a la Ingeniería de Software, con una aproximación a aspectos relacionados con las estrategias de enseñanza aprendizaje basado en lúdica, haciendo énfasis en la enseñanza de la ingeniería de requisitos. El artículo presenta una novedosa aplicación fundamentada en juegos, como estrategias de enseñanza con el objetivo de desarrollar habilidades, espacios de trabajo colaborativo, que permitan apoyar la investigación y la formación de maestros, entre otros. También se presenta un análisis sobre los diferentes estrategias lúdicas para la enseñanza en temáticas de la ingeniería del software al interior de un aula de clase