Towards a Formalization of a Framework to Express and Reason about Software Engineering Methods

Software Engineering is considered a knowledge-intensive discipline, in which knowledge creation, collection and sharing is an uninterrupted process. However, a large part of this knowledge exists in a tacit form and depends on practitioners. Therefore defining a mechanism to transform tacit knowledge into explicit one is of upmost importance. This paper presents a formalization approach to represent Software Engineering practitioners' tacit knowledge, which is related to their ways of working, as a set of explicit statements. The formalization is based on KUALI-BEH, which is a normative kernel extension of ESSENCE formal specification, and consists of three parts: an ontology to share a common representation of knowledge as a set of concepts; a Situational Method Engineering based algebra that represents well-defined method properties and operations; and a knowledge representation of the ontology and algebra using Description Logics. The main objectives of this initial formalization are to improve communication among humans and machines, computational inference and reuse of knowledge

DevOps Ontology - An ontology to support the understanding of DevOps in the academy and the software industry

Currently, the degree of knowledge about what DevOps really means and what it entails is still limited. This can result in an informal and even incorrect implementation in many cases. Although several proposals related to DevOps adoption can be found, confusion is not uncommon and terminology conflict between the proposals is still evident. This article proposes DevOps Ontology, a semi-formal ontology that proposes a generic, consistent, and clear language to enable the dissemination of information related to implementing DevOps in software development. The ontology presented in this article facilitates the understanding of DevOps by identifying the relationships between software process elements and the agile principles/values that may be related to them. The DevOps Ontology has been defined considering the following aspects: the REFSENO formalism that uses the representation in UML was used and the language OWL language using Prótegé and HermiT Reasoner to evaluate the consistency of its structure. Likewise, it was satisfactorily evaluated in three application cases: a theoretical validation; instantiation of the continuous integration and deployment practices proposed by the company GitLab. Furthermore, a mobile app was created to retrieve information from the DevOps Ontology using the SPARQL protocol and RDF language. The app also evaluated the Ontology’s proficiency in responding to knowledge-based questions using SPARQL. The results showed that DevOps Ontology is consistent, complete, and concise, i.e.: to say: the consistency could be observed in the ability to be able to infer knowledge from the ontology, ensuring that the ontology is complete by checking for any incompleteness and verifying that all necessary definitions and inferences are well-established. Additionally, the ontology was assessed for conciseness to ensure that it doesn't contain redundant or unnecessary definitions. Furthermore, it has the potential for improvement by incorporating new concepts and relationships as needed. The newly suggested ontology creates a set of terms that provide a systematic and structured approach to organizing the existing knowledge in the field. This helps to minimize the confusion, inconsistency, and heterogeneity of the terminologies and concepts in the area of interest

Towards a maintenance semantic architecture.

International audienceTechnological and software progress with the evolution of processes within company have highlighted the need to evolve systems of maintenance process from autonomous systems to cooperative and sharing information system based on software platform. However, this need gives rise to various maintenance platforms. The first part of this study investigates the different types of existing industrial platforms and characterizes them compared to two criteria namely : information exchange and relationship intensity. This allowed identifying the e-maintenance architecture as the current most efficient architecture. despite its effectiveness, this latter can only guarantee technical interoperability between various components. Therefore, the second part of this study proposes a semantic-knowledge based architecture, thereby ensuring a higher level of semantic interoperability. To this end, specific maintenance ontology has been developed

A virtual factory for smart city service integration

Tese de Doutoramento em Informática (MAP-i)In the context of smart cities, governments are investing efforts on creating public value through the development of digital public services (DPS) focusing on specific policy areas, such as transport. Main motivations to deliver DPS include reducing administrative burdens and costs, increasing effectiveness and efficiency of government processes, and improving citizens’ quality of life through enhanced services and simplified interactions with governments. To ensure effective planning and design of DPS in a given domain, governments face several challenges, like the need of specialized tools to facilitate the effective planning and the rapid development of DPS, as well as, tools for service integration, affording high development costs, and ensuring DPS conform with laws and regulations. These challenges are exacerbated by the fact that many public administrations develop tailored DPS, disregarding the fact that services share common functionality and business processes. To address the above challenges, this thesis focuses on leveraging the similarities of DPS and on applying a Software Product Line (SPL) approach combined with formal methods techniques for specifying service models and verifying their behavioural properties. In particular, the proposed solution introduces the concept of a virtual factory for the planning and rapid development of DPS in a given smart city domain. The virtual factory comprises a framework including software tools, guidelines, practices, models, and other artefacts to assist engineers to automate and make more efficient the development of a family of DPS. In this work the virtual factory is populated with tools for government officials and software developers to plan and design smart mobility services, and to rapidly model DPS relying on SPLs and components-base development techniques. Specific contributions of the thesis include: 1) the concept of virtual factory; 2) a taxonomy for planning and designing smart mobility services; 3) an ontology to fix a common vocabulary for a specific family of DPS; 4) a compositional formalism to model SPLs, to serve as a specification language for DPS; and 5) a variable semantics for a coordination language to simplify coordination of services in the context of SPLs.No contexto das cidades inteligentes, os governos investem esforços na criação de valor público através do desenvolvimento de serviços públicos digitais (DPS), concentrandose em áreas políticas específicas, como os transportes. As principais motivações para entregar o DPS incluem a redução de custos administrativos, o aumento da eficácia dos processos do governo e a melhoria da qualidade de vida dos cidadãos através de serviços melhorados e interações simplificadas com os governos. Para garantir um planeamento efetivo do DPS num determinado domínio, os governos enfrentam vários desafios, como a necessidade de ferramentas especializadas para facilitar o planeamento eficaz e o rápido desenvolvimento do DPS, bem como ferramentas para integração de DPS, reduzindo altos custos de desenvolvimento e garantindo que os DPS estejam em conformidade com as leis e regulamentos. Esses desafios são exacerbados pelo fato de que muitas administrações públicas desenvolvem o DPS sob medida, desconsiderando o fato de que os serviços compartilham funcionalidade e processos de negócios comuns. Para enfrentar os desafios, esta tese concentra-se em aproveitar as semelhanças dos DPS aplicando uma abordagem de Software Product Lines (SPL) combinada com métodos formais para especificar modelos de DPS e verificar propriedades. Em particular, introduz o conceito de uma fábrica virtual (VF) para o planeamento e desenvolvimento rápido de DPS num domínio de cidade inteligente. A VF compreende ferramentas de software, diretrizes, modelos e outros artefatos para auxiliar os engenheiros a automatizar e tornar mais eficiente o desenvolvimento de uma família de DPS. Neste trabalho, a VF é preenchida com ferramentas para várias partes para planear e projetar serviços de mobilidade inteligente (MI), e modelar rapidamente o DPS com base em SPLs e técnicas de desenvolvimento baseadas em componentes. Contribuições específicas da tese incluem: 1) o conceito de VF; 2) uma taxonomia para planear serviços de MI; 3) uma ontologia para fixar um vocabulário comum para uma família específica de DPS; 4) um formalismo composicional para modelar SPLs, e servir como uma linguagem de especificação para DPS; e 5) uma semântica variável para uma linguagem de coordenação para simplificar a coordenação.This work was funded by FCT – Foundation for Science and Technology, the Portuguese Ministry of Science, Technology and Higher Education, through the Operational Programme for Human Capital (POCH). Grant reference: PD/BD/52238/201

Knowledge management in case-based reasoning

The Knowledge Engineering Review, 20(3): pp. 305-310.This commentary describes two core knowledge management approaches that applied case-based reasoning as a methodological foundation for organizational systems managing experience. These research projects illustrate the presence of knowledge management in case-based reasoning by focusing on the dualism between case-based reasoning and organizational approaches targeting knowledge management goals

Improving IT service management using an ontology-based and model-driven approach

Texto en inglés y resumen en inglés y españolLa adopción de marcos de trabajo de mejores prácticas que permiten la integración de las Tecnologías de la Información (TI) con el negocio, ayuda a las organizaciones a crear y compartir procesos de gestión de servicios de TI. Sin embargo, las guías y modelos publicados suelen especificarse en lenguaje natural o con representaciones gráficas que carecen de la semántica computacional necesaria para poder automatizar su validación, simulación e incluso su ejecución. En esta tesis se presenta Onto-ITIL, una propuesta basada en ontologías y en el enfoque de desarrollo de software dirigido por modelos que captura las mejores prácticas ofrecidas por ITIL® (del inglés Information Technology Infrastructure Library), y destinada a facilitar la prestación de servicios de TI. El objetivo de Onto-ITIL es ayudar a los expertos del dominio a modelar e implementar procesos de gestión de servicios de TI evitando ambigüedades semánticas y contradicciones. La formalización de los procesos de gestión de servicios de TI en términos de ITIL constituye un primer paso para cubrir la brecha que se da entre el negocio y las TI. Para definir las ontologías se ha utilizado OWL (del inglés Web Ontology Language). Adicionalmente, se ha definido un conjunto de reglas basadas en SWRL (del inglés Semantic Web Rule Language) que permiten enriquecer la ontología con una serie de restricciones semánticas y de reglas de inferencia de conocimiento. Por último, la definición de un conjunto de consultas basadas en SQWRL (del inglés Query-Enhanced Web Rule Language) permite recuperar conocimiento obtenido con OWL e inferido a través de las reglas SWRL. Además de formalizar los procesos de gestión de servicios de TI en base a las buenas prácticas consideradas por ITIL, Onto-ITIL también permite compartir, reutilizar e intercambiar las especificaciones de dichos procesos a través de mecanismos automatizados que proporcionan ciertos marcos de trabajo de comercio electrónico, como por ejemplo, ebXML. Mediante la adopción del enfoque MDE (del inglés Model-driven Engineering), se ha utilizado un DSL (del inglés Domain Specific Language) basado en la ontología Onto-ITIL que sirve para implementar sistemas de información basados en flujos de trabajo que dan soporte a los Sistemas de Gestión de Servicios de TI (SGSTI). Los modelos que se obtienen a partir de este lenguaje de modelado se pueden considerar modelos de alto nivel que han sido enriquecidos con conocimiento ontológico, y que están definidos exclusivamente en términos de lógica de negocio, es decir, que no presentan ningún aspecto arquitectónico o de plataforma de implementación. Con lo cual, de acuerdo con la arquitectura en cuatro capas propuesta por el OMG (del inglés Object Management Group), estos modelos se encontrarían a nivel CIM (del inglés Computation Independent Model). En resumen, la propuesta presentada en esta tesis permite: (i) formalizar el conocimiento asociado a los sistemas de gestión de servicios de TI en base a ontologías que recogen las buenas prácticas consideradas por ITIL; (ii) modelar la semántica de las actividades que definen los procesos de gestión de servicios de TI en forma de flujos de trabajo; (iii) generar de manera automática modelos de requisitos de alto nivel para implementar sistemas de información que se necesitan para dar soporte a dichos procesos; y (iv) a partir de los modelos anteriores, obtener modelos de más bajo nivel (llegando incluso al código de las aplicaciones) a través de transformaciones automáticas de modelos. La investigación llevada a cabo en esta tesis se ha validado mediante de la implementación de un caso de estudio real proporcionado por una compañía española que ofrece servicios de TI

Improving IT service management using an ontology-based and model-driven approach

Texto en inglés y resumen en inglés y españolLa adopción de marcos de trabajo de mejores prácticas que permiten la integración de las Tecnologías de la Información (TI) con el negocio, ayuda a las organizaciones a crear y compartir procesos de gestión de servicios de TI. Sin embargo, las guías y modelos publicados suelen especificarse en lenguaje natural o con representaciones gráficas que carecen de la semántica computacional necesaria para poder automatizar su validación, simulación e incluso su ejecución. En esta tesis se presenta Onto-ITIL, una propuesta basada en ontologías y en el enfoque de desarrollo de software dirigido por modelos que captura las mejores prácticas ofrecidas por ITIL® (del inglés Information Technology Infrastructure Library), y destinada a facilitar la prestación de servicios de TI. El objetivo de Onto-ITIL es ayudar a los expertos del dominio a modelar e implementar procesos de gestión de servicios de TI evitando ambigüedades semánticas y contradicciones. La formalización de los procesos de gestión de servicios de TI en términos de ITIL constituye un primer paso para cubrir la brecha que se da entre el negocio y las TI. Para definir las ontologías se ha utilizado OWL (del inglés Web Ontology Language). Adicionalmente, se ha definido un conjunto de reglas basadas en SWRL (del inglés Semantic Web Rule Language) que permiten enriquecer la ontología con una serie de restricciones semánticas y de reglas de inferencia de conocimiento. Por último, la definición de un conjunto de consultas basadas en SQWRL (del inglés Query-Enhanced Web Rule Language) permite recuperar conocimiento obtenido con OWL e inferido a través de las reglas SWRL. Además de formalizar los procesos de gestión de servicios de TI en base a las buenas prácticas consideradas por ITIL, Onto-ITIL también permite compartir, reutilizar e intercambiar las especificaciones de dichos procesos a través de mecanismos automatizados que proporcionan ciertos marcos de trabajo de comercio electrónico, como por ejemplo, ebXML. Mediante la adopción del enfoque MDE (del inglés Model-driven Engineering), se ha utilizado un DSL (del inglés Domain Specific Language) basado en la ontología Onto-ITIL que sirve para implementar sistemas de información basados en flujos de trabajo que dan soporte a los Sistemas de Gestión de Servicios de TI (SGSTI). Los modelos que se obtienen a partir de este lenguaje de modelado se pueden considerar modelos de alto nivel que han sido enriquecidos con conocimiento ontológico, y que están definidos exclusivamente en términos de lógica de negocio, es decir, que no presentan ningún aspecto arquitectónico o de plataforma de implementación. Con lo cual, de acuerdo con la arquitectura en cuatro capas propuesta por el OMG (del inglés Object Management Group), estos modelos se encontrarían a nivel CIM (del inglés Computation Independent Model). En resumen, la propuesta presentada en esta tesis permite: (i) formalizar el conocimiento asociado a los sistemas de gestión de servicios de TI en base a ontologías que recogen las buenas prácticas consideradas por ITIL; (ii) modelar la semántica de las actividades que definen los procesos de gestión de servicios de TI en forma de flujos de trabajo; (iii) generar de manera automática modelos de requisitos de alto nivel para implementar sistemas de información que se necesitan para dar soporte a dichos procesos; y (iv) a partir de los modelos anteriores, obtener modelos de más bajo nivel (llegando incluso al código de las aplicaciones) a través de transformaciones automáticas de modelos. La investigación llevada a cabo en esta tesis se ha validado mediante de la implementación de un caso de estudio real proporcionado por una compañía española que ofrece servicios de TI

WICC 2017 : XIX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación

Actas del XIX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación (WICC 2017), realizado en el Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA), el 27 y 28 de abril de 2017.Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI