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

Generación automática de prototipos funcionales a partir de esquemas preconceptuales

La Educción de Requisitos es una tarea compleja, dado que es en este proceso donde se establecen los elementos del aplicativo de software a desarrollar. Esta tarea, frecuentemente, presenta problemas de comunicación debido a las diferentes formaciones que tienen los analistas e interesados. Usualmente, la información recolectada en las entrevistas se suele plasmar en esquemas conceptuales, generalmente de UML. Aunque estos diagramas son estándar no permiten una validación del interesado debido a su complejidad, ya que son cercanos al lenguaje técnico del analista. Una vez finalizada la Educción de Requisitos, se procede con la generación del código fuente de la aplicación. Con el fin de mejorar y agilizar este proceso existen varios métodos de desarrollo de software que impulsan la generación automática de código. Para tal fin, se utilizan las herramientas CASE convencionales, pero aún están muy distantes de exhibir un proceso automático y muchas de estas herramientas se complementan con algunos trabajos que se alejan de los estándares de modelado. La mayoría de estas herramientas CASE generan parte del código fuente, pero no generan completamente la aplicación de software funcional. Con el fin de solucionar estos problemas, en esta Tesis, se propone un conjunto de reglas heurísticas para generar, automáticamente, una aplicación de software totalmente funcional a partir de Esquemas Preconceptuales bajo el patrón arquitectónico MVC, utilizando como lenguaje de programación PHP 5.x con XHTML. Además, se propone un conjunto de reglas heurísticas para generar, automáticamente, el diagrama entidad-relación y las sentencias DDL para el gestor de base de datos MySQL. Al utilizar los Esquemas Preconceptuales se mejora la comunicación con el interesado, dada la cercanía con el lenguaje natural que poseen estos esquemas. Adicionalmente, se mejora la calidad de las aplicaciones de software ya que es posible obtener una validación del interesado para dicho diagrama durante todas las fases del desarrollo. Esta Tesis se complementa con la elaboración de una herramienta CASE en la cual se incorporan todas las reglas heurísticas definidas para la generación automática del código. El funcionamiento de esta herramienta se ejemplifica con un caso de laboratorio. /Abstract. Requirements elicitation is a complex task, because in this process the elements of the software to-be-made are established. Frequently, this task is affected by communication problems, due to the fact that both analysts and stakeholders (the main actors of this task) have differences in training. Commonly, the information gathered during interviews is reflected into conceptual schemas, mainly UML diagrams. Even though UML diagrams are standardized, they are barely validated by stakeholders, because the UML diagrams are complex and nearer to the analyst technical language. Once requirements elicitation task is completed, source code of the application can be developed. In order to improve and speed up this process, several software development methods searching for the automated generation of code are proposed. So, well-known CASE tools are employed, but they are far away from automated processes and, sometimes, they are non-standard modeling proposals. Most of these tools partially generated source code, but the resulting application is barely functional. Trying to fix the above problems, in this Thesis I propose a set of heuristic rules for automatically generating a fully-functional software application from pre-conceptual schemas. Both the MVC architectural pattern and the XHTML-based PHP 5.x language are selected for this process. Also, I propose a set of heuristic rules for automatically generating the entity-relationship diagram and the DDL commands for constructing and using the MySQL database management system. The usage of pre-conceptual schemas improves the analyst-stakeholder communication process, because such schemas are closer to the natural language. Also, the stakeholder validation of pre-conceptual schemas we can achieve during all the phases of software development lifecycle improves the quality of the software application. This M. Sc. Thesis is complemented by the elaboration of a CASE tool which includes all the defined heuristic rules for automated code generation. A lab case is used to exemplify the functioning of the above mentioned CASE tool.Maestrí

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

Reglas para la Conversión de Esquemas Preconceptuales en Diagramas de Estructura Compuesta

El diagrama de estructura compuesta de UML 2.0 permite la descripción de la estructura interna de una clase, facilitando la representación de sus interacciones. Es posible partir del diagrama de clases para llegar al de estruc- tura compuesta, pero se parte de las transformaciones que sugiere el analista y no del discurso del interesado. Por otro lado, existe una tendencia hacia la generación automática de artefactos (especialmente diagramas de UML) a partir de descripciones en lenguaje controlado, que facilita la consistencia entre los diagramas genera- dos. Siguiendo esta tendencia, en este artículo se propone la obtención automática del diagrama de estructura compuesta partiendo de los denominados esquemas preconceptuales, que son mecanismos para la representa- ción del conocimiento.Palabras clave: Consistencia entre diagramas, diagrama de estructura compuesta, diagrama UML 2.0, esquema preconceptual, reglas de conversión

Un Caso de Estudio para la Generación Automática de Código a partir de Esquemas Preconceptuales

Existen diferentes métodos de desarrollo de software enfocados en incrementar la calidad de las aplicaciones de software. Muchos de estos métodos utilizan herramientas CASE (Computer Aided Software Engineering), ya que estas herramientas proveen la posibilidad de generar automáticamente código fuente a partir de diagramas, usualmente de UML (Unified Modeling Language), tales como: clases, secuencias y casos de uso, entre otros. Sin embargo, estas herramientas aún están distantes de generar un código completamente funcional. Además, los diagramas utilizados son difíciles de comprender para el interesado, lo cual dificulta su validación. En este artículo se presenta un caso de estudio para la generación automática de código fuente en lenguaje de programación PHP 5.x con XHTML y MySql como gestor de base de datos a partir de esquemas preconceptuales, los cuales son cercanos al interesado, lo que facilita su validación, gracias a su proximidad con el lenguaje natural. Con este caso de estudio se evidencia que el código fuente generado es útil como prototipo inicial de una aplicación informática y que el punto de partida puede estar más cercano al dominio del interesado.Palabras clave: Código fuente, diagramas, esquema preconceptual, herramientas CASE, PHP, UML

AVANCES EN LA GENERACIÓN AUTOMÁTICA DE CÓDIGO A PARTIR DE ESQUEMAS PRECONCEPTUALES

Pese al desarrollo actual de las herramientas Computer-Aided Software Engineering (CASE) y a la existencia de múltiples métodos de desarrollo de software, la generación automática de código ejecutable y funcional sigue siendo una de las promesas incumplidas de la Ingeniería de Software. A las dificultades normales que exhiben las herramientas CASE, que generan sólo parcialmente el código desde esquemas conceptuales difíciles de entender para los interesados, se suma el hecho de que estos comunican de manera vaga e imprecisa sus necesidades y expectativas. Por las razones anteriores, en este artículo se hace un compendio de los avances en la generación automática de software tomando como punto de partida los denominados esquemas preconceptuales, que son representaciones gráficas del discurso del interesado para facilitar la comunicación y la validación del dominio del problema desde fases preliminares del ciclo de vida del software.Palabras clave: Esquemas preconceptuales, Herramientas CASE, Reglas heurísticas, Generación automática de código fuente

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

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

Los modelos verbales en lenguaje natural y su utilización en la elaboración de esquemas conceptuales para el desarrollo de software: una revisión crítica

Software development begins with a series of interviews to potential users with the purpose of determining the software requirements; as a result of the interviews yield verbal models in natural language. Based on the verbal models, conceptual frameworks can be designed. These are diagrams that allow graphic data and functions related to the problem to develop software. This article covers worldwide work carried out in this field, with an analysis of the possible research topics based on the unsolved problems.El desarrollo de software inicia con una serie de entrevistas realizadas a los usuarios potenciales con el fin de determinar los requisitos del software; como resultado de las entrevistas se obtienen modelos verbales en lenguaje natural. A partir de los modelos verbales es posible construir esquemas conceptuales, que son diagramas que permiten representar gráficamente los datos y funciones asociados con el problema para realizar el desarrollo del software. En este artículo se compendian los trabajos que en esta materia se han adelantado a nivel mundial, realizando un análisis de los posibles tópicos de investigación a partir de los problemas no resueltos