Las aplicaciones Web son consideradas actualmente un elemento esencial e indispensable en toda actividad empresarial, intercambio de información y motor de redes sociales. La usabilidad, en este tipo de aplicaciones, es reconocida como uno de los factores clave más importantes, puesto que la facilidad o dificultad que los usuarios experimentan con estas aplicaciones determinan en gran medida su éxito o fracaso. Sin embargo, existen varias limitaciones en las propuestas actuales de evaluación de usabilidad Web, tales como: el concepto de usabilidad sólo se soporta parcialmente, las evaluaciones de usabilidad se realizan principalmente cuando la aplicación Web se ha desarrollado, hay una carencia de guías sobre cómo integrar adecuadamente la usabilidad en el desarrollo Web, y también existe una carencia de métodos de evaluación de la usabilidad Web que hayan sido validados empíricamente. Además, la mayoría de los procesos de desarrollo Web no aprovechan los artefactos producidos en las fases de diseño. Estos artefactos software intermedios se utilizan principalmente para guiar a los desarrolladores y para documentar la aplicación Web, pero no para realizar evaluaciones de usabilidad. Dado que la trazabilidad entre estos artefactos y la aplicación Web final no está bien definida, la realización de evaluaciones de usabilidad de estos artefactos resulta difícil. Este problema se mitiga en el desarrollo Web dirigido por modelos (DWDM), donde los artefactos intermedios (modelos) que representan diferentes perspectivas de una aplicación Web, se utilizan en todas las etapas del proceso de desarrollo, y el código fuente final se genera automáticamente a partir estos modelos. Al tener en cuenta la trazabilidad entre estos modelos, la evaluación de estos modelos permite detectar problemas de usabilidad que experimentaran los usuarios finales de la aplicación Web final, y proveer recomendaciones para corregir estos problemas de usabilidad durante fases tempranas del proceso de desarrollo Web. Esta tesis tiene como objetivo, tratando las anteriores limitaciones detectadas, el proponer un método de inspección de usabilidad que se puede integrar en diferentes procesos de desarrollo Web dirigido por modelos. El método se compone de un modelo de usabilidad Web que descompone el concepto de usabilidad en sub-características, atributos y métricas genéricas, y un proceso de evaluación de usabilidad Web (WUEP), que proporciona directrices sobre cómo el modelo de usabilidad se puede utilizar para llevar a cabo evaluaciones específicas. Las métricas genéricas del modelo de usabilidad deben operacionalizarse con el fin de ser aplicables a los artefactos software de diferentes métodos de desarrollo Web y en diferentes niveles de abstracción, lo que permite evaluar la usabilidad en varias etapas del proceso de desarrollo Web, especialmente en las etapas tempranas. Tanto el modelo de usabilidad como el proceso de evaluación están alineados con la última norma ISO/IEC 25000 estándar para la evaluación de la calidad de productos de software (SQuaRE). El método de inspección de usabilidad propuesto (WUEP) se ha instanciado en dos procesos de desarrollo Web dirigido por modelos diferentes (OO-H y WebML) a fin de demostrar la factibilidad de nuestra propuesta. Además, WUEP fue validado empíricamente mediante la realización de una familia de experimentos en OO-H y un experimento controlado en WebML. El objetivo de nuestros estudios empíricos fue evaluar la efectividad, la eficiencia, facilidad de uso percibida y la satisfacción percibida de los participantes; cuando utilizaron WUEP en comparación con un método de inspección industrial ampliamente utilizado: La Evaluación Heurística (HE). El análisis estadístico y meta-análisis de los datos obtenidos por separado de cada experimento indicaron que WUEP es más eficaz y eficiente que HE en la detección de problemas de usabilidad. Los evaluadores también percibieron más satisfacción cuando se aplicaron WUEP, y les / Fernández Martínez, A. (2012). A Usability Inspection Method for Model-driven Web Development Processes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17845

[EN] Model-Driven Development (MDD) promotes models as the cornerstone in the software development process, thereby displacing source code as the development process's main feature. Although this model-centric schema claims advantages over traditional software development (e.g., the code could be automatically generated from the models), it does not have the level of adoption that has been expected. The literature review reveals a broad agreement in the fact that end-users may develop and adapt systems themselves but the complexity in modeling standards and the lack of modeling skills prevents their active involvement in modeling tasks of existing MDD processes. To overcome this, end-users should be provided with different modeling languages that use concepts, which fit their particular skills, context and needs. This challenge is the main goal of this thesis, which is addressed by combining the End-user Development and the Model-Driven Development fields. This work starts with the involvement of end-users into the modeling tasks using a tool-supported visual modeling language that allows end-users to select and customize system features of pervasive systems using closer concepts for them. Afterwards, this thesis shows the necessity of enriching existing MDD processes for supporting the development of a new generation of software systems (e.g., smart health) that require expertise in a variety of domains. Consequently, different types of users (e.g., scientists, engineers and end-users) must actively participate in the description of model fragments that depend on their expertise using a different modeling language. Thus, users are able to collaborate to obtain a unified system description. At this point, it becomes necessary to provide mechanisms that transforms models fragments from one modeling language to another, delimits which model fragments are described by a different user, and integrates those model fragments. To provide this, the presented approach encompasses variability management in a novel way to enable collaborative modeling by supporting both the selection of model fragments of the system that may be described using a different modeling language, and the integration of those model fragments once they are described. Furthermore, interoperability mechanisms bridge two different modeling languages in a non-intrusive way with the structure of models by transforming the description of gaps. Thus, our proposal could enrich models of existing MDD processes with model fragments that have been described using a different modeling language, which could make users feel confident to adopt models for describing domain-specific content and could help to adopt MDD processes. The proposal has been validated in three case studies from different levels of complexity and domains: smart home systems, web information systems, and biomechanical protocols. The results have proven the applicability and feasibility of our approach to actively involve different types of users (end- users with software professionals, domain experts with software development experts, and doctors with biomedical engineers, respectively) in model descriptions of existing MDD processes using a different modeling language. / [ES] En el Desarrollo de Software Dirigido por Modelos (DSDM) los modelos son la piedra angular del proceso de desarrollo de software, desplazando así al código fuente como artefacto principal. Aunque este enfoque centrado en modelos ofrece ventajas sobre el desarrollo de software tradicional (por ejemplo, la generación de código de forma automática a partir de los modelos) no tiene el nivel de adopción esperado. La literatura científica revela un amplio acuerdo en el hecho de que los usuarios finales puedan ellos mismos desarrollar y adaptar los sistemas pero la complejidad de los estándares de modelado y la carencia de habilidades de modelado impide su participación activa en procesos DSDM existentes. Para lograrlo, los usuarios finales deben disponer de lenguajes de modelado diferentes con conceptos adaptados a sus habilidades, contexto y necesidades. Este desafío es el objetivo principal de esta tesis que se aborda combinando las ideas del desarrollo orientado al usuario final y el DSDM. Este trabajo comienza involucrando usuarios finales en tareas de modelado con una herramienta que les proporciona un lenguaje de modelado visual para seleccionar y personalizar características de un sistema pervasivo utilizando conceptos familiares para ellos. Después, esta tesis motiva la necesidad de enriquecer procesos de DSDM existentes para soportar el desarrollo de una nueva generación de sistemas software (por ejemplo, salud inteligente) que requieren conocimientos especializados en una variedad de dominios. Consecuentemente, diferentes tipos de usuarios (por ejemplo, científicos, ingenieros y usuarios finales) deben participar activamente en la descripción de fragmentos de modelos que dependen de su experiencia utilizando un lenguaje de modelado diferente. De este modo, los usuarios pueden colaborar para obtener una descripción del sistema unificada. En este punto, es necesario proporcionar mecanismos que transformen e integren los fragmentos de un lenguaje de modelado a otro y delimiten qué fragmentos se describen por un usuario diferente. Para proporcionar esto, la propuesta presentada utiliza la gestión de variabilidad de forma novedosa para permitir modelado colaborativo seleccionando fragmentos de un modelo del sistema que pueden ser descritos utilizando un lenguaje de modelado diferente y, la integración de esos fragmentos una vez que hayan sido descritos. Además, la propuesta utiliza mecanismos de interoperabilidad para conectar dos lenguajes de modelado diferentes transformando la descripción de los fragmentos de una manera no invasiva con su estructura. Por tanto, nuestra propuesta puede enriquecer los modelos de procesos DSDM existentes con fragmentos de modelos que han sido descritos con un lenguaje diferente y esto, podría hacer que los usuarios se sientan seguros al adoptar modelos para describir contenido de dominio específico y podría ayudar a adoptar procesos DSDM. La propuesta ha sido validada en tres casos de estudio con diferentes niveles de complejidad y dominios: sistemas para el hogar inteligente, sistemas de información web y protocolos biomecánicos. Los resultados han demostrado la aplicabilidad y viabilidad de nuestra propuesta para involucrar diferentes tipos de usuarios (usuarios finales con profesionales de software, expertos en el dominio con expertos en desarrollo de software y, médicos con ingenieros biomédicos, respectivamente) en descripciones de modelos de procesos DSDM existentes utilizando un lenguaje de modelado diferente. / [CA] En el Desenvolupament de Programari Dirigit per Models (DPDM) els models són la pedra angular del procés de desenvolupament de programari, desplaçant així al codi font com a artefacte principal. Encara que aquest enfocament centrat en models ofereix avantatges sobre el desenvolupament de programari tradicional (per exemple, la generació de codi de forma automàtica a partir dels models) no té el nivell d'adopció esperat. La literatura científica revela un ampli acord en el fet que els usuaris finals puguen ells mateixos desenvolupar i adaptar els sistemes però la complexitat dels estàndards de modelatge i la falta d'habilitats de modelatge impedeix la seua participació activa en processos DPDM existents. Per a aconseguir-ho, els usuaris finals han de disposar de llenguatges de modelatge diferents amb conceptes adaptats a les seues habilitats, context i necessitats. Aquest desafiament és l'objectiu principal d'aquesta tesi que s'aborda combinant les idees del desenvolupament orientat a l'usuari final i el DPDM. Aquest treball comença involucrant usuaris finals en tasques de modelatge amb una eina que els proporciona un llenguatge de modelatge visual que permet als usuaris finals seleccionar i personalitzar característiques d'un sistema pervasiu utilitzant conceptes familiars per a ells. Després, aquesta tesi motiva la necessitat d'enriquir processos de DPDM existents per a suportar el desenvolupament d'una nova generació de sistemes programari (per exemple, salut intel¿ligent) que requereixen coneixements especialitzats en una varietat de dominis. Conseqüentment, diferents tipus d'usuaris (per exemple, científics, enginyers i usuaris finals) han de participar activament en la descripció de fragments de models que depenen de la seua experiència utilitzant un llenguatge de modelatge diferent. D'aquesta manera, els usuaris poden col¿laborar per a obtenir una descripció del sistema unificada. En aquest punt, és necessari proporcionar mecanismes que transformen i integren els fragments d'un llenguatge de modelatge a un altre i delimiten quins fragments es descriuen per un usuari diferent. Per a proporcionar açò, la proposta presentada utilitza la gestió de variabilitat de forma nova per a permetre modelatge col.laboratiu seleccionant fragments d'un model del sistema que poden ser descrits utilitzant un llenguatge de modelatge diferent i, la integració d'aqueixos fragments una vegada que hagen sigut descrits. A més, la proposta utilitza mecanismes d'interoperabilitat per a connectar dos llenguatges de modelatge diferents transformant la descripció dels fragments d'una manera no invasiva amb la seua estructura. Per tant, la nostra proposta pot enriquir els models de processos DPDM existents amb fragments de models que han sigut descrits amb un llenguatge diferent i açò, podria fer que els usuaris se senten segurs en adoptar models per a descriure contingut de domini específic i podria ajudar a adoptar processos DPDM. La proposta ha sigut validada en tres casos d'estudi amb diferents nivells de complexitat i dominis: sistemes per a la llar intel¿ligent, sistemes d'informació web i protocols biomecànics. Els resultats han demostrat l'aplicabilitat i viabilitat de la nostra proposta per a involucrar diferents tipus d'usuaris (usuaris finals amb professionals de programari, experts en el domini amb experts en desenvolupament de programari i, metges amb enginyers biomèdics, respectivament) en descripcions de models de processos DPDM existents utilitzant un llenguatge de modelatge diferent. / Pérez Pérez, MF. (2015). Achieving non-intrusive interoperability between models for involving users in modeling tasks [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58429

Despite much scepticism and problems for its adoption, the Model-Driven Development (MDD) is being used and improved to provide many inherent benefits for industry. One of its greatest benefits is the ability to handle the complexity of software development by raising the abstraction level. Models are expressed using concepts that are not related to a specific implementation technology (e.g. Unified Modelling Language -UML, Object Constraint Language -OCL, Action Language for Foundational UML -ALF), which means that the models can be easier to specify, maintain and document. As in Model-Driven Engineering (MDE), the primary artefacts are the conceptual models, efforts are focused on their creation, testing and evolution at different levels of abstraction through transformations because if a conceptual schema has defects, these are passed on to the following stages, including coding. Thus, one of the challenges for researchers and developers in Model-Driven Development is being able to identify defects early on, at the conceptual schema level, as this helps reduce development costs and improve software quality. Over the last decade, little research work has been performed in this area. Some of the causes of this are the high theoretical complexity of testing conceptual schemas and the lack of adequate software support. This research area thus admits new methods and techniques, facing challenges such as generation of test cases using information external to the conceptual schemas (i.e. requirements), the measurement of possible automation, selection and prioritization of test cases, the need for an efficient support tool using standard semantics, the opportune feedback to support the software quality assurance process and facilitate making decisions based on the analysis and interpretation of the results. The aim of this thesis is to mitigate some of the problems that affect conceptual schema validation by providing a novel testing-based validation framework based on Model-Driven Development. The use of MDD improves abstraction, automation and reuse, which allows us to alleviate the complexity of our validation framework. Furthermore, by leveraging MDD techniques (such as metamodeling, model transformations, and models at runtime), our framework supports four phases of the testing process: test design, test case generation, test case execution and the evaluation of the results. In order to provide software support for our proposal, we developed the CoSTest ALF-based testing environment. To ensure that CoSTest offers the necessary functionality, we first identified a set of functional requirements. Then, after these requirements were identified, we defined the architecture and testing environment of the validation framework, and finally we implemented the architecture in the Eclipse context. CoSTest has been developed to test several properties on the executable model, such as syntactic correctness (i.e. all the elements in the model conform to the syntax of the language in which it is described), consistency between the structural and behavioural parts (its integrity constraints) and completeness (i.e. all possible changes on the system state can be performed through the execution of the operations defined in the executable model). For defective models, the CoSTest report returns a meaningful feedback that helps locate and repair any defects detected. / A pesar del escepticismo y dificultades en su adopción, el Desarrollo Orientado por Modelos (MDD, por sus siglas en inglés) está siendo usado y mejorado para proveer muchos beneficios inherentes a la industria. Uno de sus mayores beneficios es la capacidad de manejar la complejidad del desarrollo de software elevando el nivel de abstracción. Los modelos se expresan utilizando conceptos que no están relacionados con una tecnología de implementación específica (por ejemplo, Lenguaje de Modelado Unificado -UML, Lenguaje de Restricción de Objetos -OCL, Lenguaje de Acción para el Foundational UML - ALF), lo que significa que los modelos pueden ser más fáciles de especificar, mantener y documentar. Debido a que en una Ingeniería dirigida por modelos (MDE), los artefactos primarios son los modelos conceptuales, los esfuerzos se centran en su creación, prueba y evolución a diferentes niveles de abstracción a través de transformaciones, porque si un esquema conceptual tiene defectos, éstos se pasan a las siguientes etapas, incluida la codificación. Por lo tanto, uno de los retos para los investigadores y desarrolladores in MDD es poder identificar los defectos temprano, a nivel de esquemas conceptuales, ya que esto ayudaría a reducir los costos de desarrollo y mejorar la calidad del software. Durante la última década, pocos trabajos de investigación se han realizado en esta área. Algunas de las causas de esta realidad son la alta complejidad teórica de probar esquemas conceptuales y la falta de soporte de software adecuado. Por lo tanto, este área de investigación admite nuevos métodos y técnicas, enfrentando retos como la generación de casos de prueba utilizando información externa a los esquemas conceptuales (es decir, los requisitos), la medición de una posible automatización, selección y priorización de casos de prueba, la necesidad de una herramienta de soporte eficiente que utilice una semántica estándar, la retroalimentación oportuna para apoyar el proceso de aseguramiento de la calidad del software y facilitar la toma de decisiones basadas en el análisis y la interpretación de los resultados. El objetivo de esta tesis es mitigar algunos de los problemas que afectan la validación de los esquemas conceptuales, proporcionando un nuevo marco de validación basado en pruebas que fue construido usando un desarrollo dirigido por modelos. El uso de MDD permite un aumento en la abstracción, automatización y reutilización que nos permite aliviar la complejidad de nuestro marco de validación. Además, al aprovechar las técnicas MDD (como el metamodelado, las transformaciones de modelos y los modelos en tiempo de ejecución), nuestro marco soporta cuatro fases del proceso de prueba: diseño de pruebas, generación de casos de prueba, ejecución de casos de prueba y la evaluación de los resultados. Con el fin de proporcionar soporte de software para nuestra propuesta, hemos desarrollado CoSTest, un entorno de pruebas basado en el lenguaje ALF. Para asegurar que CoSTest ofrece la funcionalidad necesaria, primero identificamos un conjunto de requisitos funcionales. Luego, después de identificar estos requisitos, definimos la arquitectura y el ambiente de pruebas de nuestro marco de validación y, finalmente, implementamos la arquitectura en el contexto de Eclipse. CoSTest ha sido desarrollado para probar varias propiedades sobre el modelo ejecutable como la corrección sintáctica (es decir, todos los elementos del modelo se ajustan a la sintaxis del lenguaje en el que se describe), consistencia entre la parte estructural y el comportamiento (sus restricciones de integridad) y completitud (es decir, todos los cambios posibles en el estado del sistema se pueden realizar a través de la ejecución de las operaciones definidas en el modelo ejecutable). Para los modelos defectuosos, el informe de CoSTest devuelve una retroalimentación significativa que ayuda a localizar y reparar los defectos detec / A pesar de l'escepticisme i les dificultats en la seua adopció, el Desenvolupament Orientat per Models (MDD, segons les sigles en anglès) està sent usat i millorat per tal de proveir molts beneficis potencials inherents a l' indústria. Un dels majors beneficis és la capacitat de manejar la complexitat del desenvolupament del programari elevant el nivell d'abstracció. Els models s'expressen mitjançant conceptes que no estan relacionats amb una tecnologia d'implementació específica (per exemple, el Llenguatge de Modelat Unificat - UML, Llenguatge de Restricció d'Objectes -OCL, Llenguatge d'Acció per al Foundational UML - ALF), el que significa que els models poder ser més fàcils d'especificar, mantindre i documentar. A causa de que en una Enginyeria dirigida per models (MDE), els artefactes primaris són els models conceptuals, els esforços es centren en la seua creació, prova i evolució a diferents nivells d'abstracció mitjançant transformacions, perquè si un esquema conceptual té defectes, aquestos es passen a les següents etapes, inclosa la codificació. Per tant, un del reptes per als investigadors i desenvolupadors en MDD és poder identificar els defectes des del principi, a nivell de esquemes conceptuals, perquè açò ajudaria a reduir els costos de desenvolupament i millora de la qualitat del programari. Durant l'última dècada, pocs treballs d'investigació s'han fet en aquesta àrea. Algunes de les causes d'aquesta realitat són l'alta complexitat teòrica de provar esquemes conceptuals i la falta de suport de programari adequat. Per tant, aquesta àrea d'investigació admet nous mètodes i tècniques, enfrontant reptes com la generació de casos de prova mitjançant informació externa als esquemes conceptuals (es a dir, requisits), la medició de una possible automatització, selecció i priorització de casos de prova, la necessitat de una ferramenta de suport rentable que utilitze una semàntica estàndard, la retroalimentació oportuna per suportar el procés d'assegurament de la qualitat del programari i la facilitat per a prendre decisions basades en l'anàlisi i la interpretació dels resultats. En aquesta tesi intentem mitigar alguns dels problemes que afecten a la validació dels esquemes conceptuals, proporcionant un nou marc de validació basat en proves que va ser construït mitjançant un desenvolupament dirigit per models. L'ús de MDD permet un augment en l'abstracció, automatització i reutilització que ens permet alleujar la complexitat del nostre marc de validació. A més a més, al aprofitar les tècniques MDD (com el metamodelat, les transformacions de models i els models en temps d'execució), el nostre marc suporta quatre fases del procés de prova: disseny, generació i execució de casos de prova, així com l'avaluació de resultats del procés de prova. Amb la finalitat de proporcionar suport de programari per a la nostra proposta, hem desenvolupat un entorn de proves basat en el llenguatge ALF que s'anomena CoSTest. Per tal d'assegurar que CoSTest ofereix la funcionalitat necessària, identifiquem un conjunt de requisits funcionals abans de desenvolupar la ferramenta. Després d'identificar aquestos requisits, definim l'arquitectura i l'ambient de proves del nostre marc de validació, i finalment, implementem l'arquitectura en el context Eclipse. CoSTest ha sigut desenvolupat per provar diverses propietats sobre el model executable com la correcció sintàctica (és a dir, tots els elements del model s'ajusten a la sintaxi del llenguatge en el que es descriu), consistència antre la part estructural i el comportament (les seues restriccions d'integritat) i completitud (és a dir, tots els canvis possibles en l'estat del sistema es poden realitzar mitjançant l'execució de les operacions definides en el model executable). Per als models defectuosos, l'informe de CoSTest retorna una retroalimentació significativa que ajuda a localitzar i reparar els defectes dete / Granda Juca, MF. (2017). Testing-Based Conceptual Schema Validation in a Model-Driven Environment [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/89091

This thesis presents the Multiple Modelling Quality Evaluation Framework method (hereinafter MMQEF), which is a conceptual, methodological, and technological framework for evaluating quality issues in modelling languages and modelling elements by the application of a taxonomic analysis. It derives some analytic procedures that support the detection of quality issues in model-driven projects, such as the suitability of modelling languages, traces between abstraction levels, specification for model transformations, and integration between modelling proposals. MMQEF also suggests metrics to perform analytic procedures based on the classification obtained for the modelling languages and artifacts under evaluation. MMQEF uses a taxonomy that is extracted from the Zachman framework for Information Systems (Zachman, 1987; Sowa and Zachman, 1992), which proposed a visual language to classify elements that are part of an Information System (IS). These elements can be from organizational to technical artifacts. The visual language contains a bi-dimensional matrix for classifying IS elements (generally expressed as models) and a set of seven rules to perform the classification. As an evaluation method, MMQEF defines activities in order to derive quality analytics based on the classification applied on modelling languages and elements. The Zachman framework was chosen because it was one of the first and most precise proposals for a reference architecture for IS, which is recognized by important standards such as the ISO 42010 (612, 2011). This thesis presents the conceptual foundation of the evaluation framework, which is based on the definition of quality for model-driven engineering (MDE). The methodological and technological support of MMQEF is also described. Finally, some validations for MMQEF are reported. / Esta tesis presenta el método MMQEF (Multiple Modelling Quality Evaluation Framework), el cual es un marco de trabajo conceptual, metodológico y tecnológico para evaluar aspectos de calidad sobre lenguajes y elementos de modelado mediante la aplicación de análisis taxonómico. El método deriva procedimientos analíticos que soportan la detección de aspectos de calidad en proyectos model-driven tales como: idoneidad de lenguajes de modelado, trazabilidad entre niveles de abstracción, especificación de transformación de modelos, e integración de propuestas de modelado. MMQEF también sugiere métricas para ejecutar procedimientos analíticos basados en la clasificación obtenida para los lenguajes y artefactos de modelado bajo evaluación. MMQEF usa una taxonomía para Sistemas de Información basada en el framework Zachman (Zachman, 1987; Sowa and Zachman, 1992). Dicha taxonomía propone un lenguaje visual para clasificar elementos que hacen parte de un Sistema de Información. Los elementos pueden ser artefactos asociados a niveles desde organizacionales hasta técnicos. El lenguaje visual contiene una matriz bidimensional para clasificar elementos de Sistemas de Información, y un conjunto de siete reglas para ejecutar la clasificación. Como método de evaluación MMEQF define actividades para derivar analíticas de calidad basadas en la clasificación aplicada sobre lenguajes y elementos de modelado. El marco Zachman fue seleccionado debido a que éste fue una de las primeras y más precisas propuestas de arquitectura de referencia para Sistemas de Información, siendo ésto reconocido por destacados estándares como ISO 42010 (612, 2011). Esta tesis presenta los fundamentos conceptuales del método de evaluación basado en el análisis de la definición de calidad en la ingeniería dirigida por modelos (MDE). Posteriormente se describe el soporte metodológico y tecnológico de MMQEF, y finalmente se reportan validaciones. / Aquesta tesi presenta el mètode MMQEF (Multiple Modelling Quality Evaluation Framework), el qual és un marc de treball conceptual, metodològic i tecnològic per avaluar aspectes de qualitat sobre llenguatges i elements de modelatge mitjançant l'aplicació d'anàlisi taxonòmic. El mètode deriva procediments analítics que suporten la detecció d'aspectes de qualitat en projectes model-driven com ara: idoneïtat de llenguatges de modelatge, traçabilitat entre nivells d'abstracció, especificació de transformació de models, i integració de propostes de modelatge. MMQEF també suggereix mètriques per executar procediments analítics basats en la classificació obtinguda pels llenguatges i artefactes de mode-lat avaluats. MMQEF fa servir una taxonomia per a Sistemes d'Informació basada en el framework Zachman (Zachman, 1987; Sowa and Zachman, 1992). Aquesta taxonomia proposa un llenguatge visual per classificar elements que fan part d'un Sistema d'Informació. Els elements poden ser artefactes associats a nivells des organitzacionals fins tècnics. El llenguatge visual conté una matriu bidimensional per classificar elements de Sistemes d'Informació, i un conjunt de set regles per executar la classificació. Com a mètode d'avaluació MMEQF defineix activitats per derivar analítiques de qualitat basades en la classificació aplicada sobre llenguatges i elements de modelatge. El marc Zachman va ser seleccionat a causa de que aquest va ser una de les primeres i més precises propostes d'arquitectura de referència per a Sistemes d'Informació, sent això reconegut per destacats estàndards com ISO 42010 (612, 2011). Aquesta tesi presenta els fonaments conceptuals del mètode d'avaluació basat en l'anàlisi de la definició de qualitat en l'enginyeria dirigida per models (MDE). Posteriorment es descriu el suport metodològic i tecnològic de MMQEF, i finalment es reporten validacions. / Giraldo Velásquez, FD. (2017). A framework for evaluating the quality of modelling languages in MDE environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90628

La reutilización es un factor clave para reducir los costos y mejorar la calidad de las propiedades de productos software como la seguridad, fiabilidad o rendimiento. Siguiendo este factor surge la aproximación para el desarrollo de software de Líneas de Productos Software; esta aproximación promete, entre otras cosas, acortar el tiempo del desarrollo de los sistemas software y reducir significativamente los costes de desarrollo y mantenimiento. Por otro lado, el Desarrollo Dirigido por Modelos es un enfoque para el desarrollo de software que propone el uso de modelos en varios niveles de abstracción y transformaciones de modelo como artefactos principales. El uso de modelos como los principales artefactos en el desarrollo de software ofrece muchas ventajas a los desarrolladores, por ejemplo, las transformaciones de modelo permiten la conversión de un modelo fuente en otro modelo objetivo, el aumento del nivel de abstracción permite a los desarrolladores centrarse en el problema a resolver y restar importancia a los detalles de implementación. Ambos paradigmas, en la búsqueda de optimizar el tiempo de producción y calidad en el software generado, pueden reunir importantes ventajas en el proceso de producción de software. La combinación de Desarrollo Dirigido por Modelos y Líneas de Producto Software para producir productos software requiere la identificación de nuevos retos y necesidades de los stakeholders involucrados. La investigación presentada en esta tesis tiene el objetivo, apoyada en varios estudios empíricos realizados en entornos industriales, de aumentar el conocimiento y realizar una serie de propuestas de mejora del proceso de desarrollo software fundamentado en la combinación de Desarrollo Dirigido por Modelos y Líneas de Producto Software. Para alcanzar este objetivo se han estudiado cuatro dimensiones: procesado de requisitos, usabilidad, comprensión (en la configuración de productos) y gestión de errores. Cada una de estas dimensiones ha sido abordada en un estudio empírico, estudios presentados en trabajos de investigación y que forman la parte nuclear de esta tesis. Como resultado del trabajo realizado en esta tesis se han elaborado una serie de propuestas para mejorar el proceso de desarrollo software basado en la combinación de Desarrollo Dirigido por Modelos y Líneas de Producto Software y se han generado siete trabajos de investigación. Cinco de estos trabajos han sido presentados en conferencias de relevancia en el ámbito de la Ingeniería del Software: CAiSEForum'15, CAiSE'16, ESEM'16, ISD'17 y ESEM'17. Estos resultados de investigación han sido aplicados en el proceso de desarrollo de software de placas de inducción de la división de electrodomésticos de BSH (Bosch, Siemens, Gaggenau, Neff y Balay) y están siendo utilizados para su aplicación en la actual implantación para el desarrollo de software del PLC que controla los trenes en la empresa Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles. / Software reuse is a key factor in reducing costs and improving the quality of software product properties such as security, reliability, or performance. Taking this factor in account, the Software Product Line approach appears for software development. This approach promises to decrease the time spent in developing software systems and to significantly reduce the costs for development and maintenance of software systems, among other things. In addition, Model Driven Development is an approach for software development that proposes the use of models at various levels of abstraction and model transformations as main artifacts. The use of models as the main artifacts in software development offers many advantages for developers. For instance, model transformations allow the conversion of a source model into another target model. The increase in the level of abstraction allows the developers to focus on the problem to solve, subtracting importance to the implementation details. Both paradigms search to optimize the production time and quality of the generated software, and can result in important advantages in the software production process. However, the combination of Model Driven Development and Software Product Lines to develop software products requires the identification of the challenges and needs of the involved stakeholders. The research presented in this dissertation, supported by several empirical studies carried out in industrial environments, aims to increase the knowledge in the field and to do a set of proposals to improve the software development process based on the combination of Model Driven Development and Software Product Lines. To achieve this objective, four dimensions have been studied: requirements processing, usability, comprehension (configuring software products), and error management. The dimensions have been addressed through empirical studies, presented in research papers. These papers conform the core of this dissertation. As result of the work carried out for this dissertation, a set of proposals to improve the software development process based on the combination of Model Driven Development and Software Product Lines have been generated. Furthermore, seven research papers have been published. Five of these works have been presented at relevant conferences in the Software Engineering field: CAiSE Forum'15, CAiSE'16, ESEM'16, ISD'17 and ESEM'17. These research results have been applied in the software development process of the induction hobs from the electrical appliances division of BSH (under the brands Bosch, Siemens, Gaggenau, Neff, and Balay), and are also being used in the current implementation of the PLC that controls the trains manufactured by the Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles company. / La reutilització és un factor clau per a reduir els costos i millorar la qualitat de les propietats de productes programari com la seguretat, fiabilitat o rendiment. Seguint aquest factor sorgeix l'aproximació per al desenvolupament de programari utilitzant Línies de Productes Programari; aquesta aproximació promet, entre altres coses, escurçar el temps del desenvolupament dels sistemes programari i reduir significativament els costos de desenvolupament i manteniment. D'altra banda, el Desenvolupament Dirigit per Models és un enfocament per al desenvolupament de programari que proposa l'ús de models en diversos nivells d'abstracció i transformacions de model com artefactes principals. L'ús de models com els principals artefactes en el desenvolupament de programari ofereix molts avantatges als desenvolupadors, per exemple, les transformacions de model permeten la conversió d'un model font en un altre model objectiu, l'augment del nivell d'abstracció permet als desenvolupadors centrar-se en el problema a resoldre i restar importància als detalls d'implementació. Tots dos paradigmes, en la cerca d'optimitzar el temps de producció i qualitat en el programari generat, poden reunir importants avantatges en el procés de producció de programari.La combinació de Desenvolupament Dirigit per Models i Línies de Producte Programari per a produir productes programari requereix la identificació de nous reptes i necessitats dels \ingles{stakeholders} involucrats. La recerca presentada en aquesta tesi té l'objectiu, recolzada en diversos estudis empírics realitzats en entorns industrials, d'augmentar el coneixement i realitzar una sèrie de propostes de millora del procés de desenvolupament de programari fonamentat en la combinació de Desenvolupament Dirigit per Models i Línies de Producte Programari. Per a aconseguir aquest objectiu s'han estudiat quatre dimensions: processament de requisits, usabilitat, comprensió (en la configuració de productes) i gestió d'errors. Cadascuna d'aquestes dimensions ha sigut abordada en un estudi empíric, estudis presentats en treballs de recerca i que formen la part nuclear d'aquesta tesi. Com a resultat del treball realitzat en aquesta tesi s'han elaborat una sèrie de propostes per a millorar el procés de desenvolupament programari basat en la combinació de Desenvolupament Dirigit per Models i Línies de Producte Programari i s'han generat set treballs de recerca. Cinc d'aquests treballs han sigut presentats en conferències de rellevància en l'àmbit de l'Enginyeria del Programari: CAiSEForum'15, CAiSE'16, ESEM'16, ISD'17 i ESEM'17. Aquests resultats de recerca han sigut aplicats en el procés de desenvolupament de programari de plaques d'inducció de la divisió d'electrodomèstics de BSH (Bosch, Siemens, Gaggenau, Neff i Balay) i estan sent utilitzats per a la seua aplicació en l'actual implantació per al desenvolupament de programari del PLC que controla els trens en l'empresa Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles. / Echeverría Ochoa, J. (2018). Analysis and Improvement of a Software Production Process based on the Combination of Model Driven Development and Software Product Lines [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/107734

L'évolution rapide des besoins dus entre autres à l'innovation technique, la concurrence ou la réglementation conduit souvent à décrire le cadre d'étude des systèmes d'information dans des modèles conceptuels, pour faciliter l'évolution du fonctionnement des systèmes. La mise au point de ces modèles s'effectue en plusieurs phase au cours desquelles collaborent plusieurs équipes de nature différente, chaque intervenant apportant sa perception du système à construire en se limitant à la partie de son domaine de spécialisation. Il faut alors concilier les différentes perceptions. L'objectif essentiel de la thèse est de concevoir les mécanismes permettant d'une part d'obtenir le modèle factorisant les concepts communs à plusieurs modèles et, d'autre part, de proposer aux concepteurs une méthodologie de suivi de l'évolution de la factorisation. Pour réaliser la factorisation, nous avons mis en œuvre l'Analyse Formelle de Concepts et l'Analyse Relationnelle de Concepts (ARC) qui sont des méthodes d'analyse de données basées sur la théorie des treillis. Dans un ensemble d'entités décrites par des caractéristiques, les deux méthodes extraient des concepts formels qui associent un ensemble maximal d'entités à un ensemble maximal de caractéristiques partagées. Ces concepts formels sont structurés dans un ordre partiel de spécialisation qui les munit d'une structure de treillis. L'ARC permet de compléter la description des entités par des relations entre entités. La première contribution de la thèse est une méthode d'analyse de l'évolution de la factorisation d'un modèle basée sur l'AFC et l'ARC. Cette méthode s'appuie la capacité de l'AFC et de l'ARC à faire émerger au sein d'un modèle des abstractions thématiques de niveau supérieur, améliorant ainsi la sémantique des modèles. Nous montrons que ces méthodes peuvent aussi être employées pour suivre l'évolution du processus d'analyse avec des acteurs. Nous introduisons des métriques sur les éléments de modélisation et sur les treillis de concepts qui servent de base à l'élaboration de recommandations. Nous effectuons une expérimentation dans laquelle nous étudions l'évolution des 15 versions du modèle de classes du système d'information SIE-Pesticides. La seconde contribution de la thèse est une étude approfondie du comportement de l'ARC sur des modèles UML. Nous montrons l'influence de la structure des modèles sur différentes variables étudiées (comme les temps d'exécution et la mémoire occupée) au travers de plusieurs expérimentations sur les 15 versions du modèle SIE-Pesticides. Pour cela, nous étudions plusieurs configurations (choix d'éléments et de relations dans le méta-modèle) et plusieurs paramètres (choix d'utiliser les éléments non nommés, choix d'utiliser la navigabilité). Des métriques sont introduites pour guider le concepteur dans le pilotage du processus de factorisation et des recommandations sur les configurations et paramétrages à privilégier sont faites. La dernière contribution est une approche de factorisation inter-modèles afin de regrouper au sein d'un modèle l'ensemble des concepts communs à différents modèles sources conçus par différents experts. Outre le regroupement des concepts communs, cette analyse produit de nouvelles abstractions généralisant des concepts thématiques existants. Nous appliquons notre approche sur les 15 versions du modèle du SIE-Pesticides. L'ensemble de ces travaux s'inscrit dans un cadre de recherche dont l'objectif est de factoriser des concepts thématiques au sein d'un même modèle et de contrôler par des métriques la profusion de concepts produits par l'AFC et surtout par l'ARC. / The rapidly changing needs among other things due to technical innovation, competition and regulation often leads to describe the context for the study of conceptual models in information systems to facilitate the evolution of operating systems. The development of these models is carried out in several phases during which several working teams of different nature, providing each participant's perception of the system to be built is limited to the part of his area of specialization. It must then reconcile the different perceptions.The main objective of the thesis is to design mechanisms to obtain a share of the model factoring concepts common to several models and, secondly, to provide designers with a methodology for monitoring the evolution of factorization.To perform the factorization, we have implemented the Formal Concept Analysis and Relational Concepts Analysis (RCA), which are methods of analysis based on the theory of lattice data. In a set of entities described by features, both methods extract formal concepts that combine a maximum of entities to a maximum set of shared characteristics together. These formal concepts are structured in a partial order of specialization that provides with a lattice structure.The CRA can complement the description of the entities by relationships between entities.The first contribution of the thesis is a textbf {method a model for analyzing the evolution of the factorization based on the FCA and the RCA}. This method builds the capacity of the AFC and the CRA to emerge in a model of thematic abstractions higher level, improving semantic models. We show that these methods can also be used to monitor the analytical process with stakeholders. We introduce metrics on the design elements and the concept lattices which are the basis for the development of recommendations. We conduct an experiment in which we study the evolution of the 15 versions of the model class of information-Pesticides EIS system.The second contribution of this thesis is a textbf {depth study of the behavior of the RCA on UML models.} We show the influence of model structure on different variables studied (such as execution time and memory used) through several experiments on 15 versions of the EIS-Pesticides model. For this, we study several configurations (choice of elements and relations in the meta-model) and several parameters (choice of using unnamed elements, choice of using airworthiness). Metrics are introduced to guide the designer in managing the process of factoring and recommendations on the preferred configurations and settings are made.The last contribution is a textbf {approach to inter-model factorization} to group in a model all the concepts common to different source models designed by different experts. In addition to the consolidation of common concepts, this analysis produces new abstractions generalizing existing thematic concepts. We apply our approach on 15 versions of the model EIS-Pesticides.All this work is part of a research framework which aims to factor thematic concepts within a model and control metrics by the profusion of concepts produced by the FCA and especially by RCA.

The Model Driven Development (MDD) promotes the use of models to generate software solutions, in which models are the primary development artifact. In recent years, studies in software engineering area (ES) have been intensified and several solutions, definitions, methods and structures are being generated. However, this paradigm, as it is considered by some authors, has not been effectively used, as the ES covers various aspects, and not everyone is prepared for MDD. The Requirements Engineering (RE) is highlighted in this scenario, since it comprises the initial phase of the development process and the product generated must meet the requirements set out in that time. Once the code ceases to be the focus of development in the context of MDD, it is necessary to identify whether the requirements defined at the beginning of the project while under transformation remain faithful as well as the allocated elements to each requirement at all stages and possible impacts in case of change. In this context, it is important to introduce the concepts of traceability requirements in MDD. Thus, this work presents the R2MDD, a framework which aims to monitor and track requirements for the transformation of models to the generation of source code. The R2MDD seeks to identify impacts, ensure the consistency of requirements and other characteristics, as well as generate information management level, benefiting all stakeholders. An experimental study was conducted with the assistance of Qualitas model at the University Hospital of the Federal University of Sergipe (HU - UFS) to assess the R2MDD, highlighting its advantages and limitations. / O Model Driven Development (MDD) promove o uso de modelos na geração de soluções de software, na qual os modelos são o artefato principal do desenvolvimento. Nos últimos anos, estudos na área de Engenharia de Software (ES) tem sido intensificados e diversas soluções, definições, métodos e estruturas estão sendo geradas. Entretanto, esse paradigma, como é considerado por alguns autores, ainda não é utilizado de forma efetiva, visto que a ES abrange diversos aspectos e nem todos estão preparados para o MDD. A Engenharia de Requisitos (ER) ganha destaque nesse cenário, pois compreende a fase inicial do processo de desenvolvimento e o produto gerado deve atender aos requisitos definidos nesse momento. Uma vez que o código deixa de ser o foco do desenvolvimento no contexto de MDD, surge a necessidade de identificar se os requisitos definidos no início do projeto, ao serem transformados, mantém-se fieis, bem como identificar os elementos alocados a cada requisito em todas as fases e possíveis impactos em caso de alteração. Nesse contexto, torna-se importante introduzir os conceitos da rastreabilidade de requisitos em MDD. Dessa forma, este trabalho apresenta o R2MDD, um framework que visa monitorar e rastrear requisitos durante as transformações de modelos até a geração de código fonte. O R2MDD busca identificar impactos, garantir a consistência dos requisitos e demais características, bem como gerar informações a nível gerencial, que beneficiam todos os stakeholders. Um caso exemplo foi realizado com o auxílio do modelo Qualitas no Hospital Universitário da Universidade Federal de Sergipe (HU – UFS) a fim de avaliar o R2MDD, destacar suas vantagens e identificar suas limitações.

Master of Science / Department of Computing and Information Sciences / John Hatcliff / Medical devices are safety-critical systems whose failure may put human life in danger. They are becoming more advanced and thus more complex. This leads to bigger and more complicated code-bases that are hard to maintain and verify. Model-driven development provides high-level and abstract description of the system in the form of models that omit details, which are not relevant during the design phase. This allows for certain types of verification and hazard analysis to be performed on the models. These models can then be translated into code. However, errors that do not exist in the models may be introduced during the implementation phase. Automated translation from verified models to code may prevent to some extent. This thesis proposes approach for model-driven development and verification of medical devices. Models are created in AADL (Architecture Analysis & Design Language), a language for software and hardware architecture modeling. AADL models are translated to SPARK Ada, contract-based programming language, which is suitable for software verification. Generated code base is further extended by developers to implement internals of specific devices. Created programs can be verified using SPARK tools. A PCA (Patient Controlled Analgesia) pump medical device is used to illustrate the primary artifacts and process steps. The foundation for this work is "Integrated Clinical Environment Patient-Controlled Analgesia Infusion Pump System Requirements" document and AADL Models created by Brian Larson. In addition to proposed model-driven development approach, a PCA pump prototype was created using the BeagleBoard-xM device as a platform. Some components of PCA pump prototype were verified by SPARK tools and Bakar Kiasan.

The need for modern enterprises and Web users to simply and rapidly develop and deliver platform-independent services to be accessed over the Web by the global community is growing. This is self-evident, when one considers the omnipresence of electronic services (e-services) on the Web. Accordingly, the Service-Oriented Architecture (SOA) is commonly considered as one of the de facto standards for the provisioning of heterogeneous business functionalities on the Web. As the basis for SOA, Web Services (WS) are commonly preferred, particularly because of their ability to facilitate the integration of heterogeneous systems. However, WS only focus on syntactic descriptions when describing the functional and behavioural aspects of services. This makes it a challenge for services to be automatically discovered, selected, composed, invoked, and executed – without any human intervention. Consequently, Semantic Web Services (SWS) are emerging to deal with such a challenge. SWS represent the convergence of Semantic Web (SW) and WS concepts, in order to enable Web services that can be automatically processed and understood by machines operating with limited or no user intervention. At present, research efforts within the SWS domain are mainly concentrated on semantic services automation aspects, such as discovery, matching, selection, composition, invocation, and execution. Moreover, extensive research has been conducted on the conceptual models and formal languages used in constructing semantic services. However, in terms of the engineering of semantic services, a number of challenges are still prevalent, as demonstrated by the lack of development and use of semantic services in real-world settings. The lack of development and use could be attributed to a number of challenges, such as complex semantic services enabling technologies, leading to a steep learning curve for service developers; lack of unified service platforms for guiding and supporting simple and rapid engineering of semantic services, and the limited integration of semantic technologies with mature service-oriented technologies. vi In addition, a combination of isolated software tools is normally used to engineer semantic services. This could, however, lead to undesirable consequences, such as prolonged service development times, high service development costs, lack of services re-use, and the lack of semantics interoperability, reliability, and re-usability. Furthermore, available software platforms do not support the creation of semantic services that are intelligent beyond the application of semantic descriptions, as envisaged for the next generation of services, where the connection of knowledge is of core importance. In addressing some of the challenges highlighted, this research study adopted a qualitative research approach with the main focus on conceptual modelling. The main contribution of this study is thus a framework called iSemServ to simplify and accelerate the process of engineering intelligent semantic services. The framework has been modelled and developed, based on the principles of simplicity, rapidity, and intelligence. The key contributions of the proposed framework are: (1) An end-to-end and unified approach of engineering intelligent semantic services, thereby enabling service engineers to use one platform to realize all the modules comprising such services; (2) proposal of a model-driven approach that enables the average and expert service engineers to focus on developing intelligent semantic services in a structured, extensible, and platform-independent manner. Thereby increasing developers’ productivity and minimizing development and maintenance costs; (3) complexity hiding through the exploitation of template and rule-based automatic code generators, supporting different service architectural styles and semantic models; and (4) intelligence wrapping of services at message and knowledge levels, for the purposes of automatically processing semantic service requests, responses and reasoning over domain ontologies and semantic descriptions by keeping user intervention at a minimum. The framework was designed by following a model-driven approach and implemented using the Eclipse platform. It was evaluated using practical use case scenarios, comparative analysis, and performance and scalability experiments. In conclusion, the iSemServ framework is considered appropriate for dealing with the complexities and restrictions involved in engineering intelligent semantic services, especially because the amount of time required to generate intelligent semantic vii services using the proposed framework is smaller compared with the time that the service engineer would need to manually generate all the different artefacts comprising an intelligent semantic service. Keywords: Intelligent semantic services, Web services, Ontologies, Intelligent agents, Service engineering, Model-driven techniques, iSemServ framework. / Computing / D. Phil. (Computer science)

In the context of world economies transitioning to services, telecommunications services are the primary means of communication between different economic entities and are therefore essential. The focus on the end consumer, the convergence with the Internet, the separation between the software and the hardware implementing a service, and the telecommunications market deregulation have led to a revolution and a new era in the telecommunications industry. To meet these challenges, former national telecommunications providers have to reduce the construction time, from months to days, while affecting non-negatively other parameters (e.g., cost, quality of service, quality of experience) of new telecommunications services. To tackle this broad theme, we propose a telecommunications service construction process, the software tools that are to be used in this process and a tool building process to build them. The telecommunications service construction process reflects current practices in the telecommunications industry. As such, it should be (easily) accepted by practitioners. The software tools (i.e., Domain Specific Modeling Languages designed as profiles of an Enterprise Architecture Modeling Language, graphical editors, code generators, Off the Shelf network simulators, a collaboration Design Rationale Domain Specific Modeling Language) help telecommunications providers face the challenges. The tool building process relies on models and provides a high automation degree, hence software tools can be build more rapidly. We illustrate the telecommunications service construction process and the tools using a multimedia conferencing service. Our proposals contribute to reducing the construction time of new telecommunications services, while providing the possibility of improved quality of service and increased involvement of the consumer. Faster provisioning of new telecommunications services, that better answer the consumers¿ needs, will increase the rate of development of new economic services in general, and will ultimately have a positive impact on world economic development.