La Computaci'on Ubicua plantea proveer de inteligencia a nuestros entornos ofreciendo servicios a los usuarios que permitan ayudarlos en su vida cotidiana. Con la inclusi'on de dispositivos ubicuos en nuestra vida (por ejemplo los dispositivos m'oviles), los usuarios hemos pasado a estar siempre conectados al entorno, pudiendo interactuar con el. Sin embargo, a diferencia de las interacciones de escritorio tradicionales donde los usuarios eran quienes ped'¿an informaci'on o introduc'¿an datos, las interacciones ubicuas tienen que lidiar con un entorno de los usuarios variable, demandando uno de los recursos mas valiosos para los usuarios: la atenci'on humana. De esta forma, un reto en el paradigma de computaci'on ubicua es regular las peticiones de atenci'on del usuario. Esto implica que las interacciones de los servicios deber'¿an comportarse de una manera ¿considerada¿ teniendo en cuenta el grado en que cada servicio se inmiscuye en la mente del usuario (el nivel de molestia). Partiendo de las bases de la Ingenier'¿a Dirigida por Modelos (MDE) y de los principios de la Computaci'on Considerada, esta tesis se orienta a dise¿nar y desarrollar servicios que sean capaces de adaptar sus interacciones de acuerdo a la atenci'on del usuario en cada momento. El principal objetivo de esta tesis es introducir capacidades de adaptaci'on considerada en los servicios ubicuos para proporcionar interacciones que no perturben al usuario. Esto lo conseguimos mediante un proceso de desarrollo que cubre desde el dise¿no de los servicios hasta su implementaci'on, centr'andose en los requisitos de adaptaci'on de la interacci'on particulares para cada usuario. Para el dise¿no del comportamiento de la interacci'on en base al nivel de molestia se han de¿nido unos modelos de intromisi'on e interacci'on independientes de la tecnolog'¿a. Estos modelos son los que posteriormente conducen la adaptaci'on de la interacci'on din'amicamente, por medio de una infraestructura aut'onoma que los usa en tiempo de ejecuci'on. Esta infraestructura es capaz de detectar cambios en la situaci'on del usuario (por ejemplo cambios en su localizaci'on, su actividad, etc.) y planear y ejecutar modi¿caciones en la interacci'on de los servicios. Cuando se detecta un cambio del contexto del usuario, los servicios se auto-adaptan para usar los componentes de interacci'on m'as apropiados de acuerdo a la nueva situaci'on y no molestar al usuario. Adem'as, como las necesidades y preferencias de los usuarios pueden cambiar con el tiempo, nuestra aproximaci'on utiliza la estrategia del aprendizaje por refuerzo para ajustar los modelos de dise¿no iniciales de forma que maximicemos la experiencia del usuario. El dise¿no inicial de la interacci'on basado en el nivel de molestia nos asegura un comportamiento inicial consistente con las necesidades de los usuarios en ese momento. Luego, este dise¿no se va re¿nando de acuerdo al comportamiento y preferencias de cada usuario por medio de su retroalimentaci'on a trav'es de la experiencia de uso. Adem'as, tambi'en proporcionamos una interfaz m'ovil que permite a los usuarios ¿nales personalizarse de forma manual los modelos en base a sus propias preferencias. El trabajo presentado en esta tesis se ha llevado a la pr'actica para su evaluaci'on desde el punto de vista de los dise¿nadores y de los usuarios ¿nales. Por una parte, el m'etodo de dise¿no se ha validado para comprobar que ayuda a los dise¿nadores a especi¿car este tipo de servicios. Pese a que el proceso de desarrollo no ofrece una automatizaci'on completa, las gu'¿as ofrecidas y la formalizaci'on de los conceptos implicados ha demostrado ser 'util a la hora de desarrollar servicios cuya interacci'on es no molesta. Por otra parte, la adaptaci'on de la interacci'on en base al nivel de molestia se ha puesto en pr'actica con usuarios para evaluar su satisfacci'on con el sistema y su experiencia de usuario. Esta validaci'on ha desvelado la importancia de considerar los aspectos de molestia en el proceso de adaptaci'on de la interacci'on para ayudar a mejorar la experiencia de usuario. / In Ubiquitous Computing environments, people are surrounded by a lot of embedded services. Since ubiquitous devices, such as mobile phones, have become a key part of our everyday life, they enable users to be always connected to the environment and interact with it. However, unlike traditional desktop interactions where users are used to request for information or input data, ubiquitous interactions have to face with variable user¿s environment, making demands on one of the most valuable resources of users: human attention. A challenge in the Ubiquitous Computing paradigm is regulating the request for user¿s attention. That is, service interactions should behave in a considerate manner by taking into account the degree in which each service intrudes the user¿s mind (i.e., the obtrusiveness degree). In order to prevent service behavior from becoming overwhelming, this work, based on Model Driven Engineering foundations and the Considerate Computing principles, is devoted to design and develop services that adapt their interactions according to user¿s attention. The main goal of the present thesis is to introduce considerate adaptation capabilities in ubiquitous services to provide non-disturbing interactions. We achieve this by means of a systematic method that covers from the services¿ design to their implementation and later adaptation of interaction at runtime / Gil Pascual, M. (2013). Adapting Interaction Obtrusiveness: Making Ubiquitous Interactions Less Obnoxious. A Model Driven Engineering approach [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31660

[ES] El aprendizaje automático (ML por sus siglas en inglés) es conocido como la rama de la inteligencia artificial que reúne algoritmos estadísticos, probabilísticos y de optimización, que aprenden empíricamente. ML puede aprovechar el conocimiento y la experiencia que se han generado durante años en las empresas para realizar automáticamente diferentes procesos. Por lo tanto, ML se ha aplicado a diversas áreas de investigación, que estudian desde la medicina hasta la ingeniería del software. De hecho, en el campo de la ingeniería del software, el mantenimiento y la evolución de un sistema abarca hasta un 80% de la vida útil del sistema. Las empresas, que se han dedicado al desarrollo de sistemas software durante muchos años, han acumulado grandes cantidades de conocimiento y experiencia. Por lo tanto, ML resulta una solución atractiva para reducir sus costos de mantenimiento aprovechando los recursos acumulados. Específicamente, la Recuperación de Enlaces de Trazabilidad, la Localización de Errores y la Ubicación de Características se encuentran entre las tareas más comunes y relevantes para realizar el mantenimiento de productos software. Para abordar estas tareas, los investigadores han propuesto diferentes enfoques. Sin embargo, la mayoría de las investigaciones se centran en métodos tradicionales, como la indexación semántica latente, que no explota los recursos recopilados. Además, la mayoría de las investigaciones se enfocan en el código, descuidando otros artefactos de software como son los modelos. En esta tesis, presentamos un enfoque basado en ML para la recuperación de fragmentos en modelos (FRAME). El objetivo de este enfoque es recuperar el fragmento del modelo que realiza mejor una consulta específica. Esto permite a los ingenieros recuperar el fragmento que necesita ser trazado, reparado o ubicado para el mantenimiento del software. Específicamente, FRAME combina la computación evolutiva y las técnicas ML. En FRAME, un algoritmo evolutivo es guiado por ML para extraer de manera eficaz distintos fragmentos de un modelo. Estos fragmentos son posteriormente evaluados mediante técnicas ML. Para aprender a evaluarlos, las técnicas ML aprovechan el conocimiento (fragmentos recuperados de modelos) y la experiencia que las empresas han generado durante años. Basándose en lo aprendido, las técnicas ML determinan qué fragmento del modelo realiza mejor una consulta. Sin embargo, la mayoría de las técnicas ML no pueden entender los fragmentos de los modelos. Por lo tanto, antes de aplicar las técnicas ML, el enfoque propuesto codifica los fragmentos a través de una codificación ontológica y evolutiva. En resumen, FRAME está diseñado para extraer fragmentos de un modelo, codificarlos y evaluar cuál realiza mejor una consulta específica. El enfoque ha sido evaluado a partir de un caso real proporcionado por nuestro socio industrial (CAF, un proveedor internacional de soluciones ferroviarias). Además, sus resultados han sido comparados con los resultados de los enfoques más comunes y recientes. Los resultados muestran que FRAME obtuvo los mejores resultados para la mayoría de los indicadores de rendimiento, proporcionando un valor medio de precisión igual a 59.91%, un valor medio de exhaustividad igual a 78.95%, una valor-F medio igual a 62.50% y un MCC (Coeficiente de Correlación Matthews) medio igual a 0.64. Aprovechando los fragmentos recuperados de los modelos, FRAME es menos sensible al conocimiento tácito y al desajuste de vocabulario que los enfoques basados en información semántica. Sin embargo, FRAME está limitado por la disponibilidad de fragmentos recuperados para llevar a cabo el aprendizaje automático. Esta tesis presenta una discusión más amplia de estos aspectos así como el análisis estadístico de los resultados, que evalúa la magnitud de la mejora en comparación con los otros enfoques. / [CAT] L'aprenentatge automàtic (ML per les seues sigles en anglés) és conegut com la branca de la intel·ligència artificial que reuneix algorismes estadístics, probabilístics i d'optimització, que aprenen empíricament. ML pot aprofitar el coneixement i l'experiència que s'han generat durant anys en les empreses per a realitzar automàticament diferents processos. Per tant, ML s'ha aplicat a diverses àrees d'investigació, que estudien des de la medicina fins a l'enginyeria del programari. De fet, en el camp de l'enginyeria del programari, el manteniment i l'evolució d'un sistema abasta fins a un 80% de la vida útil del sistema. Les empreses, que s'han dedicat al desenvolupament de sistemes programari durant molts anys, han acumulat grans quantitats de coneixement i experiència. Per tant, ML resulta una solució atractiva per a reduir els seus costos de manteniment aprofitant els recursos acumulats. Específicament, la Recuperació d'Enllaços de Traçabilitat, la Localització d'Errors i la Ubicació de Característiques es troben entre les tasques més comunes i rellevants per a realitzar el manteniment de productes programari. Per a abordar aquestes tasques, els investigadors han proposat diferents enfocaments. No obstant això, la majoria de les investigacions se centren en mètodes tradicionals, com la indexació semàntica latent, que no explota els recursos recopilats. A més, la majoria de les investigacions s'enfoquen en el codi, descurant altres artefactes de programari com són els models. En aquesta tesi, presentem un enfocament basat en ML per a la recuperació de fragments en models (FRAME). L'objectiu d'aquest enfocament és recuperar el fragment del model que realitza millor una consulta específica. Això permet als enginyers recuperar el fragment que necessita ser traçat, reparat o situat per al manteniment del programari. Específicament, FRAME combina la computació evolutiva i les tècniques ML. En FRAME, un algorisme evolutiu és guiat per ML per a extraure de manera eficaç diferents fragments d'un model. Aquests fragments són posteriorment avaluats mitjançant tècniques ML. Per a aprendre a avaluar-los, les tècniques ML aprofiten el coneixement (fragments recuperats de models) i l'experiència que les empreses han generat durant anys. Basant-se en l'aprés, les tècniques ML determinen quin fragment del model realitza millor una consulta. No obstant això, la majoria de les tècniques ML no poden entendre els fragments dels models. Per tant, abans d'aplicar les tècniques ML, l'enfocament proposat codifica els fragments a través d'una codificació ontològica i evolutiva. En resum, FRAME està dissenyat per a extraure fragments d'un model, codificar-los i avaluar quin realitza millor una consulta específica. L'enfocament ha sigut avaluat a partir d'un cas real proporcionat pel nostre soci industrial (CAF, un proveïdor internacional de solucions ferroviàries). A més, els seus resultats han sigut comparats amb els resultats dels enfocaments més comuns i recents. Els resultats mostren que FRAME va obtindre els millors resultats per a la majoria dels indicadors de rendiment, proporcionant un valor mitjà de precisió igual a 59.91%, un valor mitjà d'exhaustivitat igual a 78.95%, una valor-F mig igual a 62.50% i un MCC (Coeficient de Correlació Matthews) mig igual a 0.64. Aprofitant els fragments recuperats dels models, FRAME és menys sensible al coneixement tàcit i al desajustament de vocabulari que els enfocaments basats en informació semàntica. No obstant això, FRAME està limitat per la disponibilitat de fragments recuperats per a dur a terme l'aprenentatge automàtic. Aquesta tesi presenta una discussió més àmplia d'aquests aspectes així com l'anàlisi estadística dels resultats, que avalua la magnitud de la millora en comparació amb els altres enfocaments. / [EN] Machine Learning (ML) is known as the branch of artificial intelligence that gathers statistical, probabilistic, and optimization algorithms, which learn empirically. ML can exploit the knowledge and the experience that have been generated for years to automatically perform different processes. Therefore, ML has been applied to a wide range of research areas, from medicine to software engineering. In fact, in software engineering field, up to an 80% of a system's lifetime is spent on the maintenance and evolution of the system. The companies, that have been developing these software systems for a long time, have gathered a huge amount of knowledge and experience. Therefore, ML is an attractive solution to reduce their maintenance costs exploiting the gathered resources. Specifically, Traceability Link Recovery, Bug Localization, and Feature Location are amongst the most common and relevant tasks when maintaining software products. To tackle these tasks, researchers have proposed a number of approaches. However, most research focus on traditional methods, such as Latent Semantic Indexing, which does not exploit the gathered resources. Moreover, most research targets code, neglecting other software artifacts such as models. In this dissertation, we present an ML-based approach for fragment retrieval on models (FRAME). The goal of this approach is to retrieve the model fragment which better realizes a specific query in a model. This allows engineers to retrieve the model fragment, which must be traced, fixed, or located for software maintenance. Specifically, the FRAME approach combines evolutionary computation and ML techniques. In the FRAME approach, an evolutionary algorithm is guided by ML to effectively extract model fragments from a model. These model fragments are then assessed through ML techniques. To learn how to assess them, ML techniques takes advantage of the companies' knowledge (retrieved model fragments) and experience. Then, based on what was learned, ML techniques determine which model fragment better realizes a query. However, model fragments are not understandable for most ML techniques. Therefore, the proposed approach encodes the model fragments through an ontological evolutionary encoding. In short, the FRAME approach is designed to extract model fragments, encode them, and assess which one better realizes a specific query. The approach has been evaluated in our industrial partner (CAF, an international provider of railway solutions) and compared to the most common and recent approaches. The results show that the FRAME approach achieved the best results for most performance indicators, providing a mean precision value of 59.91%, a recall value of 78.95%, a combined F-measure of 62.50%, and a MCC (Matthews correlation coefficient) value of 0.64. Leveraging retrieved model fragments, the FRAME approach is less sensitive to tacit knowledge and vocabulary mismatch than the approaches based on semantic information. However, the approach is limited by the availability of the retrieved model fragments to perform the learning. These aspects are further discussed, after the statistical analysis of the results, which assesses the magnitude of the improvement in comparison to the other approaches. / Marcén Terraza, AC. (2020). Design of a Machine Learning-based Approach for Fragment Retrieval on Models [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/158617

Tesis por compendio / [ES] La investigación desarrollada en esta tesis representa un marco novedoso para capturar requisitos de usabilidad durante el desarrollo de un sistema software. Estos requisitos, están representados como alternativas de diseños de Interfaces de Usuario (IU). El objetivo es desarrollar un proceso de captura de requisitos de usabilidad basado en entrevistas estructuradas con el apoyo de una herramienta que ayude a resolver problemas como: (1) la omisión de la usabilidad desde las primeras etapas de desarrollo, en general, las características de usabilidad solo se tienen en cuenta al diseñar las interfaces en las últimas etapas de desarrollo; (2) resulta tedioso la captura de requisitos para analistas que no son expertos en usabilidad; (3) los métodos y herramientas que se utilizan para desarrollar software no admiten la elicitación de requisitos de usabilidad. A partir de estos problemas encontrados en la literatura se definen las preguntas de investigación: ¿Es posible capturar requisitos de usabilidad en etapas iniciales de desarrollo al mismo tiempo que los requisitos funcionales? Para responder a esta pregunta, la tesis ha definido un método de elicitación de requisitos de usabilidad llamado UREM (por sus siglas en inglés, Usability Requirements Elicitation Method) y ha propuesto un método para tratarlo dentro de entornos MDD. El desarrollo de este trabajo de investigación se ha llevado a cabo siguiendo la metodología Design Science. Esta metodología considera dos ciclos: el primer ciclo es un ciclo de ingeniería en el que se diseña un método para incluir requisitos de usabilidad durante el proceso de elicitación de requisitos. El segundo ciclo corresponde a la validación del método propuesto mediante una evaluación empírica dentro de un contexto académico. La propuesta de captura de requisitos de usabilidad mediante UREM consiste en la definición de una estructura de un árbol donde las guías de usabilidad y las guías de diseño de IU están almacenadas. El árbol se define como un grafo conectado sin ciclos y una raíz; compuesto de 4 elementos: pregunta, respuesta, grupo de preguntas y diseño. Las preguntas y las alternativas de diseño (respuestas) son extraídas de las guías de usabilidad y de diseño, y marcan el camino por el cual el analista navega hasta llegar a los nodos hoja que son los diseños de la interfaz de usuario que se han alcanzado durante el proceso de captura de requisitos de usabilidad. Son los usuarios finales quienes eligen la alternativa más adecuada dependiendo de sus requisitos y/o siguiendo las recomendaciones ya preestablecidas en la estructura del árbol. La construcción del árbol la lleva a cabo un experto en usabilidad y puede ser utilizado en reiteradas ocasiones, generando así diversas alternativas de diseño de interfaz de usuario. La tesis presenta el trabajo relacionado en tres áreas: elicitación de requisitos de usabilidad, uso de guías de usabilidad e ingeniería empírica de software. / [CA] La investigació desenvolupada en aquesta tesi representa un marc nou per a capturar requisits d'usabilitat durant el desenvolupament d'un sistema programari. Aquests requisits, estan representats com a alternatives de dissenys d'Interfícies d'Usuari (IU). L'objectiu és desenvolupar un procés de captura de requisits d'usabilitat basat en entrevistes estructurades amb el suport d'una eina que ajude a resoldre problemes com: (1) l'omissió de la usabilitat des de les primeres etapes de desenvolupament, en general, les característiques d'usabilitat només es tenen en compte en dissenyar les interfícies en les últimes etapes de desenvolupament; (2) resulta tediós la captura de requisits per a analistes que no són experts en usabilitat; (3) els mètodes i eines que s'utilitzen per a desenvolupar programari no admeten l'elicitació de requisits d'usabilitat. A partir d'aquests problemes trobats en la literatura es defineixen les preguntes d'investigació: És possible capturar requisits d'usabilitat en etapes inicials de desenvolupament al mateix temps que els requisits funcionals? Per a respondre a aquesta pregunta, la tesi ha definit un mètode d'elicitació de requisits d'usabilitat anomenat UREM (per les seues sigles en anglés, Usability Requirements Elicitation Method) i ha proposat un mètode per a tractar-lo dins d'entorns MDD. El desenvolupament d'aquest treball de recerca s'ha dut a terme seguint la metodologia Design Science. Aquesta metodologia considera dos cicles: el primer cicle és un cicle d'enginyeria en el qual es dissenya un mètode per a incloure requisits d'usabilitat durant el procés d' elicitació de requisits. El segon cicle correspon a la validació del mètode proposat mitjançant una avaluació empírica dins d'un context acadèmic. La proposta de captura de requisits d'usabilitat mitjançant UREM consisteix en la definició d'una estructura d'un arbre on les guies d'usabilitat i les guies de disseny d'IU estan emmagatzemades. L'arbre es defineix com un graf connectat sense cicles i una arrel; compost de 4 elements: pregunta, resposta, grup de preguntes i disseny. Les preguntes i les alternatives de disseny (respostes) són extretes de les guies d'usabilitat i de disseny, i marquen el camí pel qual l'analista navega fins a arribar als nodes fulla que són els dissenys de la interfície d'usuari que s'han aconseguit durant el procés de captura de requisits d'usabilitat. Són els usuaris finals els qui trien l'alternativa més adequada depenent dels seus requisits i/o seguint les recomanacions ja preestablides en l'estructura de l'arbre. La construcció de l'arbre la duu a terme un expert en usabilitat i pot ser utilitzat en reiterades ocasions, generant així diverses alternatives de disseny d'interfície d'usuari. La tesi presenta el treball relacionat en tres àrees: elicitació de requisits d'usabilitat, ús de guies d'usabilitat i enginyeria empírica de programari. / [EN] The research developed in this thesis represents a novel framework for capturing usability requirements during the development of a software system. These requirements are represented as alternative User Interface (UI) designs. The objective is to develop a usability requirements capture process based on structured interviews with the support of a tool that helps solve problems such as: (1) the omission of usability from the early stages of development, in general, the characteristics of Usability is only taken into account when designing interfaces in the later stages of development; (2) it is tedious to capture requirements for analysts who are not usability experts; (3) the methods and tools used to develop software do not support the elicitation of usability requirements. Based on these problems found in the literature, the research questions are defined: Is it possible to capture usability requirements in initial stages of development at the same time as functional requirements? To answer this question, the thesis has defined a usability requirements elicitation method called UREM (Usability Requirements Elicitation Method) and has proposed a method to treat it within MDD environments. The development of this research work has been carried out following the Design Science methodology. This methodology considers two cycles: the first cycle is an engineering cycle in which a method is designed to include usability requirements during the requirements elicitation process. The second cycle corresponds to the validation of the proposed method through an empirical evaluation within an academic context. The proposal to capture usability requirements through UREM consists of the definition of a tree structure where the usability guides and UI design guides are stored. The tree is defined as a connected graph without cycles and a root; composed of 4 elements: question, answer, group of questions and design. The questions and design alternatives (answers) are extracted from the usability and design guides, and mark the path along which the analyst navigates until reaching the leaf nodes, which are the user interface designs that have been achieved. during the usability requirements capture process. It is the end users who choose the most appropriate alternative depending on their requirements and/or following the recommendations already pre-established in the tree structure. The construction of the tree is carried out by a usability expert and can be used repeatedly, thus generating various user interface design alternatives. The thesis presents related work in three areas: usability requirements elicitation, use of usability guides, and empirical software engineering. / This work has been developed with the support of MICINN (PROS-Req TIN2010-19130-C02- 02), UV (UV-INV-PRECOMP13-115032), GVA (ORCA PROMETEO/2009/015), and cofinanced with ERDF. We also acknowledge the support of the Intra European Marie Curie Fellowship Grant 50911302 PIEF-2010. We acknowledge also the support from the National University of San Antonio Abad of Cusco under the program Yachayninchis Wiñarinanpaq CONCYTEC and FONDECYT, the support of Generalitat Valenciana with CoMoDID (CIPROM/2021/023) and GENI (CIAICO/2022/229), as well as the support of the Spanish Ministry of Science and Innovation co-financed by FEDER in the project SREC (PID2021-123824OB-I00) / Ormeño Ayala, YI. (2023). Marco para la captura de requisitos de usabilidad en entornos de MDD [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202630 / Compendio

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 wilane_mestrado.pdf: 4461079 bytes, checksum: da62fa9aebf506f095f41942a579aecc (MD5) Previous issue date: 2010-04-16 / Building and maintaining a Graphical User Interface (GUI) for Enterprise Information Systems usually requires much Software Engineering staff time and effort. This paper describes a model-driven approach to create dynamically and manage these GUIs. In this approach, the Software Engineer designs conceptual models of the information system using object-oriented meta-models. A set of predefined mapping rules is applied to automatically transform and refine the conceptual models in order to generate, in runtime, the look and feel of the GUI, without source code creation. This improves the software usability, assuring consistency and homogeneity of the GUI, increases the productivity of the software engineering staff and simplifies maintenance. In our experiments we have observed an average productivity fifteen times higher than traditional methods of GUI development. / Construir e manter uma Interface Gráfica com Usuário (GUI) para Sistemas de Informação (SI) demanda muito tempo e esforço da equipe de Engenharia de Software. Esta dissertação descreve uma abordagem dirigida por modelos para criar dinamicamente e gerenciar essas interfaces. Nessa abordagem, o Engenheiro de Software projeta um modelo conceitual do sistema de informação usando um meta-modelo orientado a objetos. Um conjunto de regras de mapeamento predefinidas é aplicado para refinar e transformar o modelo conceitual do SI, gerando, em tempo de execução, a sua interface gráfica, com aparência e comportamentos específicos. Esse mecanismo melhora a usabilidade do software, assegurando consistência e homogeneidade das GUIs, aumenta a produtividade da equipe de Engenharia de Software e simplifica a manutenção do SI. Nos experimentos realizados foi observada uma média de produtividade quinze vezes maior do que os métodos tradicionais no desenvolvimento de GUIs.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Carlos Cesar.pdf: 5267302 bytes, checksum: 26bac06a2f7777c938fb717c801f59cd (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this thesis, an approach based on Set Theory and on the Z Formal Language Specification is presented to formalize the transformations between models in the context of Model Driven Engineering (MDE). The motivation for this research is justified due the ambiguities and inconsistencies present in the models of transformation used to abstract the model transformation process in the MDE context. The precision absence in these the models lead the user to misinterpret complex structures present in the mapping of the source model elements to the target model elements. In this context, we proposed to develop a formal methodology that eliminates the ambiguities and inconsistencies present in the informal representations of model transformation in MDE. To solve this problem, a Formal and Conceptual Framework is developed that groups the elements involved in the process of transformation, represented by mathematical artifacts from the Set Theory and specified on Z language. This Framework is validated through a case study that contains complex transformations, tested on the mathematical proof tool Z/EVES, which supports statements made in Z language. / Nesta dissertação, apresenta-se uma abordagem baseada na Teoria dos Conjuntos e na Linguagem de Especificação Formal Z para formalizar a Transformação entre Modelos dentro do contexto da Engenharia Dirigida a Modelos (MDE). A motivação desta pesquisa se deu devido a constatação de que a literatura sobre MDE tem apresentado ambiguidades e inconsistências nos modelos utilizados para abstrair o processo de transformação de modelos no contexto da MDE. Esta falta de precisão nestes tipos de modelos leva o usuário a interpretar de forma errada estruturas complexas presentes no mapeamento de elementos do modelo fonte para o modelo alvo. Sendo assim, propõe-se desenvolver uma metodologia formal que elimine as ambiguidades e inconsistências presentes nas representações informais da transformação de modelos da MDE. Para solucionar este problema, desenvolveu-se um Framework Conceitual Formal que agrupa os elementos envolvidos no processo de transformação, onde estes são representados através de artefatos matemáticos da Teoria dos Conjuntos e especificados em linguagem Z. Este Framework é validado através de um estudo de caso que contêm transformações, testadas na ferramenta de prova matemática Z/EVES, que suporta declarações feitas em linguagem Z.

[ES] Entre los grandes desafíos actuales de las aplicaciones Web podemos citar la portabilidad, adaptabilidad y evolución. Estos desafíos se dan tanto en el ambiente en que operan así como en su desarrollo, ya que a menudo requieren de diferentes lenguajes, frameworks, herramientas, entornos, plataformas, etc. El Desarrollo Dirigido por Modelos (MDD) y en particular, la Arquitectura Dirigida por Modelos (MDA) contemplan estos desafíos proponiendo distintos niveles de abstracción para las diferentes fases de modelado, partiendo de modelos más orientados al problema, que no deberían contemplar aspectos de implementación (CIM, PIM), hasta llegar a los modelos más orientados a la solución planteada (PSM, ISM). Sin embargo, encarar adecuadamente este tema puede depender del grado de independencia que adquieren los modelos. Este trabajo de Tesis presenta un método que considera el problema de la evolución y portabilidad hacia diferentes entornos o arquitecturas en el diseño y desarrollo de aplicaciones Web. La propuesta se denomina MoWebA (del inglés, Model Oriented Web Approach). Durante el desarrollo de la tesis, hemos identificado una serie de aspectos que podrían tener un impacto positivo sobre los problemas de portabilidad y adaptabilidad que son: i) incorporación de un modelo específico de la arquitectura ASM (del inglés, Architecture Specific Model), que permita la portabilidad de los PIMs con respecto a la arquitectura (por ejemplo, RIA, SOA, Mobile); ii) clara separación de la capa de presentación con respecto a las capas navegacionales y de comportamiento; iii) definición de la estructura navegacional de acuerdo a un mecanismo orientado al comportamiento, que prevenga la modificación del diseño navegacional causada por cambios en la implementación; iv) uso de estándares para facilitar la independencia de las herramientas. Se ha llevado a cabo una revisión del estado de la literatura teniendo en cuenta los fundamentos de la Ingeniería Dirigida por Modelos MDE (Model Driven Engineering), las propuestas metodológicas para el desarrollo de Aplicaciones Web, las tendencias actuales, analizando en forma especial de qué manera las propuestas Web las contemplan, y las evidencias empíricas tanto en la academia como en la Industria. Presentamos así la propuesta MoWebA a partir de una serie de consideraciones sobre las aplicaciones Web que han sido identificadas durante el proceso de revisión del estado del arte. Posteriormente, detallamos cada una de las etapas del proceso de modelado, incluyendo los diagramas y notaciones propuestos, sus definiciones a través de sus metamodelos y ejemplos de uso. Seguidamente, presentamos el proceso de transformación adoptado por MoWebA, con los mecanismos de transformación Modelo-A-Modelo y Modelo-A-Código. Hemos dedicado un importante esfuerzo en la validación de la propuesta. Se realizó una primera validación, adoptando los modelos de MoWebA y en algunos casos generando aplicaciones para diferentes dominios. Con estas primeras experiencias de validación hemos podido identificar fortalezas y debilidades de la propuesta PIM de MoWebA, además de determinar en qué grado la misma cubre las necesidades de diferentes dominios. Como segunda experiencia, hemos realizado una validación preliminar con un grupo de estudiantes de último año de la carrera de Ingeniería Informática de la Universidad Católica "Nuestra Señora de la Asunción" (Paraguay), que consistió en la definición de ASM para tres arquitecturas diferentes. Finalmente, como tercera experiencia de validación, hemos llevado a cabo un Caso de Estudio que consistió en la definición de tres extensiones para MoWebA. Dicha validación fue desarrollada como parte de un proyecto de investigación liderado por la Universidad Católica "Nuestra Señora de la Asunción". La experiencia ha permitido analizar el grado de adaptabilidad de MoWebA y automatización en las transformacinoes PIM-ASM, así como el grado de independiencia del PIM. / [CA] Entre els grans desafiaments actuals de les aplicacions Web podem citar la portabilitat, adaptabilitat i evolució. El Desenvolupament Dirigit per Models (MDD) contemple aquests desafiaments proposant diferents nivells d'abstracció per a les diferents fases de modelatge. No obstant això, encarar adequadament aquest tema pot dependre del grau d'independència que adquireixen els models. Aquest treball de Tesi presenta un mètode que considera el problema de l'evolució i la portabilitat, en diferents entorns o arquitectures, per al disseny i desenvolupament d'aplicacions Web. La proposta s'anomena MoWebA (Model Oriented Web Approach). Durant el desenvolupament de la tesi hem identificat una sèrie d'aspectes que podrien tenir un impacte positiu sobre els problemes de portabilitat i adaptabilitat. Aquestos són: i) la incorporació d'un model específic d'arquitectura ASM (Architecture Specific Model), que permet la portabilitat dels models PIM respecte a l'arquitectura (per exemple, RIA, SOA, Mobile); ii) la clara separació de la capa de presentació respecte a les capes navegacionals i de comportament; iii) la definició de l'estructura navegacional d'acord amb un mecanisme orientat al comportament, que restringisca la modificació del disseny navegacional causada per canvis en la implementació; i per últim, iv) l'ús d'estàndards per tal de facilitar la independència de les eines. S'ha realitzat una revisió de l'estat de la literatura considerant els fonaments de l'Enginyeria Dirigida per Models MDE (Model Driven Engineering), les propostes metodològiques per al desenvolupament d'Aplicacions Web, les tendències actuals (analitzant de forma especial la manera en que les propostes Web les consideren), i les evidències empíriques tant en l'acadèmia com en la Indústria. Presentem així la proposta MoWebA a partir d'una sèrie de consideracions sobre les aplicacions Web que són identificades durant el procés de revisió de l'estat de l'art. Posteriorment, detallem cadascuna de les etapes del procés de modelatge, incloent els diagrames i les notacions proposades, les seues definicions (a través dels seus metamodels), i alguns exemples d'ús. Seguidament, presentem el procés de transformació adoptat per MoWebA, emprant mecanismes de transformació Model-a-Model i Model-a-Codi. Hem dedicat un esforç considerable en la validació de la proposta. Es realitzà una primera validació adoptant els models de MoWebA, i en alguns casos es generaren aplicacions per a diferents dominis. Aquestes experiències van ser realitzades per modeladors amb poca experiència, així com també per modeladors i desenvolupadors experimentats. Les experiències van ser desenvolupades en ambients tant acadèmics com industrials. Amb aquestes primeres experiències de validació s'identificaren fortaleses i febleses de la proposta PIM de MoWebA. També permeteren determinar fins quin grau la proposta respon a les necessitats dels diferents dominis. Com a segona experiència es realitzà una validació preliminar amb un grup d'estudiants d'últim curs de la carrera d'Enginyeria Informàtica de la Universitat Catòlica "Nuestra Señora de la Asunción" (Paraguai), que va consistir en la definició del model d'arquitectura ASM per a tres arquitectures diferents. Amb aquesta segona experiència de validació s'aconseguí valorar com de factible és d'adaptar la proposta a altres arquitectures. Finalment, com a tercera experiència de validació, es dugué a terme un Cas d'Estudi que va consistir en la definició de tres extensions per a MoWebA. L'experiència permeté analitzar el grau d'adaptabilitat i d'automatització en les transformacions PIM-ASM que s'obté amb MoWebA, així com el grau de independència del PIM amb respecte als altres models. Durant aquesta validació, s'han realitzat a més experiències de satisfacció d'usuaris amb un grup de modeladors i desenvolupadors. / [EN] Some of the major challenges facing Web applications today are those of portability, adaptability and evolution, not only in the environment in which they run, but also in the way in which they must be developed, often requiring different languages, frameworks, tools, environments, platforms, etc. MDD and MDA take into account these issues. However, to achieve portability, adaptability and evolution depends to some extent on the degree of independence that the models adopt. This Thesis presents a method that take into account the problem of evolution and portability towards different environments. The approach is called MoWebA (Model Oriented Web Approach). Some key aspects of MoWebA that could have a positive impact in the portability and adaptability are:i) incorporation of an Architecture Specific Model (ASM) as a new modeling layer, in order to keep the portability of the Platform Independent Model (PIM) regarding the different architectures (e.g., RIA, SOA, Mobile); ii) clear separation of the presentation layer with regard to the navigation and behavior layers; iii) definition of the navigational structure according to a function-oriented approach, which prevents the modification of the navigation design caused by implementation changes; iv) and use of standards in order to facilitate the independence from the tools. We justify MoWebA by highlighting a series of concerns for Web applications development. We present an overview of the method including the dimensions and the diagrams that we propose. Subsequently, we present each step in the modeling process, including the diagrams and notation, its definition (metamodels) and examples of use. Afterwards, we present the transformation process adopted by MoWebA, which includes model-to-model and model-to-code transformations. We have devoted special attention to the validation of the approach. As a first validation, MoWebA has been used for modelling and generating different types of applications by both novice and experienced modellers and developers. These experiences were done in academic and industrial contexts. The experiences have allowed to identify strengths and weaknesses of the PIM proposal, and to verify that the proposed notation covers the needs of different domains. Next, we present a preliminary validation of the ASM proposal, considering an experience of different ASM definitions made by a group of computer science students at the Catholic University "Nuestra Señora de la Asunción" (Paraguay). This preliminary validation has allowed us to determine how feasible is to adapt the proposal to other architectures. The analysis of the validation sought to answer the following questions: Can the same PIM model be used for different architectures?; Is it possible to specify clear limits between platform independent models (PIM) and architectural specific models (ASM)?; How does an architectural specific model facilitate the transformation rules definition?. Finally, we present a Case Study to validate the extensions of MoWebA to three different architectures. The experience was structured taking into account the framework of Runeson et al. This experience have allowed to carry out three complete extensions. In such extensions we could analysed the grade of adaptability of MoWebA and of automation PIM-ASM, as well as the grade of independence of the PIM metamodel. We have also conducted some user's satisfaction experiences with modelers and developers. / González Toñánez, M. (2022). A Navigational Role-Centric Model Oriented Web Approach MoWebA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181470

La transformation de modèles consiste à transformer un modèle source en un modèle cible conformément à des méta-modèles source et cible. Nous distinguons deux types de transformations. La première est exogène où les méta-modèles source et cible représentent des formalismes différents et où tous les éléments du modèle source sont transformés. Quand elle concerne un même formalisme, la transformation est endogène. Ce type de transformation nécessite généralement deux étapes : l’identification des éléments du modèle source à transformer, puis la transformation de ces éléments. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons trois principales contributions liées à ces problèmes de transformation. La première contribution est l’automatisation des transformations des modèles. Nous proposons de considérer le problème de transformation comme un problème d'optimisation combinatoire où un modèle cible peut être automatiquement généré à partir d'un nombre réduit d'exemples de transformations. Cette première contribution peut être appliquée aux transformations exogènes ou endogènes (après la détection des éléments à transformer). La deuxième contribution est liée à la transformation endogène où les éléments à transformer du modèle source doivent être détectés. Nous proposons une approche pour la détection des défauts de conception comme étape préalable au refactoring. Cette approche est inspirée du principe de la détection des virus par le système immunitaire humain, appelée sélection négative. L’idée consiste à utiliser de bonnes pratiques d’implémentation pour détecter les parties du code à risque. La troisième contribution vise à tester un mécanisme de transformation en utilisant une fonction oracle pour détecter les erreurs. Nous avons adapté le mécanisme de sélection négative qui consiste à considérer comme une erreur toute déviation entre les traces de transformation à évaluer et une base d’exemples contenant des traces de transformation de bonne qualité. La fonction oracle calcule cette dissimilarité et les erreurs sont ordonnées selon ce score. Les différentes contributions ont été évaluées sur d’importants projets et les résultats obtenus montrent leurs efficacités. / Model transformations take as input a source model and generate as output a target model. The source and target models conform to given meta-models. We distinguish between two transformation categories. Exogenous transformations are transformations between models expressed using different languages, and the whole source model is transformed. Endogenous transformations are transformations between models expressed in the same language. For endogenous transformations, two steps are needed: identifying the source model elements to transform and then applying the transformation on them. In this thesis, we propose three principal contributions. The first contribution aims to automate model transformations. The process is seen as an optimization problem where different transformation possibilities are evaluated and, for each possibility, a quality is associated depending on its conformity with a reference set of examples. This first contribution can be applied to exogenous as well as endogenous transformation (after determining the source model elements to transform). The second contribution is related precisely to the detection of elements concerned with endogenous transformations. In this context, we present a new technique for design defect detection. The detection is based on the notion that the more a code deviates from good practice, the more likely it is bad. Taking inspiration from artificial immune systems, we generate a set of detectors that characterize the ways in which a code can diverge from good practices. We then use these detectors to determine how far the code in the assessed systems deviates from normality. The third contribution concerns transformation mechanism testing. The proposed oracle function compares target test cases with a base of examples containing good quality transformation traces, and assigns a risk level based on the dissimilarity between the two. The traces help the tester understand the origin of an error. The three contributions are evaluated with real software projects and the obtained results confirm their efficiencies.

Une entreprise doit être capable de décrire et de demeurer réactive face à un événement endogène ou exogène. Une telle flexibilité peut s'obtenir par la gestion des processus d'entreprise (Business Process Management - BPM). Lors d'une démarche BPM, différentes transformations interviennent sur les modèles de processus développés par l'analyste métier et l'expert en technologies de l'information. Un non-alignement se crée entre ces modèles hétérogènes lors de leurs manipulations : il s'agit du "fossé métier-TI" tel que décrit dans la littérature. L'objectif de notre travail est de proposer un cadre méthodologique permettant un meilleur pilotage des processus métier, afin de tendre vers un alignement systématique de leur modélisation à leur implémentation au sein du système cible. A l'aide de concepts issus de l'ingénierie d'Entreprise et des Systèmes d'Informations dirigée par les modèles et des TI, nous définissons une démarche générique assurant une cohérence intermodèle. Son rôle est de conserver et de fournir toutes les informations liées à la structure et à la sémantique des modèles. En permettant la restitution intégrale d'un modèle transformé au sens de l'ingénierie inverse, notre plateforme permet une synchronisation entre modèle d'analyse et modèle d'implémentation. Le manuscrit présente également l'adéquation possible entre l'ingénierie des procédés et le BPM à travers un point de vue multi-échelle. / A company must be able to describe and to remain responsive against endogenous or exogenous events. Such flexibility can be obtained with the Business Process Management (BPM). Through a BPM approach, different transformations operate on process models, developed by the business analyst and IT expert. A non-alignment is created between these heterogeneous models during their manipulation: this is the "business-IT gap" as described in the literature. The objective of our work is to propose a methodological framework for a better management of business processes in order to reach a systematic alignment from their modelling to their implementation within the target system. Using concepts from Model-driven Enterprise and Information System engineering, we define a generic approach ensuring an intermodal consistency. Its role is to maintain and provide all information related to the model structure and semantics. By allowing a full restitution of a transformed model, in the sense of reverse engineering, our platform enables synchronization between analysis model and implementation model. The manuscript also presents the possible match between process engineering and BPM through a multi- erspective scale.

Le principal problème abordé dans cette thèse est la définition d'une nouvelle méthodologie SPL qui couvre les deux phases du processus et met l'accent sur la dérivation de modèles comportementaux des produits. Le chapitre 2 définit le cadre de cette thèse : les lignes de produits logiciels, les processus opérationnels et l'ingénierie dirigé par les modèles. Dans le chapitre 3, nous proposons une nouvelle méthodologie SPL centrée sur la dérivation de comportement des produits. Nous décrivons d'abord le courant principal de la méthodologie, et ensuite les différentes étapes. Dans le chapitre 4, nous proposons un nouveau langage spécifique domaine appelé CBPF pour la modélisation des fragments de processus opérationnels. Une approche dirigée par les modèles est suivie pour créer CBPF: syntaxe abstraite, syntaxe concrète graphique et sémantique translationnelles. Dans le chapitre 5, nous proposons plusieurs types de vérifications applicables aux fragments afin de déterminer leur justesse. Pour la vérification structurelle, est définit un ensemble des règles de cohérence qui doivent être valides pour chaque fragment réalisé avec CBPF. Pour vérifier le comportement, nous transformons d'abord les fragments dans des réseaux de Pétri équivalents. On peut alors vérifier des propriétés génériques mais aussi définir des propriétés spécifiques. Dans le chapitre 6, nous illustrons la méthodologie proposée en l'appliquant à une étude de cas à partir du domaine système de gestion de crise. Nous proposons également une suite d'outils qui supporte notre méthodologie. Le chapitre 7 décrit les améliorations possibles et les extensions aux contributions de cette thèse. Nous concluons la thèse dans le chapitre 8. / The major problem addressed in this thesis is the definition of a new SPLE methodology that covers both phases of the SPLE process and focuses on the derivation of behavioral models of SPL products. In Chapter 2 three research areas scope context of this thesis: Software Product Lines, Business Processes, and Model-Driven Engineering. Throughout Chapter 3, we propose a new SPLE methodology that focuses on the derivation of product behavior. We first describe the main flow of the methodology, and then detail the individual steps. In chapter 4 we propose a new domain specific language called CBPF created for modeling composable business process fragments. A model driven approach is followed for creating CBPF: definition of the abstract syntax, graphical concrete syntax and translational semantics. In Chapter 5 we propose several types of verifications that can be applied to business processfragments to determine their "correctness". For structural verification we definine a set of fragment consistency rules that should be valid for every business process fragment created with CBPF. To check behavioral correctness we first transform the business process fragment into an equivalent HCPN. We can then check generic properties but also define aset of fragment specific properties. In chapter 6 we exemplify the proposed SPL methodology by applying it to a case study from the crisis management system domain. We also propose a tool suite that supports our methodology. Chapter 7 describes possible improvements and extensions to the contributions of this thesis. We conclude the thesis in Chapter 8 and draw some conclusions.

Les microorganismes constituent la plus grande diversité du monde vivant. Ils jouent un rôle clef dans tous les processus biologiques grâce à leurs capacités d’adaptation et à la diversité de leurs capacités métaboliques. Le développement de nouvelles approches de génomique permet de mieux explorer les populations microbiennes. Dans ce contexte, les biopuces à ADN représentent un outil à haut débit de choix pour l'étude de plusieurs milliers d’espèces en une seule expérience. Cependant, la conception et l’analyse des biopuces à ADN, avec leurs formats de haute densité actuels ainsi que l’immense quantité de données à traiter, représentent des étapes complexes mais cruciales. Pour améliorer la qualité et la performance de ces deux étapes, nous avons proposé de nouvelles approches bioinformatiques pour la conception et l’analyse des biopuces à ADN en environnements parallèles. Ces approches généralistes et polyvalentes utilisent le calcul haute performance (HPC) et les nouvelles approches du génie logiciel inspirées de la modélisation, notamment l’ingénierie dirigée par les modèles (IDM) pour contourner les limites actuelles. Nous avons développé PhylGrid 2.0, une nouvelle approche distribuée sur grilles de calcul pour la sélection de sondes exploratoires pour biopuces phylogénétiques. Ce logiciel a alors été utilisé pour construire PhylOPDb: une base de données complète de sondes oligonucléotidiques pour l’étude des communautés procaryotiques. MetaExploArrays qui est un logiciel parallèle pour la détermination de sondes sur différentes architectures de calcul (un PC, un multiprocesseur, un cluster ou une grille de calcul), en utilisant une approche de méta-programmation et d’ingénierie dirigée par les modèles a alors été conçu pour apporter une flexibilité aux utilisateurs en fonction de leurs ressources matériel. PhylInterpret, quant à lui est un nouveau logiciel pour faciliter l’analyse des résultats d’hybridation des biopuces à ADN. PhylInterpret utilise les notions de la logique propositionnelle pour déterminer la composition en procaryotes d’échantillons métagénomiques. Enfin, une démarche d’ingénierie dirigée par les modèles pour la parallélisation de la traduction inverse d’oligopeptides pour le design des biopuces à ADN fonctionnelles a également été mise en place. / Microorganisms represent the largest diversity of the living beings. They play a crucial rôle in all biological processes related to their huge metabolic potentialities and their capacity for adaptation to different ecological niches. The development of new genomic approaches allows a better knowledge of the microbial communities involved in complex environments functioning. In this context, DNA microarrays represent high-throughput tools able to study the presence, or the expression levels of several thousands of genes, combining qualitative and quantitative aspects in only one experiment. However, the design and analysis of DNA microarrays, with their current high density formats as well as the huge amount of data to process, are complex but crucial steps. To improve the quality and performance of these two steps, we have proposed new bioinformatics approaches for the design and analysis of DNA microarrays in parallel and distributed environments. These multipurpose approaches use high performance computing (HPC) and new software engineering approaches, especially model driven engineering (MDE), to overcome the current limitations. We have first developed PhylGrid 2.0, a new distributed approach for the selection of explorative probes for phylogenetic DNA microarrays at large scale using computing grids. This software was used to build PhylOPDb: a comprehensive 16S rRNA oligonucleotide probe database for prokaryotic identification. MetaExploArrays, which is a parallel software of oligonucleotide probe selection on different computing architectures (a PC, a multiprocessor, a cluster or a computing grid) using meta-programming and a model driven engineering approach, has been developed to improve flexibility in accordance to user’s informatics resources. Then, PhylInterpret, a new software for the analysis of hybridization results of DNA microarrays. PhylInterpret uses the concepts of propositional logic to determine the prokaryotic composition of metagenomic samples. Finally, a new parallelization method based on model driven engineering (MDE) has been proposed to compute a complete backtranslation of short peptides to select probes for functional microarrays.