Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4801.pdf: 4117819 bytes, checksum: b4df67024157ee1a2c79256315a97e7d (MD5) Previous issue date: 2012-11-13 / Universidade Federal de Sao Carlos / Software development techniques continually evolve in order to improve development and maintenance processes in addition to lower costs and higher quality. The goal of MDD is to reduce the semantic distance between a problem and its solution specification. Therefore MDD focuses on high-level abstraction modeling and successive model transformations, until finally, generate code. Studies assert that model-driven development can be significantly more efficient than traditional source code-driven software development and still reduce the possibility of occurrence of several problems during the software life-cycle. Likewise, Web engineering can also be benefited by MDD adoption, especially when supported by approaches that facilitate MDD use. Web development is usually agile with frequent releases, these approaches must be flexible to adapt to this context. However, generally, the approaches proposed by the academic community have complex processes which involve many different model definitions, programming languages, plug-ins and IDEs. These features contradict the practices adopted by Web developers. This paper presents the MWDA (Model-Driven Web Applications) approach that provides a simple process to support model-driven web development. This approach does not depend on tools, technologies or plug-ins and encourage combination with other forms of reuse and development processes. Furthermore, the Ruby- MDWA was developed with Ruby language and Ruby on Rails framework support, in order to create Web applications with MDWA assistance. This tool provides a set of textual models and defines M2M and M2C transformation tools, maintaining the requirements traceability since its specification to its construction and further maintenance. In order to show the use of the approach and tool, it was performed a real study case with a software company, from São Carlos SP, where a project management system was developed. In parallel, two experiments were conducted with undergraduate students in Computer Science and Computer Engineering and a Masters in Computer Science, to evaluate the gains and limitations of the Ruby-MDWA tool. / As técnicas de desenvolvimento de software evoluem continuamente com a finalidade de melhorar processos de construção e manutenção de software, além de obter ganhos em tempo, custo e qualidade. O objetivo do MDD é reduzir a distância semântica entre um problema e a especificação de sua solução. Para isso, MDD tem enfoque na modelagem de alto nível de abstração e em sucessivos refinamentos dos modelos construídos em artefatos mais detalhados, até enfim, gerar código. Há afirmações de que o desenvolvimento orientado a modelos pode ser significativamente mais eficiente que o desenvolvimento tradicional guiado por código fonte, além de reduzir a possibilidade de ocorrência de uma série de problemas durante o ciclo de vida do software. Da mesma forma, a engenharia de aplicações Web também pode ser beneficiada pela adoção de MDD, em especial com o apoio de abordagens que facilitem sua utilização. Como o desenvolvimento de aplicações Web comumente é ágil e com publicações freqüentes, essas abordagens devem ser flexíveis para que se adaptem a esse contexto. Entretanto, em geral, as abordagens propostas pela comunidade acadêmica apresentam processos complexos que envolvem diversos modelos, linguagens de programação, plug-ins e ambientes de programação. Essas características contrariam as práticas aprovadas pelos desenvolvedores Web. Esta dissertação apresenta a abordagem MDWA (Model-Driven Web Applications) que fornece um processo simples para desenvolvimento de software Web com apoio de MDD. A abordagem não depende de ferramentas, tecnologias ou plug-ins e estimula a combinação com outras formas de reuso e processos de desenvolvimento. Além disso, foi construída uma ferramenta, denominada Ruby-MDWA, baseada na linguagem Ruby e no framework Ruby on Rails destinada à criação de aplicações Web com auxílio da abordagem MDWA. Essa ferramenta fornece um conjunto de quatro modelos textuais e define transformadores M2M e M2C, que mantém a rastreabilidade de um requisito desde sua especificação até sua construção e posterior manutenção. Para mostrar o uso da abordagem e da ferramenta, foi realizado um estudo de caso real em conjunto com uma empresa de software de São Carlos SP, onde um sistema de gerenciamento de projetos foi desenvolvido. De forma paralela, foram conduzidos dois experimentos com alunos de graduação em Bacharelado em Ciência da Computação e Engenharia de Computação e mestrado em computação da UFSCar, visando avaliar os ganhos e as limitações da ferramenta Ruby-MDWA.

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.

Requirements Engineering (ER) has an important role in Software Engineering for being an early stage of the software development process. ER serves as the basis for implementation of other activities, contributing decisively to the quality of the final software product. Requirements Elicitation process is among the main concerns of ER. It involves the recognition and description of customer needs, in such a way that it is possible to reflect the business accurately and consistent. Moreover, in general, most problems that occur during the process of software development are caused by failures in the early stages. In this context, emerging approaches such as Model-Driven Developement (MDD) and Business Process Modeling (MPN). Such approaches seek to understand and describe business processes and enable a closer look of the domain. As well, especially when backed by support tools, using approaches such as MDD and MPN can contribute to improving the quality of the requirements and the requirements Elicitation process. This work presents ModelER approach, which seeks to promote improvements in Requirements Elicitation process, through the use of concepts and practices of the MDD and the MPN for identifying software requirements. / A Engenharia de Requisitos (ER) possui um importante papel na Engenharia de Software pelo fato de compreender uma fase inicial do processo de desenvolvimento de software. Ela serve de base para a realização das demais atividades, contribuindo decisivamente para a qualidade do produto de software final. O processo de Elicitação de Requisitos está entre as principais preocupações da ER. Ele envolve o reconhecimento e a descrição das necessidades dos clientes, de tal forma que seja possível refletir o negócio de forma precisa e coerente. Além disso, de maneira geral, a maior parte dos problemas que ocorrem durante o processo de desenvolvimento de software é causada por falhas nas fases iniciais. Diante desse contexto, surgem abordagens tais como o Desenvolvimento Orientado por Modelos (Model-Driven Developement MDD) e a Modelagem de Processos de Negócio (Business Process Modeling MPN1). Tais abordagens tanto buscam compreender e descrever os processos de negócio, quanto permitem uma visão mais próxima do domínio. Assim, sobretudo quando apoiadas por ferramentas de suporte, o uso de abordagens como MDD e MPN pode contribuir para a melhoria da qualidade dos requisitos e do processo de Elicitação de Requisitos. Este trabalho apresenta a abordagem ModelER, a qual busca promover melhorias no processo de Elicitação de Requisitos, através da utilização de conceitos e práticas do MDD e da MPN para identificação de requisitos de software.

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.

One important phase in software development process is to create a design model of the system which follows all the architectural rules. Often the architectural rules are defined by the system architect and the system model is designed by the system designer. The architect defines the rules in a text file where no standard or pattern is followed. Therefore, there is always the risk of violating the architectural rules by the designer. So manual reviews on the system model should be done by the architect to ensure the system model is valid.In order to remove this manual checking which can be erroneous and time consuming ArCon (Architecture Conformance Checker) was developed by Combitech AB. ArCon is a tool which lets the architect define the architectural rules in the format of UML (Unified Modeling Language) models where the elements of the model have different meaning than the standard UML. ArCon can read this model and extract architectural rules from it and check the system model against those rules and then print all the rule violations.ArCon is an open source tool i.e. free for everyone to download and use. Currently, it supports Papyrus as the UML modeling tool. Papyrus is integrated to Eclipse platform and is a general purpose modeling tool. It supports users with all types of UML diagrams and elements.The idea for this thesis work was to implement a new feature for ArCon in order to facilitate the design process for system designers. The feature should provide the system designers only those types of elements which they are permitted to add to a specific fraction of the system model. The list of permitted element types should be extracted from the architecture model where all the architectural rules are defined in advance. This new support in ArCon was named Domain Specific Modeling (DSM) support.To evaluate the effect of DSM support on the system designers performance a few test sessions, called usability tests, were performed. The participants in the test sessions were a representative sample of software designers. After analyzing the data collected from the test sessions, the pros and cons of the new support were discovered. Furthermore, a few new ideas for enhancing DSM support were generated.

[EN] Renewing software systems is one of the most cost-effective ways to protect software investment, which saves time, money and ensures uninterrupted access to technical support and product upgrades. There are several motivations to promote investment and scientific effort for specifying systems by means of conceptual models and supporting its evolution. In order to contribute to the requirements engineering field with automated software production methods, we design TraceME to cover the spectrum of activities from requirements to code focusing on organisational evolution. In this sense, the spectrum of activities involves various information system perspectives of analysis that need to be integrated. In this complex setting, traceability and conceptual models are key concepts. Mechanisms to trace software specifications from requirements to code are important to justify evolution processes; versions of information systems should be traced in order to get the connection between old and new specifications. Moreover, it is necessary to find mechanisms to facilitate change specifications, measurement, and interpretation. To design this thesis we follow Design Science by Roel Wieringa. Design Science gives us the hints on how to conduct the research, be rigorous, and put in practice scientific rules. Besides Design Science has been a key factor for structuring our research, we acknowledge the application of this framework since it has helps us to report clearly our findings. We build TraceME by making a method engineering effort, which shapes its fragmented nature in chunks. The architecture of TraceME opens a wide window of opportunities for its application in real world situations. To facilitate industrial adoption, we develop open source tools to support the implementation of the TraceME chunks. For example, one case study and one action-research protocols have been executed in two different organisations in Spain. The validation of TraceME has taken place in laboratory demonstrations, controlled experiments, action research and case study experiences in industry. Thanks to the validations various lessons learnt have been gathered and greatly influenced the maturity of the method. For example: the importance to consider end-users' perceptions for discovering needs to mitigate, and the significance to get knowledge from the application of TraceME in different contexts. The evidences from the validations demonstrate that TraceME is feasible to be applied to support evolution projects. In addition, future research is needed for promoting the implementation of TraceME. We envision short term and future-term work that motivate us to tackle the challenge to support evolution projects. / [ES] La evolución de sistemas software es una de las actividades mas importantes que permiten minimizar el tiempo de puesta en producción de actualizaciones y nuevos desarrollos, reducir los costos que implica desarrollar una aplicación desde cero, y además asegura el acceso ininterrumpido de servicios. Existen variadas motivaciones para promover la investigación y desarrollo de soluciones para especificar y evolucionar sistemas de información mediante modelos conceptuales. Para contribuir al campo de la ingeniería de requisitos con métodos automáticos de producción de software, hemos diseñado el método TraceME para cubrir el espectro de actividades desde requisitos a código con un enfoque de evolución organizacional. De este modo, el espectro de actividades involucra diferentes perspectivas de análisis de sistemas de información que necesitan ser integradas. En este escenario tan complejo, la trazabilidad y los modelos conceptuales son conceptos clave. Es necesario disponer de mecanismos para trazar especificaciones de software desde requisitos a código con el fin de justificar procesos de evolución. Las versiones de los sistemas de información deben ser trazables con el fin de establecer la conexión entre especificaciones obsoletas y actuales. Adicionalmente, es necesario encontrar mecanismos para facilitar la especificación del cambio, su medición e interpretación. Para diseñar esta tesis hemos seguido el marco de Design Science de Roel Wieringa. Design Science nos ha proporcionado las claves para conducir esta investigación, ser rigurosos y poner en práctica reglas científicas. Además de que Design Science ha sido un factor clave para estructurar nuestra investigación, reconocemos que la aplicación de este marco nos ha ayudado a reportar claramente nuestros hallazgos. Hemos aplicado ingeniería de métodos para diseñar y construir TraceME. Gracias a esto, la naturaleza de TraceME es conformada mediante fragmentos de método. La arquitectura de TraceME abre una amplia ventana de oportunidades para su aplicación en situaciones de la vida real. Para facilitar la adopción industrial de TraceME, hemos desarrollado herramientas de software libre para dar soporte a los fragmentos de TraceME. Por ejemplo, un caso de estudio y una experiencia de action research han sido ejecutadas en dos organizaciones en España. La validación de TraceME ha sido llevada a cabo mediante demostraciones de laboratorio, experimentos controlados, un caso de estudio y una experiencia de action research en industria. Como resultado, TraceME ha sido mejorado considerablemente; además hemos descubierto investigaciones a realizar a corto, mediano y largo plazo con el fin de implementar TraceME en la industria. Las evidencias obtenidas como resultado de las validaciones demuestra la factibilidad de TraceME para ser aplicado en proyectos de evolución organizacional. El trabajo futuro nos motiva a afrontar los retos que conlleva el soporte de proyectos de evolución de sistemas de información. / [CAT] L'evolució dels sistemes programari és una de les activitats més importants que permeten minimitzar el temps de posada en producció d'actualitzacions i nous desenvolupaments, reduir els costos que involucra desenvolupar una aplicació des de cero, a més d' assegurar l'accés ininterromput de serveis. Existixen diverses motivacions per promoure la investigació i desenvolupament de solucions per a especificar i evolucionar sistemes de informació mitjançant models conceptuals. Per tal de contribuir al camp de l'enginyeria de requisits amb mètodes automàtics de producció de programari, hem dissenyat el mètode TraceME per cobrir l'espectre d'activitats des de requisits a codi en un enfocament d'evolució organitzacional. Així, l'espectre d'activitats involucra diferents perspectives d'anàlisi de sistemes d'informació que necessiten ser integrades. En aquest escenari tan complex, la traçabilitat i els models conceptuals són conceptes clau. És necessari disposar de mecanismes per traçar especificacions de programari des de requisits a codi amb la fi de justificar processos d'evolució. Les versions dels sistemes d'informació deuen ser traçables amb la fi d'establir la connexió entre especificacions obsoletes i actuals. Addicionalment, és necessari trobar mecanismes per facilitar l'especificació del canvi, la seua mesura i interpretació. Per tal de dissenyar aquesta tesi, hem seguit el marc de Design Science de Roel Wieringa. Design Science ens ha proporcionat les claus per conduir aquesta investigació, ser rigorosos i posar en pràctica regles científiques. A més a més, Design Science ha sigut un factor clau per estructurar la nostra investigació, reconeixem que l'aplicació de aquest marc ens a ajudat a reportar clarament els nostres resultats. Hem aplicat enginyeria de mètodes per dissenyar i construir TraceME. Gràcies a açò, la natura de TraceME es conforma mitjançant fragments de mètodes. L'arquitectura de TraceME obri una ampla finestra d'oportunitats per a la seua aplicació en situacions de la vida real. Per facilitar l'adopció industrial de TraceME, hem desenvolupat ferramentes de programari lliure per tal de donar suport als fragments de TraceME. Per exemple, un cas d'estudi i una experiència de action research han sigut executades en dos organitzacions a Espanya. La validació de TraceME ha sigut portada a cap mitjançant demostracions de laboratori, experiments controlats , un cas d'estudi i una experiència de action research en l'industria. Com a resultat, TraceME ha sigut millorada considerablement; a més a més, hem descobert investigacions a realitzar a curt, mig i llarg termini amb la fi d'implementar TraceME a l'industria. Les evidències obtingudes com a resultat de les validacions, demostren la factibilitat de TraceME per ser aplicat en projectes d'evolució organitzacional. El treball futur presenta nous reptes que ens motiven a afrontar el suport de projectes d'evolució de sistemes d'informació. / Ruiz Carmona, LM. (2016). TraceME: Traceability-based Method for Conceptual Model Evolution [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64553 / TESIS

Mit dem Wandel des Internets zu einer universellen Softwareplattform sind die Möglichkeiten und Fähigkeiten von Webanwendungen zwar rasant gestiegen. Gleichzeitig gestaltet sich ihre Entwicklung jedoch zunehmend aufwändig und komplex, was dem Wunsch nach immer kürzeren Entwicklungszyklen für möglichst situative, bedarfsgerechte Lösungen entgegensteht. Bestehende Ansätze aus Forschung und Technik, insbesondere im Umfeld der serviceorientierten Architekturen und Mashups, werden diesen Problemen bislang nicht ausreichend gerecht. Deshalb werden in dieser Dissertation neue Konzepte für die modellgetriebene Entwicklung und Bereitstellung von Webanwendungen vorgestellt. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, das Paradigma der Serviceorientierung auf die Präsentationsebene zu erweitern. So sollen erstmals – neben Daten- und Geschäftslogik – auch Teile der Anwendungsoberfläche in Form wiederverwendbarer Komponenten über Dienste bereitgestellt werden. Anwendungen sollen somit über alle Anwendungsebenen hinweg nach einheitlichen Prinzipien „komponiert“ werden können. Den ersten Schwerpunkt der Arbeit bilden die entsprechenden universellen Modellierungskonzepte für Komponenten und Kompositionen. Sie erlauben u. a. die plattformunabhängige Beschreibung von Anwendungen als Komposition der o. g. Komponenten. Durch die Abstraktion und entsprechende Autorenwerkzeuge wird die Entwicklung so auch für Domänenexperten bzw. Nicht-Programmierer möglich. Der zweite Schwerpunkt liegt auf dem kontextadaptiven Integrationsprozess von Komponenten und der zugehörigen, serviceorientierten Referenzarchitektur. Sie ermöglichen die dynamische Suche, Bindung und Konfiguration von Komponenten, d. h. auf Basis der o. g. Abstraktionen können genau die Anwendungskomponenten geladen und ausgeführt werden, die für den vorliegenden Nutzer-, Nutzungs- und Endgerätekontext am geeignetsten sind. Der dritte Schwerpunkt adressiert die Kontextadaptivität der kompositen Anwendungen in Form von Konzepten zur aspektorientierten Definition von adaptivem Verhalten im Modell und dessen Umsetzung zur Laufzeit. In Abhängigkeit von Kontextänderungen können so Rekonfigurationen von Komponenten, ihr Austausch oder Veränderungen an der Komposition, z.B. am Layout oder dem Datenfluss, automatisch durchgesetzt werden. Alle vorgestellten Konzepte wurden durch prototypische Implementierungen praktisch untermauert. Anhand diverser Anwendungsbeispiele konnten ihre Validität und Praktikabilität – von der Modellierung im Autorenwerkzeug bis zur Ausführung und dynamischen Anpassung – nachgewiesen werden. Die vorliegende Dissertation liefert folglich eine Antwort auf die Frage, wie zukünftige Web- bzw. Mashup-Anwendungen zeit- und kostengünstig entwickelt sowie zuverlässig und performant ausgeführt werden können. Die geschaffenen Konzepte bilden gleichermaßen die Grundlage für eine Vielzahl an Folgearbeiten.:Verzeichnisse vi Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii Verzeichnis der Codebeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x 1 Einleitung 1 1.1 Problemdefinition, Thesen und Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.1 Probleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.2 Thesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.3 Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Grundlagen, Szenarien und Herausforderungen 12 2.1 Grundlagen und Begriffsklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.1 Komposite und serviceorientierte Webanwendungen . . . . . . . 13 2.1.2 Mashups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.3 Modellgetriebene Software-Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.4 Kontext und kontextadaptive Webanwendungen . . . . . . . . . 18 2.2 Szenarien und Problemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.1 Dienstkomposition zur Reiseplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2 Interaktive Aktienverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3 Adaptive Touristeninformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3 Anforderungen und Kriterien der Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.1 Anforderungen an Komponenten- und Kompositionsmodell . . . 25 2.3.2 Anforderungen an die Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 27 3 Stand der Forschung und Technik 30 3.1 SOA und Dienstkomposition zur Interaktion mit Diensten . . . . . . . . . 31 3.1.1 Statische Dienstkomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1.2 Dynamische Dienstauswahl und -Komposition . . . . . . . . . . . 33 3.1.3 Adaptionskonzepte für Dienstkompositionen . . . . . . . . . . . . 45 3.1.4 Interaktions- und UI-Konzepte für Dienstkompositionen . . . . . . 48 3.2 Web Engineering - Entwicklung interaktiver adaptiver Webanwendungen 50 3.2.1 Entwicklung von Hypertext- und Hypermedia-Anwendungen . . 51 3.2.2 Entwicklung von Mashup-Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3 Zusammenfassung und Diskussion der Defizite existierender Ansätze . . 67 3.3.1 Probleme und Defizite aus dem Bereich der Dienstkomposition . 67 3.3.2 Probleme und Defizite beim Web- und Mashup-Engineering . . . 69 4 Universelle Komposition adaptiver Webanwendungen 73 4.1 Grundkonzept und Rollenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.2 Modellgetriebene Entwicklung kompositer Mashups . . . . . . . . . . . 75 4.2.1 Universelles Komponentenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.2.2 Belangorientiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.3 Dynamische Integration und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 78 4.3.1 Kontextsensitiver Integrationsprozess für Mashup-Komponenten . 79 4.3.2 Referenzarchitektur zur Komposition und Ausführung . . . . . . . 80 4.3.3 Unterstützung von adaptivem Laufzeitverhalten in Mashups . . . 81 5 Belangorientierte Modellierung adaptiver, kompositer Webanwendungen 83 5.1 Ein universelles Komponentenmodell für Mashup-Anwendungen . . . . 84 5.1.1 Grundlegende Eigenschaften und Prinzipien . . . . . . . . . . . . 84 5.1.2 Komponententypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.1.3 Beschreibung von Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5.1.4 Nutzung der Konzepte zur Komponentenentwicklung . . . . . . . 99 5.2 Ein belangorientiertes Metamodell für interaktive Mashup-Anwendungen 100 5.2.1 Conceptual Model – Modellierung der Anwendungskonzepte . . 102 5.2.2 Communication Model – Spezifikation von Daten- und Kontrollfluss 107 5.2.3 Layout Model – Visuelle Anordnung von UI-Komponenten . . . . 114 5.2.4 Screenflow Model – Definition von Navigation und Sichten . . . . 115 5.3 Modellierung von adaptivem Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.3.1 Adaptionstechniken für komposite Webanwendungen . . . . . . 117 5.3.2 Adaptivity Model – Modellierung von Laufzeitadaptivität . . . . . 119 5.4 Ablauf und Unterstützung bei der Modellierung . . . . . . . . . . . . . . 126 5.5 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6 Kontextsensitiver Integrationsprozess und Kompositionsinfrastruktur 132 6.1 Ein kontextsensitiver Integrationsprozess zur dynamischen Bindung von Mashup-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.1.1 Modellinterpretation oder -transformation . . . . . . . . . . . . . . 134 6.1.2 Suche und Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 6.1.3 Rangfolgebildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 6.1.4 Auswahl und Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.2 Kompositionsinfrastruktur und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 146 6.2.1 Verwaltung von Komponenten und Domänenwissen . . . . . . . 146 6.2.2 Aufbau der Laufzeitumgebung (MRE) . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.2.3 Dynamische Integration und Verwaltung von Komponenten . . . 151 6.2.4 Kommunikationsinfrastruktur und Mediation . . . . . . . . . . . . . 155 6.3 Unterstützung von Adaption zur Laufzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 6.3.1 Kontexterfassung, -modellierung und -verwaltung . . . . . . . . . 163 6.3.2 Ablauf der dynamischen Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 6.3.3 Dynamischer Austausch von Komponenten . . . . . . . . . . . . 170 6.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7 Umsetzung und Validierung der Konzepte 178 7.1 Realisierung der Modellierungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 7.1.1 Komponentenbeschreibung in XML und OWL . . . . . . . . . . . 179 7.1.2 EMF-basiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 7.1.3 Modelltransformationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 7.1.4 Modellierungswerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 7.2 Realisierung der Kompositions- und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . 185 7.2.1 Semantische Verwaltung und Discovery . . . . . . . . . . . . . . 185 7.2.2 Kompositions- bzw. Laufzeitumgebungen . . . . . . . . . . . . . . 192 7.2.3 Kontextverwaltung und Adaptionsmechanismen . . . . . . . . . 201 7.3 Validierung und Diskussion anhand der Beispielszenarien . . . . . . . . . 210 7.3.1 Reiseplanung mit TravelMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 7.3.2 Aktienverwaltung mit StockMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 7.3.3 Adaptive Touristeninformation mit TravelGuide . . . . . . . . . . . 216 7.3.4 Weitere Prototypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 7.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 8 Zusammenfassung, Diskussion und Ausblick 226 8.1 Zusammenfassung der Kapitel und ihrer Beiträge . . . . . . . . . . . . . 227 8.2 Diskussion und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.1 Wissenschaftliche Beiträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.2 Einschränkungen und Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 8.3 Laufende und zukünftige Arbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Anhänge 242 A.1 Komponentenbeschreibung in SMCDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 A.2 Komponentenmodell in Form der MCDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 A.3 Kompositionsmodell in EMF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Verzeichnis eigener Publikationen 246 Webreferenzen 249 Literaturverzeichnis 253

[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 / TESIS