Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-31T18:20:47Z No. of bitstreams: 1 iurimalinoskiteixeira.pdf: 1437690 bytes, checksum: c11d45074fef83b3318f92c12b425557 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-01T11:50:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 iurimalinoskiteixeira.pdf: 1437690 bytes, checksum: c11d45074fef83b3318f92c12b425557 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T11:50:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 iurimalinoskiteixeira.pdf: 1437690 bytes, checksum: c11d45074fef83b3318f92c12b425557 (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A modelagem de dados clínicos para Sistemas de Informação em Saúde (SIS) demanda expertise de domínio. Técnicas de Desenvolvimento Dirigido por Modelos (DDM) permi tem uma melhor articulação entre especialistas de domínio e desenvolvedores de SISs e possibilitam reduzir o custo de desenvolvimento desses sistemas. Modelos de dados clí- nicos baseados em especificações padronizadas e abertas como a do openEHR facilitam sobremaneira a aplicação de técnicas de DDM para SISs. Contudo, o uso de modelos de dados clínicos não resolve sozinho o problema fundamental do alto custo de desenvolvi- mento de SISs. Uma das causas desse problema é a falta de informações arquiteturais nos modelos de dados clínicos. Sem essas informações arquiteturais, o custo de desenvolvi- mento é deslocado para a especificação das regras de transformação de modelos de dados clínicos em código de SIS (regras estas fundamentais nas técnicas de DDM), uma vez que cada novo SIS a ser gerado implica na especificação de um novo conjunto de regras). Neste contexto, este trabalho apresenta uma estratégia para geração de código de SISs ba seada na combinação entre modelos de dados clínicos e informações arquiteturais. Nessa estratégia, o desenvolvedor é capaz de categorizar SISs em diferentes famílias e definir um conjunto de regras de transformação comum a todos os SISs de uma família. Cada família é definida por um conjunto de SISs com estruturas arquiteturais semelhantes e modelos de dados clínicos distintos. O resultado esperado dessa estratégia é um melhor reuso das regras de transformação de modelos. Essa estratégia é empregada para se alcançar o ob jetivo principal deste trabalho, que é a concepção de um sistema de transformação para a síntese automática de Interfaces Gráficas de Usuário (GUI - Graphic User Interface) para SISs, considerando as especificações openEHR e algumas construções presentes em Linguagens de Descrição Arquitetural (ADL), como Acme. Como prova de conceito, esse framework é aplicado em algumas famílias de SIS. / The modeling of clinical data for Health Information Systems (HIS) requires domain expertise. Model-Driven Development (MDD) techniques provide a better articulation between domain experts and developers of HISes and enable the reduction in the develop ment cost of these systems. Clinical data models based on open standard specifications such as the openEHR facilitates the application of MDD techniques for HISes. Neverthe less, the use of clinical data models alone does not solve the fundamental problem of high development cost for HISes. One cause for this problem is the lack of architectural information in clinical data models. Without such architectural information, the develop ment cost is shifted to the specification of transformation rules from clinical data models to HIS code (these rules are fundamental in MDD techniques), since each new HIS to be generated involves the specification of a new set of rules. In this context, this work presents a strategy for code generation of HISes that combines clinical data models and architectural information. In this strategy, the developer is able to categorize HISes in distinct families and define a set of transformation rules that are common to all HISes in a family. Each family is defined by a set of systems with similar architectural structures and distinct clinical data models. The expected result of such a strategy is a better reuse of model transformation rules. This strategy is employed to achieve the main objective of this work, which is to design a transformation system for the automatic synthesis of graphical user interfaces (GUI) for HISes, considering openEHR specifications and some constructs present in architectural description languages (ADLs), such as Acme. As a proof of concept, this framework is applied to some HIS families.

Für den Visualisierungsgenerator der Forschungsgruppe „Softwarevisualisierung in drei Dimensionen und virtueller Realität“ soll eine Stadtmetapher zur Darstellung von Software implementiert werden. Als Vorlage dient „CodeCity“, dessen Umsetzung der Stadtmetapher auf den Generator übertragen werden soll. Die Anforderungsermittlung basiert auf der Analyse beider Bestandteile, um ein strukturiertes Vorgehen zu gewährleisten. Die Implementierung der Generatorartefakte erfolgt mittels Xtext zur Erstellung eines Metamodells, das die Entitäten der neuen Metapher beschreibt, und Xtend, das genutzt wird um die Datenmodelle zu modifizieren und in Quelltext umzuwandeln. Darauf aufbauend folgt abschließend die Abstraktion zu einem Prozessmodell für die generative und modellgetriebene Softwarevisualisierung, das als Leitfaden für zukünftige Implementierungen dienen soll.:Gliederung Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Verzeichnis der Listings Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation und Problemstellung 1.2 Zielstellung der Arbeit 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Grundlagen des Visualisierungsgenerator 2.1 Generative und modellgetriebene Softwareentwicklung 2.2 FAMIX 2.3 Xtext und Xtend 2.4 X3D 3 Implementierung des Prototyps 3.1 Analyse der Zielmetapher 3.1.1 Grundlagen von „CodeCity“ 3.1.2 Anforderungen 3.1.3 Analyseergebnisse 3.2 Auswahl und Analyse der Referenzmetapher 3.2.1 Grundlagen der Referenzmetapher 3.2.2 Erweiterung der Anforderungen 3.3 Das Metamodell 3.4 Der Workflow 3.5 Modell-zu-Modell-Transformation 3.6 Modellmodifikation 3.7 Modell-zu-Text-Transformation 3.8 Anpassungen und Ergänzungen 4 Abstrahiertes Prozessmodell 5 Zusammenfassung und Ausblick Anhang A – Metamodell Recursive Disk-Metapher Anhang B – Hilfestellung für Eclipse-Konfigurationen Anhang C – Konzepte zur Durchführung der Modellmodifikation Anhang D – Entwicklungsstadien der Stadtmetapher Quellen- und Literaturverzeichnis Ehrenwörtliche Erklärung

Die Konzepte zur Erstellung von Software-Produktlinien dienen der ingenieurmäßigen, unternehmensinternen Wiederverwendung existierender Software-Artefakte. Existierende Ansätze nutzen von Hand erstellte und gewartete Kompositionsprogramme zum Assemblieren der Produkte entsprechend einer Variantenauswahl. Der Einsatz einer automatischen Planungskomponente sowie eines einfachen, erweiterbaren Komponenten-Meta-Modells hilft dabei, die dabei anfallenden Daten computergestützt zu verarbeiten. Die Integration beider Konzepte zu einem hybriden Ansatz ermöglicht die Neuerstellung von Produkten, die nicht von Anfang an als Produktlinie konzipiert sind, ohne eine spätere Umarbeitung unter Nutzung der automatischen Planungskomponente unnötig zu erschweren.

Model-driven software development (MDSD) and component-based software development are both paradigms for reducing complexity and for increasing abstraction and reuse in software development. In this thesis, we aim at combining the advantages of each by introducing methods from component-based development into MDSD. In MDSD, all artefacts that describe a software system are regarded as models of the system and are treated as the central development artefacts. To obtain a system implementation from such models, they are transformed and integrated until implementation code can be generated from them. Models in MDSD can have very different forms: they can be documents, diagrams, or textual specifications defined in different modelling languages. Integrating these models of different formats and abstraction in a consistent way is a central challenge in MDSD. We propose to tackle this challenge by explicitly separating the tasks of defining model components and composing model components, which is also known as distinguishing programming-in-the-small and programming-in-the-large. That is, we promote a separation of models into models for modelling-in-the-small (models that are components) and models for modelling-in-the-large (models that describe compositions of model components). To perform such component-based modelling, we introduce two architectural styles for developing systems with component-based MDSD (CB-MDSD). For CB-MDSD, we require a universal composition technique that can handle models defined in arbitrary modelling languages. A technique that can handle arbitrary textual languages is universal invasive software composition for code fragment composition. We extend this technique to universal invasive software composition for graph fragments (U-ISC/Graph) which can handle arbitrary models, including graphical and textual ones, as components. Such components are called graph fragments, because we treat each model as a typed graph and support reuse of partial models. To put the composition technique into practice, we developed the tool Reuseware that implements U-ISC/Graph. The tool is based on the Eclipse Modelling Framework and can therefore be integrated into existing MDSD development environments based on the framework. To evaluate the applicability of CB-MDSD, we realised for each of our two architectural styles a model-driven architecture with Reuseware. The first style, which we name ModelSoC, is based on the component-based development paradigm of multi-dimensional separation of concerns. The architecture we realised with that style shows how a system that involves multiple modelling languages can be developed with CB-MDSD. The second style, which we name ModelHiC, is based on hierarchical composition. With this style, we developed abstraction and reuse support for a large modelling language for telecommunication networks that implements the Common Information Model industry standard.

Cloud computing represents a fundamental change in the way organizations acquire technological resources (e.g., hardware, development and execution environments, applications); where, instead of buying them, they acquire remote access to them in the form of cloud services supplied through the Internet. Among the main characteristics of cloud computing is the allocation of resources in an agile and elastic way, reserved or released depending on the demand of the users or applications, enabling the payment model based on consumption metrics. The development of cloud applications mostly follows an incremental approach, where the incremental delivery of functionalities to the client changes - or reconfigures - successively the current architecture of the application. Cloud providers have their own standards for both implementation technologies and service management mechanisms, requiring solutions that facilitate: building, integrating and deploying portable services; interoperability between services deployed across different cloud providers; and continuity In the execution of the application while its architecture is reconfigured product of the integration of the successive increments. The principles of the model-driven development approach, the architectural style service-oriented architectures, and the dynamic reconfiguration play an important role in this context. The hypothesis of this doctoral thesis is that model-driven development methods provide cloud service developers with abstraction and automation mechanisms for the systematic application of the principles of model engineering during the design, implementation, and incremental deployment of cloud services, facilitating the dynamic reconfiguration of the service-oriented architecture of cloud applications. The main objective of this doctoral thesis is therefore to define and validate empirically DIARy, a method of dynamic and incremental reconfiguration of service-oriented architectures for cloud applications. This method will allow specifying the architectural integration of the increment with the current cloud application, and with this information to automate the derivation of implementation artifacts that facilitate the integration and dynamic reconfiguration of the service architecture of the cloud application. This dynamic reconfiguration is achieved by running reconfiguration artifacts that not only deploy / un-deploy increment's services and orchestration services between services of the increment with the services of the current cloud application; but also, they change the links between services at runtime. A software infrastructure that supports the activities of the proposed method has also been designed and implemented. The software infrastructure includes the following components: i) a set of DSLs, with their respective graphical editors, that allow to describe aspects related to the architectural integration, implementation and provisioning of increments in cloud environments; ii) transformations that generate platform-specific implementation and provisioning models; (iii) transformations that generate artifacts that implement integration logic and orchestration of services, and scripts of provisioning, deployment, and dynamic reconfiguration for different cloud vendors. This doctoral thesis contributes to the field of service-oriented architectures and in particular to the dynamic reconfiguration of cloud services architectures in an iterative and incremental development context. The main contribution is a well-defined method, based on the principles of model-driven development, which makes it easy to raise the level of abstraction and automate, through transformations, the generation of artifacts that perform the dynamic reconfiguration of cloud applications. / La computación cloud representa un cambio fundamental en la manera en la que las organizaciones adquieren recursos tecnológicos (p. ej., hardware, entornos de desarrollo y ejecución, aplicaciones); en donde, en lugar de comprarlos adquieren acceso remoto a ellos en forma de servicios cloud suministrados a través de Internet. Entre las principales características de la computación cloud está la asignación de recursos de manera ágil y elástica, reservados o liberados dependiendo de la demanda de los usuarios o aplicaciones, posibilitando el modelo de pago basado en métricas de consumo. El desarrollo de aplicaciones cloud sigue mayoritariamente un enfoque incremental, en donde la entrega incremental de funcionalidades al cliente cambia - o reconfigura - sucesivamente la arquitectura actual de la aplicación. Los proveedores cloud tienen sus propios estándares tanto para las tecnologías de implementación como para los mecanismos de gestión de servicios, requiriéndose soluciones que faciliten: la construcción, integración y despliegue de servicios portables; la interoperabilidad entre servicios desplegados en diferentes proveedores cloud; y la continuidad en la ejecución de la aplicación mientras su arquitectura es reconfigurada producto de la integración de los sucesivos incrementos. Los principios del enfoque de desarrollo dirigido por modelos, del estilo arquitectónico de arquitecturas orientadas a servicios y de la reconfiguración dinámica cumplen un papel importante en este contexto. La hipótesis de esta tesis doctoral es que los métodos de desarrollo dirigido por modelos brindan a los desarrolladores de servicios cloud mecanismos de abstracción y automatización para la aplicación sistemática de los principios de la ingeniería de modelos durante el diseño, implementación y despliegue incremental de servicios cloud, facilitando la reconfiguración dinámica de la arquitectura orientada a servicios de las aplicaciones cloud. El objetivo principal de esta tesis doctoral es por tanto definir y validar empíricamente DIARy, un método de reconfiguración dinámica e incremental de arquitecturas orientadas a servicios. Este método permitirá especificar la integración arquitectónica del incremento con la aplicación cloud actual, y con esta información automatizar la derivación de los artefactos de implementación que faciliten la integración y reconfiguración dinámica de la arquitectura de servicios de la aplicación cloud. Esta reconfiguración dinámica se consigue al ejecutar los artefactos de reconfiguración que no solo despliegan/repliegan los servicios del incremento y servicios de orquestación entre los servicios del incremento con los servicios de la aplicación cloud actual; sino también, cambian en tiempo de ejecución los enlaces entre servicios. También se ha diseñado e implementado una infraestructura software que soporta las actividades del método propuesto e incluye los siguientes componentes: i) un conjunto de DSLs, con sus respectivos editores gráficos, que permiten describir aspectos relacionados a la integración arquitectónica, implementación y aprovisionamiento de incrementos en entornos cloud; ii) transformaciones que generan modelos de implementación y aprovisionamiento; iii) transformaciones que generan artefactos que implementan la lógica de integración y orquestación de servicios, y scripts de aprovisionamiento, despliegue y reconfiguración dinámica específicos para distintos proveedores cloud. Esta tesis doctoral contribuye al campo de las arquitecturas orientadas a servicios y en particular a la reconfiguración dinámica de arquitecturas de servicios cloud en contextos de desarrollo iterativo e incremental. El principal aporte es un método bien definido, basado en los principios del desarrollo dirigido por modelos, que facilita elevar el nivel de abstracción y automatizar por medio de transformaciones la generación de artefactos que real / La computació cloud representa un canvi fonamental en la manera en què les organitzacions adquirixen recursos tecnològics (ej., maquinari, entorns de desplegament i execució, aplicacions) ; on, en compte de comprar-los adquirixen accés remot a ells en forma de servicis cloud subministrats a través d'Internet. Entre les principals característiques de la computació cloud els recursos cloud són assignats de manera àgil i elàstica, reservats o alliberats depenent de la demanda dels usuaris o aplicacions, possibilitant el model de pagament basat en mètriques de consum. El desenrotllament d'aplicacions cloud seguix majoritàriament un enfocament incremental, on l'entrega incremental de funcionalitats al client canvia - o reconfigura - successivament l'arquitectura actual de l'aplicació. Els proveïdors cloud tenen els seus propis estàndards tant per a les tecnologies d'implementació com per als mecanismes de gestió de servicis, requerint-se solucions que faciliten: la construcció, integració i desplegament de servicis portables; la interoperabilitat entre servicis desplegats en diferents proveïdors cloud; i la continuïtat en l'execució de l'aplicació mentres la seua arquitectura és reconfigurada producte de la integració dels successius increments. Els principis de l'enfocament de desenrotllament dirigit per models, de l'estil arquitectònic d'arquitectures orientades a servicis i de la reconfiguració dinàmica complixen un paper important en este context. La hipòtesi d'esta tesi doctoral és que els mètodes de desenrotllament dirigit per models brinden als desenvolupadors de servicis cloud mecanismes d'abstracció i automatització per a l'aplicació sistemàtica dels principis de l'enginyeria de models durant el disseny, implementació i desplegament incremental de servicis cloud, facilitant la reconfiguració dinàmica de l'arquitectura orientada a servicis de les aplicacions cloud. L'objectiu principal d'esta tesi doctoral és per tant de definir i validar empí-ricamente DIARy, un mètode de reconfiguració dinàmica i incremental d'arquitectures orientades a servicis per a aplicacions cloud. Este mètode permetrà especificar la integració arquitectònica de l'increment amb l'aplicació cloud actual, i amb esta informació automatitzar la derivació dels artefactes d'implementació que faciliten la integració i reconfiguració dinàmica de l'arquitectura de servicis de l'aplicació cloud. Esta reconfi-guración dinàmica s'aconseguix a l'executar els artefactes de reconfiguració que no sols despleguen/repleguen els servicis de l'increment i servicis d'orquestració entre els servicis de l'increment amb els servicis de l'aplicació cloud actual; sinó també, canvien en temps d'execució els enllaços entre servicis. També s'ha dissenyat i implementat una infraestructura programari que suporta les activitats del mètode proposat i inclou els següents components: i) un conjunt de DSLs, amb els seus respectius editors gràfics, que permeten descriure aspectes relacionats a la integració arquitectònica, implementació i aprovisionament en entorns cloud dels increments; ii) transformacions que generen models d'implementació i aprovisionament específics de la plataforma a partir dels models d'integració d'alt nivell; iii) transformacions que generen artefactes que implementen la lògica d'integració i orquestració de servicis, i scripts d'aprovisionament, desplegament i reconfiguració dinàmica específics per a distints proveïdors cloud. Esta tesi doctoral contribuïx al camp de les arquitectures orientades a servicis i en particular a la reconfiguració dinàmica d'arquitectures de servicis cloud en contextos de desenrotllament iteratiu i incremental. La principal aportació és un mètode ben definit, basat en els principis del desenrotllament dirigit per models, que facilita elevar el nivell d'abstracció i automatitzar per mitjà de transformacions la generació d'artefactes que r / Zuñiga Prieto, MÁ. (2017). Reconfiguración Dinámica e Incremental de Arquitecturas de Servicios Cloud Dirigida por Modelos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86288

En esta tesis doctoral se presenta una propuesta de representación ontológica de la arquitectura de modelo dual de la Historia Clínica Electrónica. La representación de arquetipos con el lenguaje OWL ha permitido: 1) la definición e implementación de un método de evaluación de la calidad de arquetipos basado en técnicas de razonamiento, 2) la definición de una metodología y un marco de trabajo para la interoperabilidad de modelos de contenido clínico, y 3) la aplicación de técnicas y herramientas de desarrollo de software dirigido por modelos para la generación automática de sistemas de información sanitarios a partir de arquetipos. / In this doctoral thesis an ontology-based approach for representing the dual model architecture of Electronic Health Record is presented. The representation of archetypes in OWL allows: 1) the definition and implementation of a quality evaluation method for archetypes based on reasoning techniques, 2) the definition of a methodology and a framework for the interoperability of clinical content models, and 3) applying model driven software development techniques and tools for the automatic generation of health information systems from archetypes.