L’omniprésence des systèmes logiciels et le rôle important qu’ils jouent dans la vie quotidienne rendent les utilisateurs de plus en plus exigeants. Entre autre, ils demandent plus de fiabilité et des systèmes qui peuvent s’adapter à leur contexte d’utilisation. Afin de satisfaire ces demandes, les cadres techniques et les méthodes de conception sous-jacents au développement des systèmes doivent être modulaires, flexibles et consistants. L’architecture orientée service (SOA) est un paradigme qui offre des mécanismes permettant une grande flexibilité des architectures des systèmes logiciels tout en réduisant leurs coûts de développement puisqu’elle se base sur des entités modulaires et réutilisables appelées services. Ces services peuvent être réutilisés dans le cadre d’une composition ou d’une chorégraphie de services pour la construction de nouveaux processus métiers transverses. SOA promet aussi d’augmenter la fiabilité des systèmes au travers de la notion de contrat de services. De son côté, le paradigme de l’Ingénierie des modèles (IDM) offre au travers de ses deux principes fondateurs, l’abstraction et l’automatisation, deux moyens puissants de gestion de la complexité des systèmes. Malgré les progrès des deux paradigmes, IDM et SOA, il y a encore des défis à résoudre. Notamment, on peut citer : (1) La vérification rigoureuse des spécifications des systèmes conformes aux principes de SOA. Ce point constitue un défi car pour modéliser ces systèmes, les concepteurs ont besoin de plus d'un point de vue représentant chacun une préoccupation spécifique du système et bien sûr ces points de vue doivent être sémantiquement cohérents. Ce problème est appelé la vérification de la consistance horizontale, une tâche manuellement difficile qui constitue une étape importante pour réduire les incohérences dans les modèles des applications SOA avant de les transformer en d'autres formes (du code, des cas de tests, etc.). (2) La transformation des spécifications des systèmes en artefacts exécutables. Malgré la maturité de l’architecture SOA, la transformation des spécifications des systèmes SOA en artefacts exécutables s'avère encore une étape fastidieuse et est généralement effectué manuellement. En particulier, la transformation des chorégraphies de services en orchestrations exécutables reste un problème en raison de la nécessité de prendre en compte les aspects complexes des systèmes distribués, tels que l’asynchronisme et la concurrence. (3) La vérification de l’exécution. Au moment de la spécification, des comportements inattendus peuvent encore apparaitre lors de l’exécution. Pour cette raison, il est nécessaire de pouvoir vérifier la conformité de l'exécution d’un système par rapport à sa spécification. Ce problème est appelé la vérification de la consistance verticale. Ce travail de thèse propose ainsi une approche de type SOA dirigée par les modèles résolvant les défis mentionnés précédemment. Cette approche comprend une méthodologie en deux étapes pour la vérification de la consistance horizontale et verticale des systèmes SOA spécifiés en utilisant la norme SoaML de l’OMG. Le problème de vérification de la consistance horizontale est résolu au moyen de l'analyse statique de la spécification des systèmes. Le deuxième défi est résolu en spécifiant les règles de transformation d'un modèle de spécification de chorégraphie de services en une orchestration exécutable qui implémente la logique de la chorégraphie tout en prenant en compte la nature asynchrone des communications entre les services distribués. Le problème de vérification de la consistance verticale est résolu par notre approche par l'analyse hors ligne des traces d’exécution d’un système. L’ensemble de la proposition méthodologique a été implanté sous la forme d’une extension à l’outil de modélisation UML open-source Papyrus. / As software systems are pervasive and play an important role in everyday life, the users are becoming more and more demanding. They mainly require more reliable systems that automatically adapt to different use cases. To satisfy these requirements, technical frameworks and design methods, upon which the systems development is based, must meet specific objectives mainly modularity, flexibility, and consistency. Service-Oriented Architecture (SOA) is a paradigm that offers mechanisms to increase the software flexibility and reduce development costs by enabling service orchestration and choreography. SOA promises also reliability through the use of services contracts as an agreement between the service provider and consumer. Model-driven SOA is a novel and promising approach that strengthens SOA with Model-Driven Engineering (MDE) technics that ease the specification, development, and verification of Service-Oriented Applications by applying abstraction and automation principles. Despite the progress to integrate MDE to SOA, there are still some challenging problems to be solved: (1) Rigorous verification of SOA system specifications. This is a challenging problem because to model SOA systems designers need more than one viewpoint, each of which captures a specific concern of the system. These viewpoints are meant to be semantically consistent with each other. This problem is called horizontal consistency checking and it is an important step to reduce inconsistencies in SOA models before transforming them into other forms (code generation, test cases derivation, etc.). (2) Transformation of systems specifications into executable artifacts. Despite the maturity of SOA, the transformation of system specifications into executable artifacts is usually manual, fastidious and error-prone. The transformation of services choreographies into executable orchestrations particularly remains a problem because of the necessity to take into account critical aspects of distributed systems such as asynchrony and concurrency when executing centralized orchestrations. (3) Runtime verification. Even after verifying Horizontal consistency at design time, there could be unexpected and unspecified data interactions that are unknown during design-time. For this reason, we still need consistency verification at runtime to handle such unforeseen events. This problem is called Vertical consistency checking. This thesis work proposes a Model-driven SOA approach to address the above-mentioned challenges. This approach includes a two-step model-driven methodology to horizontally and vertically verify the consistency of SOA systems specifications described using the SoaML standard from the Object Management Group (OMG). The horizontal consistency checking problem, which is the first challenge, is solved by means of static analysis of the system specification at the design level. The second challenge is solved by specifying the transformation from a choreography specification model to an executable orchestration implementing the choreography logic. Our transformation takes into consideration the asynchronous nature of the communications between distributed services. The vertical consistency checking problem, which is the third challenge, is solved by our approach thanks to offline analysis that allows consistency verification between both design and runtime levels. The entire methodological proposal was implemented as an extension to the open source UML modeling tool Papyrus.

The service-oriented architecture supports the dynamic assembly and runtime reconfiguration of complex open IT landscapes by means of runtime binding of service contracts, launching of new components and termination of outdated ones. Furthermore, the evolution of these IT landscapes is not restricted to exchanging components with other ones using the same service contracts, as new services contracts can be added as well. However, current approaches for modeling and verification of service-oriented architectures do not support these important capabilities to their full extend.In this report we present an extension of the current OMG proposal for service modeling with UML - SoaML - which overcomes these limitations. It permits modeling services and their service contracts at different levels of abstraction, provides a formal semantics for all modeling concepts, and enables verifying critical properties. Our compositional and incremental verification approach allows for complex properties including communication parameters and time and covers besides the dynamic binding of service contracts and the replacement of components also the evolution of the systems by means of new service contracts. The modeling as well as verification capabilities of the presented approach are demonstrated by means of a supply chain example and the verification results of a first prototype are shown. / Service-Orientierte Architekturen erlauben die dynamische Zusammensetzung und Rekonfiguration komplexer, offener IT Landschaften durch Bindung von Service Contracts zur Laufzeit, starten neuer Komponenten und beenden von veralteten. Die Evolution dieser Systeme ist nicht auf den Austausch von Komponenten-Implementierungen bei Beibehaltung der Service-Contracts beschränkt, sondern das Hinzufügen neuer Service-Contracts wird ebenfalls unterstützt. Aktuelle Ansätze zur Modellierung und Verifikation Service-Orientierter Architekturen unterstützen diese wichtigen Eigenschaften, wenn überhaupt, nur unvollständig. In diesem Bericht stellen wir eine Erweiterung des aktuellen OMG Vorschlags zur Service Modellierung mit UML - SoaML - vor, die diese Einschränkungen aufhebt. Unser Ansatz erlaubt die Modellierung von Service Contracts auf verschiedenen Abstraktionsniveaus, besitzt eine fundierte formale Semantik für alle eingeführten Modellierungskonzepte und erlaubt die Verifikation kritischer Eigenschaften. Unser kompositionaler und inkrementeller Verifikationsansatz erlaubt die Verifikation komplexer Eigenschaften einschließlich Kommunikationsparameter und Zeit und deckt neben der dynamischen Bindung von Service Contracts sowie dem Austausch von Komponenten auch die Evolution des gesamten Systems durch das Hinzufügen neuer Service Contracts ab. Die Modellierungs- als auch die Verifikationsfähigkeiten unseres vorgestellten Ansatzes werden durch ein Anwendungsbeispiel aus dem Bereich des Lieferkettenmanagements veranschaulicht.

Submitted by Luiza Maria Pereira de Oliveira (luiza.oliveira@ufpe.br) on 2015-05-15T14:50:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Orlando Silva de Oliveira.pdf: 4687464 bytes, checksum: d739eb25e47ccd00cea540bac40b2285 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-15T14:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Orlando Silva de Oliveira.pdf: 4687464 bytes, checksum: d739eb25e47ccd00cea540bac40b2285 (MD5) Previous issue date: 2014-11-12 / A Arquitetura Orientada a Serviços (SOA) oferece um modelo arquitetônico que visa aprimorar a eficiência, a agilidade e a produtividade de empresas. Nesse modelo, os serviços são os principais meios para que os objetivos estratégicos sejam atingidos. Entretanto, o desenvolvimento de sistemas que utilizam este estilo de arquitetura tem exigido novas estratégias dentro da Engenharia de Software (ES), principalmente no tocante à disciplina de Engenharia de Requisitos (ER). Por outro lado, observa-se que as abordagens da Engenharia de Requisitos Orientada a Objetivos (GORE) têm ganhado notoriedade nos últimos anos. De fato, as abordagens orientadas a objetivos apresentam mecanismos que não são ofertados pela ER tradicional, como por exemplos capturar os objetivos dos stakeholders e as características do sistema em um mesmo modelo. Assim, é possível usar esse modelo para analisar e identificar se o sistema proposto atende aos objetivos dos stakeholders. Esse é um importante tipo de análise no contexto organizacional. No entanto, a literatura não apresenta uma forma sistemática para identificar serviços em modelos de requisitos orientados a objetivos. Além disso, há uma lacuna a ser preenchida na transição dos requisitos (espaço do problema) para a arquitetura equivalente (espaço da solução), no contexto da SOA. Dessa forma, este trabalho apresenta uma abordagem sistemática para a identificação de serviços em modelos GORE descritos em i* e a posterior obtenção da arquitetura SOA descrita em SoaML. A abordagem foi validada através de um estudo empírico com usuários reais.

Les organisations contemporaines collaborent de plus en plus avec leurs partenaires. Cette dimension ouverte leur permet d’être plus réactives face aux changements que leur imposent leurs environnements. La caractéristique de la collaboration est due, pour les entreprises, au nouvel environnement économique, qui fait de l'interopérabilité et l'agilité deux des principaux résultats que les entreprises doivent atteindre. Ce contexte correspond au cadre global de nos travaux, qui porte sur la question suivante : Comment concevoir une architecture orientée services dirigée par le métier dans le cadre d’une collaboration inter-organisationnelle ?L’intérêt de ce travail est de proposer une méthode qui assure l’efficacité et l’efficience d’une collaboration, en utilisant les principes de BPM et SOA pour dépasser les barrières conceptuelle et technologique de l’interopérabilité. On explique comment identifier, spécifier et réaliser les processus et les services de collaboration entre différents participants. Pour cela, on adopte une vision transversale de l’entreprise centrée sur les processus métiers. Ensuite, l’approche MDA est utilisée comme un fil conducteur pour synchroniser les modèles des processus métiers découverts à l’aide de l’approche BPM avec ceux des services identifiés avec la démarche SOA. Dans ce schéma, les processus métiers assurent l’interopérabilité au niveau métier tandis que l’utilisation des services réutilisables, des standards et des architectures préconisés par SOA soutiennent l’interopérabilité au niveau IT.Cette méthode se base sur un style de modélisation hiérarchique avec des diagrammes de haut niveau qui sont ensuite enrichis à des niveaux plus bas / Global acceleration of exchanges in goods and services requires organizations to adopt an open view beyond their own boundaries at both business and technological levels. In the new economic environment enterprises must achieve both interoperability and agility. In this thesis the main research question is the following: How to design a service oriented architecture methodology driven by business to support inter-organizational collaboration?To overcome the conceptual and technological barriers of interoperability. We propose a top-down model driven method based on BPM and SOA principles to ensure collaboration efficiency and effectiveness. The proposed method explains how to identify, specify and implement collaborative processes and collaborative public services. In the proposed method business processes ensure interoperability at the business level, while reusable services, standards and SOA platform support interoperability at the IT level

Les organisations contemporaines collaborent de plus en plus avec leurs partenaires. Cette dimension ouverte leur permet d'être plus réactives face aux changements que leur imposent leurs environnements. La caractéristique de la collaboration est due, pour les entreprises, au nouvel environnement économique, qui fait de l'interopérabilité et l'agilité deux des principaux résultats que les entreprises doivent atteindre. Ce contexte correspond au cadre global de nos travaux, qui porte sur la question suivante : Comment concevoir une architecture orientée services dirigée par le métier dans le cadre d'une collaboration inter-organisationnelle ?L'intérêt de ce travail est de proposer une méthode qui assure l'efficacité et l'efficience d'une collaboration, en utilisant les principes de BPM et SOA pour dépasser les barrières conceptuelle et technologique de l'interopérabilité. On explique comment identifier, spécifier et réaliser les processus et les services de collaboration entre différents participants. Pour cela, on adopte une vision transversale de l'entreprise centrée sur les processus métiers. Ensuite, l'approche MDA est utilisée comme un fil conducteur pour synchroniser les modèles des processus métiers découverts à l'aide de l'approche BPM avec ceux des services identifiés avec la démarche SOA. Dans ce schéma, les processus métiers assurent l'interopérabilité au niveau métier tandis que l'utilisation des services réutilisables, des standards et des architectures préconisés par SOA soutiennent l'interopérabilité au niveau IT.Cette méthode se base sur un style de modélisation hiérarchique avec des diagrammes de haut niveau qui sont ensuite enrichis à des niveaux plus bas

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5796.pdf: 5610928 bytes, checksum: 83a4b901733c188ca3934f9ed06c5dbb (MD5) Previous issue date: 2012-02-23 / Software system development demands appropriate tools, technologies and development processes in order to create systems that meet customer s business needs while being flexible enough to cope with business evolution and constant changes. Service-Oriented Computing (SOC) is an IT paradigm that might help on such development as long as a development process is established to address its peculiarities. As part of this work some of these processes were analyzed and it was observed that several of them focus on development of systems composed exclusively by services, which is not always interesting: first when building software s graphical user interface, second when the business logic that gives competitive advantage needs to be encapsulated, or third at enterprises starting the SOC adoption. In these cases a mix of Object-Oriented (OO) elements and SOC principles, concepts, technologies and techniques could be used to provide better results. This work presents an iterative approach to develop software that uses OO and services, named IASWS (Iterative Approach for Software Development using Web Services) based on the Incremental model. It incorporates business process modeling using BPMN; XP and SoaML profile. This approach differs from the others as it allows services and SOC gradual adoption and is comprised of nine phases: Requirements Identification, Business Process (BP) and Services Contextualization, Service Design, Service Implementation, Service Testing, Solution Design, Solution Implementation, Solution Testing and Acceptance Verification. This dissertation is focused on the four initial phases: Requirements Identification, BP and Services Contextualization, Service Design and Solution Design which are responsible for: system requirements gathering, requirements analysis and solution elaboration, service design and solution design. Software increments are delivered as iterations complete and includes the implementation of one or more business process. Delivering software increments to the customer allows for development progress visualization and provides feedback on what had been implemented. Business process modeling using BPMN contributes to understanding customer s business area and improves requirements identification. Services are modeled and specified using SoaML profile allowing automatic code generation at the implementation phase. Two examples applying approach to development were carried out to investigate the IASWS applicability. / O desenvolvimento de sistemas de software exige ferramentas, tecnologias e processos de desenvolvimento adequados para criar sistemas que atendem às necessidades de negócio do cliente e que sejam suficientemente flexíveis para acompanhar as constantes mudanças e evoluções dos negócios. A Computação Orientada a Serviços (COS) é um paradigma de TI que pode auxiliar nesse desenvolvimento, desde que haja um processo de desenvolvimento que considere as suas peculiaridades. Alguns desses processos foram analisados neste trabalho e observou-se que eles tem o enfoque no desenvolvimento de sistemas compostos exclusivamente por serviços, o que nem sempre é interessante: a) quando se deseja construir a interface gráfica do software, b) quando é preciso encapsular a lógica de negócio, que faz o diferencial competitivo entre os produtos, ou c) em empresas que estão iniciando a adoção da COS. Nessas situações a utilização conjunta de elementos da Orientação a Objetos (OO) com princípios, conceitos, tecnologias e técnicas da COS pode trazer benefícios. Dessa forma, nesta dissertação foi criada uma abordagem iterativa de desenvolvimento de software que utiliza OO e serviços, denominada IASWS (em inglês, Iterative Approach for Software Development using Web Services), tendo como base o modelo incremental; a modelagem de processos de negócio (PN), usando BPMN; XP e o perfil SoaML. A abordagem IASWS tem como diferencial a possibilidade da adoção gradual de serviços e da COS, sendo composta por nove fases: Identificar Requisitos, Contextualizar PN com Serviços, Projetar Serviços, Implementar Serviços, Testar Serviços, Projetar Solução, Implementar Solução, Testar Solução e Verificar Aceitação. No escopo desta dissertação são tratadas as quatro fases iniciais: Identificar Requisitos, Contextualizar PN com Serviços, Projetar Serviços e Projetar Solução as quais sãos as responsáveis pela: obtenção de requisitos do sistema, análise desses requisitos e elaboração de uma solução, projeto de serviços e projeto da solução. A cada iteração é gerado um incremento no software, que inclui a implementação de um ou mais processos de negócio, e que é entregue ao cliente para que esse possa visualizar o avanço no desenvolvimento, ao mesmo tempo em que fornece feedbacks sobre o desenvolvimento do sistema. A modelagem de processos de negócio utilizando BPMN, além de contribuir para o entendimento do negócio do cliente, favorece também a identificação dos requisitos. Serviços são representados e especificados utilizando o perfil SoaML que possibilita a geração automatizada do código do serviço na fase de implementação. Dois exemplos de aplicação da abordagem foram desenvolvidos para analisar a aplicabilidade da IASWS.