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Introduction : Établir un diagnostic médical fiable requiert l’identification de la maladie d’un patient sur la base de l’observation de ses signes et symptômes. Par ailleurs, les ontologies constituent un formalisme adéquat et performant de représentation des connaissances biomédicales. Cependant, les ontologies classiques ne permettent pas de représenter les connaissances liées au processus du diagnostic médical : connaissances probabilistes et connaissances imprécises et vagues. Matériel et méthodes : Nous proposons des méthodes générales de représentation des connaissances afin de construire des ontologies adaptées au diagnostic médical. Ces méthodes permettent de représenter : (a) Les connaissances imprécises et vagues par la discrétisation des concepts (définition de plusieurs catégories distinctes à l’aide de valeurs seuils ou en représentant les différentes modalités possibles). (b) Les connaissances probabilistes (les sensibilités et les spécificités des signes pour les maladies, et les prévalences des maladies pour une population donnée) par la réification des relations ayant des arités supérieures à 2. (c) Les signes absents par des relations et (d) les connaissances liées au processus du diagnostic médical par des règles SWRL. Un moteur d’inférences abductif et probabiliste a été conçu et développé. Ces méthodes ont été testées à l’aide de dossiers patients réels. Résultats : Ces méthodes ont été appliquées à trois domaines (les maladies plasmocytaires, les urgences odontologiques et les lésions traumatiques du genou) pour lesquels des modèles ontologiques ont été élaborés. L’évaluation a permis de mesurer un taux moyen de 89,34% de résultats corrects. Discussion-Conclusion : Ces méthodes permettent d’avoir un modèle unique utilisable dans le cadre des raisonnements abductif et probabiliste, contrairement aux modèles proposés par : (a) Fenz qui n’intègre que le mode de raisonnement probabiliste et (b) García-crespo qui exprime les probabilités hors du modèle ontologique. L’utilisation d’un tel système nécessitera au préalable son intégration dans le système d’information hospitalier pour exploiter automatiquement les informations du dossier patient électronique. Cette intégration pourrait être facilitée par l’utilisation de l’ontologie du système. / Introduction: Making a reliable medical diagnosis requires the identification of the patient’s disease based on the observation of signs. Moreover, ontologies provide an adequate and efficient formalism for medical knowledge representation. However, classical ontologies do not allow representing knowledge associated with medical reasoning such as probabilistic, imprecise, or vague knowledge. Material and methods: In the current work, general knowledge representation methods are proposed. They aim at building ontologies fitting to medical diagnosis. They allow to represent: (a) imprecise or vague knowledge by discretizing concepts (definition of several distinct categories thanks to threshold values or by representing the various possible modalities), (b) probabilistic knowledge (sensitivity, specificity and prevalence) by reification of relations of arity greater than 2, (c) absent signs by relations and (d) medical reasoning and reasoning on the absent signs by SWRL rules. An abductive reasoning engine and a probabilistic reasoning engine were designed and implemented. The methods were evaluated by use of real patient records. Results: These methods were applied to three domains (the plasma cell diseases, the dental emergencies and traumatic knee injuries) for which the ontological models were developed. The average rate of correct diagnosis was 89.34 %. Discussion-Conclusion: In contrast with other methods proposed by Fenz and García-crespo, the proposed methods allow to have a unique model which can be used both for abductive and probabilistic reasoning. The use of such a system will require beforehand its integration in the hospital information system for the automatic exploitation of the electronic patient record. This integration might be made easier by the use of the ontology on which the system is based.

Introduction : Établir un diagnostic médical fiable requiert l'identification de la maladie d'un patient sur la base de l'observation de ses signes et symptômes. Par ailleurs, les ontologies constituent un formalisme adéquat et performant de représentation des connaissances biomédicales. Cependant, les ontologies classiques ne permettent pas de représenter les connaissances liées au processus du diagnostic médical : connaissances probabilistes et connaissances imprécises et vagues. Matériel et méthodes : Nous proposons des méthodes générales de représentation des connaissances afin de construire des ontologies adaptées au diagnostic médical. Ces méthodes permettent de représenter : (a) Les connaissances imprécises et vagues par la discrétisation des concepts (définition de plusieurs catégories distinctes à l'aide de valeurs seuils ou en représentant les différentes modalités possibles). (b) Les connaissances probabilistes (les sensibilités et les spécificités des signes pour les maladies, et les prévalences des maladies pour une population donnée) par la réification des relations ayant des arités supérieures à 2. (c) Les signes absents par des relations et (d) les connaissances liées au processus du diagnostic médical par des règles SWRL. Un moteur d'inférences abductif et probabiliste a été conçu et développé. Ces méthodes ont été testées à l'aide de dossiers patients réels. Résultats : Ces méthodes ont été appliquées à trois domaines (les maladies plasmocytaires, les urgences odontologiques et les lésions traumatiques du genou) pour lesquels des modèles ontologiques ont été élaborés. L'évaluation a permis de mesurer un taux moyen de 89,34% de résultats corrects. Discussion-Conclusion : Ces méthodes permettent d'avoir un modèle unique utilisable dans le cadre des raisonnements abductif et probabiliste, contrairement aux modèles proposés par : (a) Fenz qui n'intègre que le mode de raisonnement probabiliste et (b) García-crespo qui exprime les probabilités hors du modèle ontologique. L'utilisation d'un tel système nécessitera au préalable son intégration dans le système d'information hospitalier pour exploiter automatiquement les informations du dossier patient électronique. Cette intégration pourrait être facilitée par l'utilisation de l'ontologie du système.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:03:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5900.pdf: 5031941 bytes, checksum: c33a127070b11fb3923bc17ba9d98189 (MD5) Previous issue date: 2014-05-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The adequacy of educational content considering student´s culture, knowledge and values allow them to identify the relationship between what they are learning and their reality and, consequently they feel more interested and engaged at education. In contrast, in informatics at education, designing educational systems to allow adequacy is a challenge because of a lack of techniques to support the design and the difficulty to identify what and how allow this adequacy by users, because many users of these systems, as educators and students, do not have knowledge of designing. In this context, it is presented here a formalization of the design pattern with successful solutions for recurrent problems on designing co-authorship systems analyzed and/or experienced by the researcher of this dissertation during design and evaluations of these systems at Advanced Interaction Laboratory (LIA). These patterns intend to support designing of educational systems that allow users, as co-authors, adequate these systems, inserting the content to be displayed at them. Each pattern describes specific problem and solution. In order to support indentifying how these patterns are organized to each other, semantic relations defined by Minsky are adopted to organize them based on humans´ intellectual structure. Validations with different participants´ profiles, e.g., with or without knowledge about concepts related to design, software engineering, human-computer interaction, co-authorship, etc., were done to formalize, refine and observe the comprehension and/or application of these patterns to design co-authorship system prototypes, as well as, different participants from mathematic or pedagogy areas and teachers to validate the use these of these prototypes. The results shown that the pattern language is comprehensible and it supports designing to define what and how to display on interface to allow and help users insert content. / A adequação no conteúdo educacional de acordo com a cultura, o conhecimento e valores dos alunos permite aos mesmos identificarem relação entre o que estão aprendendo e suas realidades e, consequentemente se sentirem mais interessados e engajados no aprendizado. Contudo, no contexto da informática na educação, fazer o design de sistemas educacionais para permitir a adequação é um desafio, tanto pela falta de técnicas para apoiar o design, quanto pela dificuldade em identificar o que adequar, como permitir e facilitar essa adequação, pois muitos dos usuários desses sistemas, como educadores e alunos, não têm conhecimento e experiência com design de soluções computacionais. Nesse contexto, neste trabalho é apresentada a formalização de uma linguagem de padrões de design com soluções de sucesso para problemas recorrentes no design de sistemas de coautoria observadas e/ou experiência das pelo proponente deste trabalho, ao analisar esses sistemas e participar do processo de desenvolvimento e avaliação desses sistemas no Laboratório de Interação Avançada (LIA). Esses padrões têm como objetivo apoiar o design de sistemas educacionais que permitam aos usuários, como coautores, terem apoio para adequar os sistemas, inserindo o conteúdo que será exibido nos mesmos. Cada padrão de design se refere a um par problema-solução específico e, para apoiar a identificação e compreensão de como os padrões estão relacionados entre si, formando uma linguagem de padrões, são adotadas as relações semânticas definidas por Minsky para organizá-los e expressar o relacionamento entre eles de uma forma próxima a estrutura cognitiva humana. Validações com diferentes perfis de participantes, por exemplo, com e sem conhecimento sobre conceitos relacionados à Engenharia de Software, Interação Humano-Computador, Coautoria, etc., foram feitas para formalizar, refinar e observar a compreensão e/ou o uso dos padrões no design de protótipos de sistemas educacionais, bem como participantes das áreas de matemática ou pedagogia e educadores para validar o uso desses protótipos. Os resultados mostram que a linguagem de padrões de design semanticamente relacionados é compreendida e apoia o design para definir o que e como exibir nas interfaces dos sistemas para permitir e auxiliar os usuários na inserção do conteúdo.

Model View Controller (MVC) software architecture is widely spread and commonly used in application’s development. Therefore generation of data layer for the database model is able to reduce cost and time. After research on current Object Relational Mapping (ORM) tools, it was discovered that there are generating tools like Data Access Object (DAO) and Hibernate, however their usage causes problems like inefficiency and slow performance due to many connections with database and set up time. Most of these tools are trying to solve specific problems rather than generating a data layer which is an important component and the bottom layer of database centred applications. The proposed solution to the problem is an engineering approach where we have designed a tool named Generated Intelligent Data Layer (GIDL). GIDL tool generates small models which create the main data layer of the system according to the Database Model. The goal of this tool is to enable and allow software developers to work only with object without deep knowledge in SQL. The problem of transaction and commit is solved by the tool. Also filter objects are constructed for filtering the database. GIDL tool reduced the number of connections and also have a cache where to store object lists and modify them. The tool is compared under the same environment with Hibernate and showed a better performance in terms of time evaluations for the same functions. GIDL tool is beneficial for software developers, because it generates the entire data layer.

The research reported and discussed in this thesis represents a novel approach to define custom gestures and to include gesture-based interaction in user interfaces of the software systems with the aim of help to solve the problems found in the related literature about the development of gesture-based user interfaces. The research is conducted according to Design Science methodology that is based on the design and investigation of artefacts in a context. In this thesis, the new artefact is the model-driven method to include gesture-based interaction in user interfaces. This methodology considers two cycles: the main cycle is an engineering cycle where we design a model-driven method to include interaction based on gestures. The second cycle is the research cycle, we define two research cycles: the first research cycle corresponds to the validation of the proposed method with an empirical evaluation and the second cycle corresponds to the technical action research to validate the method in an industrial context. Additionally, Design Science provides us the clues on how to conduct the research, be rigorous, and put in practice scientific rules. Besides Design Science has been a key issue for organising our research, we acknowledge the application of this framework since it has helps us to report clearly our findings. The thesis presents a theoretical framework introducing concepts related with the research performed, followed by a state of the art where we know about the related work in three areas: Human-computer Interaction, Model-driven paradigm in Human-Computer Interaction and Empirical Software Engineering. The design and implementation of gestUI is presented following the Model-driven Paradigm and the Model-View-Controller design pattern. Then, we performed two evaluations of gestUI: (i) an empirical evaluation based on ISO 25062-2006 to evaluate usability considering effectiveness, efficiency and satisfaction. Satisfaction is measured with perceived ease of use, perceived usefulness and intention of use, and (ii) a technical action research to evaluate user experience and usability. We use Model Evaluation Method, User Experience Questionnaire and Microsoft Reaction cards as guides to perform the aforementioned evaluations. The contributions of our thesis, limitations of the tool support and the approach are discussed and further work are presented. / La investigación reportada y discutida en esta tesis representa un método nuevo para definir gestos personalizados y para incluir interacción basada en gestos en interfaces de usuario de sistemas software con el objetivo de ayudar a resolver los problemas encontrados en la literatura relacionada respecto al desarrollo de interfaces basadas en gestos de usuarios. Este trabajo de investigación ha sido realizado de acuerdo a la metodología Ciencia del Diseño, que está basada en el diseño e investigación de artefactos en un contexto. En esta tesis, el nuevo artefacto es el método dirigido por modelos para incluir interacción basada en gestos en interfaces de usuario. Esta metodología considera dos ciclos: el ciclo principal, denominado ciclo de ingeniería, donde se ha diseñado un método dirigido por modelos para incluir interacción basada en gestos. El segundo ciclo es el ciclo de investigación, donde se definen dos ciclos de este tipo. El primero corresponde a la validación del método propuesto con una evaluación empírica y el segundo ciclo corresponde a un Technical Action Research para validar el método en un contexto industrial. Adicionalmente, Ciencia del Diseño provee las claves sobre como conducir la investigación, sobre cómo ser riguroso y poner en práctica reglas científicas. Además, Ciencia del Diseño ha sido un recurso clave para organizar la investigación realizada en esta tesis. Nosotros reconocemos la aplicación de este marco de trabajo puesto que nos ayuda a reportar claramente nuestros hallazgos. Esta tesis presenta un marco teórico introduciendo conceptos relacionados con la investigación realizada, seguido por un estado del arte donde conocemos acerca del trabajo relacionado en tres áreas: Interacción Humano-Ordenador, paradigma dirigido por modelos en Interacción Humano-Ordenador e Ingeniería de Software Empírica. El diseño e implementación de gestUI es presentado siguiendo el paradigma dirigido por modelos y el patrón de diseño Modelo-Vista-Controlador. Luego, nosotros hemos realizado dos evaluaciones de gestUI: (i) una evaluación empírica basada en ISO 25062-2006 para evaluar la usabilidad considerando efectividad, eficiencia y satisfacción. Satisfacción es medida por medio de la facilidad de uso percibida, utilidad percibida e intención de uso; y, (ii) un Technical Action Research para evaluar la experiencia del usuario y la usabilidad. Nosotros hemos usado Model Evaluation Method, User Experience Questionnaire y Microsoft Reaction Cards como guías para realizar las evaluaciones antes mencionadas. Las contribuciones de nuestra tesis, limitaciones del método y de la herramienta de soporte, así como el trabajo futuro son discutidas y presentadas. / La investigació reportada i discutida en aquesta tesi representa un mètode per definir gests personalitzats i per incloure interacció basada en gests en interfícies d'usuari de sistemes de programari. L'objectiu és ajudar a resoldre els problemes trobats en la literatura relacionada al desenvolupament d'interfícies basades en gests d'usuaris. Aquest treball d'investigació ha sigut realitzat d'acord a la metodologia Ciència del Diseny, que està basada en el disseny i investigació d'artefactes en un context. En aquesta tesi, el nou artefacte és el mètode dirigit per models per incloure interacció basada en gests en interfícies d'usuari. Aquesta metodologia es considerada en dos cicles: el cicle principal, denominat cicle d'enginyeria, on es dissenya un mètode dirigit per models per incloure interacció basada en gestos. El segon cicle és el cicle de la investigació, on es defineixen dos cicles d'aquest tipus. El primer es correspon a la validació del mètode proposat amb una avaluació empírica i el segon cicle es correspon a un Technical Action Research per validar el mètode en un context industrial. Addicionalment, Ciència del Disseny proveeix les claus sobre com conduir la investigació, sobre com ser rigorós i ficar en pràctica regles científiques. A més a més, Ciència del Disseny ha sigut un recurs clau per organitzar la investigació realitzada en aquesta tesi. Nosaltres reconeixem l'aplicació d'aquest marc de treball donat que ens ajuda a reportar clarament les nostres troballes. Aquesta tesi presenta un marc teòric introduint conceptes relacionats amb la investigació realitzada, seguit per un estat del art on coneixem a prop el treball realitzat en tres àrees: Interacció Humà-Ordinador, paradigma dirigit per models en la Interacció Humà-Ordinador i Enginyeria del Programari Empírica. El disseny i implementació de gestUI es presenta mitjançant el paradigma dirigit per models i el patró de disseny Model-Vista-Controlador. Després, nosaltres hem realitzat dos avaluacions de gestUI: (i) una avaluació empírica basada en ISO 25062-2006 per avaluar la usabilitat considerant efectivitat, eficiència i satisfacció. Satisfacció es mesura mitjançant la facilitat d'ús percebuda, utilitat percebuda i intenció d'ús; (ii) un Technical Action Research per avaluar l'experiència del usuari i la usabilitat. Nosaltres hem usat Model Evaluation Method, User Experience Questionnaire i Microsoft Reaction Cards com guies per realitzar les avaluacions mencionades. Les contribucions de la nostra tesi, limitacions del mètode i de la ferramenta de suport així com el treball futur són discutides i presentades. / Parra González, LO. (2017). gestUI: a model-driven method for including gesture-based interaction in user interfaces [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/89090 / TESIS

The content of this thesis is the design and implementation of system for managing website. At first we define term content management system and existing open-source systems of this type are discussed. Then we determinate the requirements for the designed system, including an application that enables centralized management of updates, operating on different domains. In the next part we design architecture of system and implement it with using Nette framework and database layer Doctrine.

A notre ère de l'industrie des services, des systèmes d'information jouent une place prépondérante. Ils tiennent même parfois une position vitale pour les entreprises, les organisations et les individus. Les systèmes d'information sont confrontés à de nouvelles menaces de sécurité continuellement ; celles-ci sont de plus en plus sophistiquées et de natures différentes. Dans ce contexte, il est important d'empêcher les attaquants d'atteindre leurs résultats, de gérer les failles inévitables et de minimiser leurs impacts. Les pratiques de sécurité doivent être menées dans un cadre d'ingénierie ; l'ingénierie de la sécurité doit être améliorée. Pour cela, il est proposé de développer des approches systémiques, innovantes sur de larges spectres et qui fonctionnent sur plusieurs axes ensemble, en améliorant l'expérience utilisateur. Notre objectif est de traquer et résoudre de façon conjointe les problèmes de la sécurité, de l'utilisabilité et de la résilience dans les systèmes d'information d'entreprise. Dans cette thèse, nous positionnons les systèmes sociotechniques au regard des systèmes d'information des entreprises et des organisations. Nous traitons les paradigmes de systèmes sociotechniques et nous nous recentrons sur les corrélations entre la sécurité, l’utilisabilité et la résilience. Une étude de cas illustre l'approche proposée. Elle présente l'élaboration de design patterns (modèles de conception) pour améliorer l'expérience utilisateur. La thèse se termine par une discussion globale de l’approche, ainsi que par des perspectives de recherche. / In our era of the service industry, information systems play a prominent role. They even hold a vital position for businesses, organizations and individuals. Information systems are confronted with new security threats on an ongoing basis; these threats become more and more sophisticated and of different natures. In this context, it is important to prevent attackers from achieving their results, to manage the inevitable flaws, and to minimize their impacts. Security practices must be carried out within an engineering framework; Security engineering needs to be improved. To do this, it is proposed to develop systemic approaches, innovative on wide spectra and that work on several axes together, improving the user experience. Our goal is to jointly track down and resolve issues of security, usability and resiliency in enterprise information systems. In this doctoral thesis, we position sociotechnical systems in relation to the information systems of companies and organizations. We address paradigms of sociotechnical systems and refocus on the correlations between security, usability and resilience. A case study illustrates the proposed approach. It presents the development of design patterns to improve the user experience. The thesis concludes with an overall discussion of the approach, as well as research perspectives.

L’ingénierie dirigée par les modèles (IDM) est un paradigme du génie logiciel qui utilise les modèles comme concepts de premier ordre à partir desquels la validation, le code, les tests et la documentation sont dérivés. Ce paradigme met en jeu divers artefacts tels que les modèles, les méta-modèles ou les programmes de transformation des modèles. Dans un contexte industriel, ces artefacts sont de plus en plus complexes. En particulier, leur maintenance demande beaucoup de temps et de ressources. Afin de réduire la complexité des artefacts et le coût de leur maintenance, de nombreux chercheurs se sont intéressés au refactoring de ces artefacts pour améliorer leur qualité. Dans cette thèse, nous proposons d’étudier le refactoring dans l’IDM dans sa globalité, par son application à ces différents artefacts. Dans un premier temps, nous utilisons des patrons de conception spécifiques, comme une connaissance a priori, appliqués aux transformations de modèles comme un véhicule pour le refactoring. Nous procédons d’abord par une phase de détection des patrons de conception avec différentes formes et différents niveaux de complétude. Les occurrences détectées forment ainsi des opportunités de refactoring qui seront exploitées pour aboutir à des formes plus souhaitables et/ou plus complètes de ces patrons de conceptions. Dans le cas d’absence de connaissance a priori, comme les patrons de conception, nous proposons une approche basée sur la programmation génétique, pour apprendre des règles de transformations, capables de détecter des opportunités de refactoring et de les corriger. Comme alternative à la connaissance disponible a priori, l’approche utilise des exemples de paires d’artefacts d’avant et d’après le refactoring, pour ainsi apprendre les règles de refactoring. Nous illustrons cette approche sur le refactoring de modèles. / Model-Driven Engineering (MDE) is a software engineering paradigm that uses models as first-class concepts from which validation, code, testing, and documentation are derived. This paradigm involves various artifacts such as models, meta-models, or model transformation programs. In an industrial context, these artifacts are increasingly complex. In particular, their maintenance is time and resources consuming. In order to reduce the complexity of artifacts and the cost of their maintenance, many researchers have been interested in refactoring these artifacts to improve their quality. In this thesis, we propose to study refactoring in MDE holistically, by its application to these different artifacts. First, we use specific design patterns, as an example of prior knowledge, applied to model transformations to enable refactoring. We first proceed with a detecting phase of design patterns, with different forms and levels of completeness. The detected occurrences thus form refactoring opportunities that will be exploited to implement more desirable and/or more complete forms of these design patterns. In the absence of prior knowledge, such as design patterns, we propose an approach based on genetic programming, to learn transformation rules, capable of detecting refactoring opportunities and correcting them. As an alternative to prior knowledge, our approach uses examples of pairs of artifacts before and after refactoring, in order to learn refactoring rules. We illustrate this approach on model refactoring.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Plusieurs modèles de maintenance exigent que les changements soient faits et documentés dans les spécifications des besoins et soient par la suite propagés vers le code source à travers les modè­les d'analyse et de conception. Ces modèles supposent donc un haut niveau de traçabilité comme facteur clé de maintenabilité. Cette traçabilité ne peut être obtenue sans une approche transforma­tionnelle au développement des logiciels. Cette thèse a pour objectif de fournir une approche transformationnelle pour supporter l' ingénie­rie des besoins à l'aide des scénarios et pour appliquer les patrons de conception au moyen d'algorithmes et de processus. Le langage unifié de modélisation (Unified Modeling Language, UML) a été adopté comme notation de modélisation. Dans le support de l'ingénierie des besoins, nous proposons, premièrement, un algorithme incrémental pour la synthèse des spécifications dynamiques à partir des scénarios. Cet algorithme prend comme entrée un ensemble de diagrammes de collaboration d'UML et produit en sortie les diagrammes d'états-transitions d'UML de tous les objets collaborant dans les scénarios d'entrée. En outre cet algorithme permet la vérification de la cohérence et de la complétude des scénarios. Deuxièmement, un autre algorithme est conçu pour la génération d'un prototype de l'interface usager (IU) à partir de la spécification des scénarios. Les scénarios sont acquis sous forme de dia­grammes de collaboration enrichis par des informations de l'IU. Ce prototype de l'IU peut être exécuté par un constructeur d'IU ce qui permet non seulement la validation des scénarios avec les utilisateurs mais aussi sa personnalisation et son raffinement éventuel. L'application automatique des patrons de conception est réalisée par une nouvelle approche pour le raffinement successif des modèles (en format UML) statiques et dynamiques de conception. Ces raffinements successifs sont basés sur des schémas de raffinement. Un schéma de raffinement est composé de deux compartiments. Le premier compartiment décrit le modèle abstrait de con­ception, et le deuxième compartiment montre le modèle détaillé correspondant après l'application d'un patron de conception. Nous proposons aussi un catalogue de schémas de micro-raffinement qui permettent non seulement de décrire un schéma de raffinement mais aussi de prouver sa vali­dité. / Several maintenance models suggest that changes be done and docurnented in the requirernents specification and subsequently propagated through the analysis and design models to the source code. These models require all a high level of traceability. Such traceability can only be obtained by a transformational approach to software development. The objective of this thesis is to provide a transformational approach for supporting requirernents engineering based on scenarios and for applying design patterns by rneans of algorithms and pro­cesses. The Unified Modeling Language (UML) was adopted as the notational framework. For supporting requirements engineering, we propose first an incrernental algorithm for synthesiz­ing behavioral specifications frorn scenarios. This algorithrn generates from a given set of UML collaboration diagrams the UML statechart diagrams of all the abjects involved. Moreover, this algorithm allows for the verification of consistency and cornpleteness of the input scenarios. Secondly, another algorithm is designed to generate a user interface (UI) prototype from scenar­ios. Scenarios are acquired in the form of UML collaboration diagrams, which are enriched with UI information. This UI prototype can be executed in a UI builder environment for the validation of the scenarios by the users, for customization, and for further refinernent. The automatic application of design patterns is achieved by a new approach to the stepwise refine­ment of static and dynamic design models represented as UML diagrams. Refinement is based on refinement schemas which are cornposed of two compartments. The first compartrnent describes the abstract design model, whereas the second compartment shows the corresponding detailed rnodel after application of one design pattern. We also propose a catalogue of smaller transforma­tions called micro-refinement schernas. These micro-refinernent schernas are proven to be correct and can be used to compose correct refinernent schemas.