Model-Driven requirements engineering process aided by ontologies and natural controlled languages

Researches in Requirements Engineering have been growing in the latest few years. Researchers are concerned with a set of open issues such as: communication between several user profiles involved in software engineering; scope definition; volatility and traceability issues. To cope with these issues a set of works are concentrated in (i) defining processes to collect client s specifications in order to solve scope issues; (ii) defining models to represent requirements to address communication and traceability issues; and (iii) working on mechanisms and processes to be applied to requirements modeling in order to facilitate requirements evolution and maintenance, addressing volatility and traceability issues. We propose an iterative Model-Driven process to solve these issues, based on a double layered CIM to communicate requirements related knowledge to a wider amount of stakeholders. We also present a tool to help requirements engineer through the RE process. Finally we present a case study to illustrate the process and tool s benefits and usage

Definição de requisitos de software baseada numa arquitetura de modelagem de negócios

Não é uma tarefa fácil definir requisitos para os sistemas de software que darão suporte a um negócio, dada a dinâmica de mudanças nos processos. O levantamento de requisitos tem sido feito de forma empírica, sem o apoio de métodos sistematizados que garantam o desenvolvimento baseado nos reais objetivos do negócio. A engenharia de software carece de métodos que tornem mais ordenadas e metódicas as etapas de modelagem de negócios e de levantamento de requisitos de um sistema. Neste artigo é apresentada uma metodologia de desenvolvimento de software resultante da incorporação de atividades propostas para modelagem de negócios e levantamento de requisitos, baseadas em uma arquitetura de modelagem de negócios. Essas atividades tornam o desenvolvimento de software mais sistemático e alinhado aos objetivos da organização, e podem ser incorporadas em qualquer metodologia de desenvolvimento baseada no UP (Unified Process - Processo Unificado).

Problem-Based SRS: método para especificação de requisitos de software baseado em problemas

Requirements specification has long been recognized as critical activity in software development processes because of its impact on project risks when poorly performed. A large amount of studies addresses theoretical aspects, propositions of techniques, and recommended practices for Requirements Engineering (RE). To be successful, RE have to ensure that the specified requirements are complete and correct what means that all intents of the stakeholders in a given business context are covered by the requirements and that no unnecessary requirement was introduced. However, the accurate capture the business intents of the stakeholders remains a challenge and it is a major factor of software project failures. This master’s dissertation presents a novel method referred to as “Problem-Based SRS” aiming at improving the quality of the Software Requirements Specification (SRS) in the sense that the stated requirements provide suitable answers to real customer ́s businesses issues. In this approach, the knowledge about the software requirements is constructed from the knowledge about the customer ́s problems. Problem-Based SRS consists in an organization of activities and outcome objects through a process that contains five main steps. It aims at supporting the software requirements engineering team to systematically analyze the business context and specify the software requirements, taking also into account a first glance and vision of the software. The quality aspects of the specifications are evaluated using traceability techniques and axiomatic design principles. The cases studies conducted and presented in this document point out that the proposed method can contribute significantly to improve the software requirements specification.

Extensão de um modelo OO formal com aspectos temporais

Na área de Engenharia de Software, há vários modelos formais de especificação orientado a objetos (OO). Um destes é o OO-Method / OASIS. OO-Method se baseia nos seguintes princípios: - dar suporte às noções do modelo conceitual orientado a objetos; - integrar os modelos formais com metodologias de aceitação industrial; - possibilitar a produção de software avançado que inclua a geração completa de código (estática e dinâmica) do desenvolvimento comercial. O processo de desenvolvimento consiste em levantar as propriedades principais do sistema em desenvolvimento (modelo conceitual) por parte do engenheiro de software, e construir de forma automática, em qualquer momento (por um processo de conversão gráfico-textual) a especificação formal orientada a objetos em OASIS (Open and Active Specifications of Information System) que constituirá um repositório de alto nível do sistema. O objetivo de OASIS é expressar os requisitos funcionais de um sistema de informação, em um marco formal, que facilite sua validação e geração automática de programas. OASIS não inclui a especificação de aspectos temporais. A modelagem de aspectos temporais é um importante tópico da modelagem de sistemas de informação, porque através destes são representadas as características dinâmicas das aplicações e a interação temporal entre diferentes processos. A especificação de requisitos de aplicações através de modelos orientados a objetos permite representar não só os seus estados, mas também, seu comportamento. Modelos temporais representam também a evolução de objetos com o tempo. Como o estado de um objeto pode ser alterado devido à ocorrência de um evento (fato ocorrido em um determinado instante no tempo), é importante que o modelo utilizado permita apresentar a história destes eventos. O presente trabalho tem por finalidade propor uma extensão temporal a um modelo formal de especificação OO. Esta extensão inclui tanto aspectos estáticos quanto dinâmicos. A extensão de aspectos estáticos estende OASIS com atributos temporais. A extensão dos aspectos dinâmicos, contribuição central do trabalho, estende OASIS com eventos temporais.

Ambiente para desenvolvimento de aplicações fuzzy industriais

This paper describes the design, implementation and enforcement of a system for industrial process control based on fuzzy logic and developed using Java, with support for industrial communication protocol through the OPC (Ole for Process Control). Besides the java framework, the software is completely independent from other platforms. It provides friendly and functional tools for modeling, construction and editing of complex fuzzy inference systems, and uses these logical systems in control of a wide variety of industrial processes. The main requirements of the developed system should be flexibility, robustness, reliability and ease of expansion

Uso de modelos i* para enriquecer requisitos em métodos ágeis

The activity of requirements engineering is seen in agile methods as bureaucratic activity making the process less agile. However, the lack of documentation in agile development environment is identified as one of the main challenges of the methodology. Thus, it is observed that there is a contradiction between what agile methodology claims and the result, which occurs in the real environment. For example, in agile methods the user stories are widely used to describe requirements. However, this way of describing requirements is still not enough, because the user stories is an artifact too narrow to represent and detail the requirements. The activities of verifying issues like software context and dependencies between stories are also limited with the use of only this artifact. In the context of requirements engineering there are goal oriented approaches that bring benefits to the requirements documentation, including, completeness of requirements, analysis of alternatives and support to the rationalization of requirements. Among these approaches, it excels the i * modeling technique that provides a graphical view of the actors involved in the system and their dependencies. This work is in the context of proposing an additional resource that aims to reduce this lack of existing documentation in agile methods. Therefore, the objective of this work is to provide a graphical view of the software requirements and their relationships through i * models, thus enriching the requirements in agile methods. In order to do so, we propose a set of heuristics to perform the mapping of the requirements presented as user stories in i * models. These models can be used as a form of documentation in agile environment, because by mapping to i * models, the requirements will be viewed more broadly and with their proper relationships according to the business environment that they will meet

GT4CCI: uma abordagem baseada em grounded theory para a identificação de interesses transversais em documentos de requisitos

When crosscutting concerns identification is performed from the beginning of development, on the activities involved in requirements engineering, there are many gains in terms of quality, cost and efficiency throughout the lifecycle of software development. This early identification supports the evolution of requirements, detects possible flaws in the requirements specification, improves traceability among requirements, provides better software modularity and prevents possible rework. However, despite these several advantages, the crosscutting concerns identification over requirements engineering faces several difficulties such as the lack of systematization and tools that support it. Furthermore, it is difficult to justify why some concerns are identified as crosscutting or not, since this identification is, most often, made without any methodology that systematizes and bases it. In this context, this paper proposes an approach based on Grounded Theory, called GT4CCI, for systematizing and basing the process of identifying crosscutting concerns in the initial stages of the software development process in the requirements document. Grounded Theory is a renowned methodology for qualitative analysis of data. Through the use of GT4CCI it is possible to better understand, track and document concerns, adding gains in terms of quality, reliability and modularity of the entire lifecycle of software

STREAM-AP: um processo para sistematizar a escolha de padrões arquiteturais baseado em requisitos não-funcionais

The importance of non-functional requirements for computer systems is increasing. Satisfying these requirements requires special attention to the software architecture, since an unsuitable architecture introduces greater complexity in addition to the intrinsic complexity of the system. Some studies have shown that, despite requirements engineering and software architecture activities act on different aspects of development, they must be performed iteratively and intertwined to produce satisfactory software systems. The STREAM process presents a systematic approach to reduce the gap between requirements and architecture development, emphasizing the functional requirements, but using the non-functional requirements in an ad hoc way. However, non-functional requirements typically influence the system as a whole. Thus, the STREAM uses Architectural Patterns to refine the software architecture. These patterns are chosen by using non-functional requirements in an ad hoc way. This master thesis presents a process to improve STREAM in making the choice of architectural patterns systematic by using non-functional requirements, in order to guide the refinement of a software architecture

Identificando interesses transversais em modelos de requisitos PL-AOVgraph

The occurrence of problems related to the scattering and tangling phenomenon, such as the difficulty to do system maintenance, increasingly frequent. One way to solve this problem is related to the crosscutting concerns identification. To maximize its benefits, the identification must be performed from early stages of development process, but some works have reported that this has not been done in most of cases, making the system development susceptible to the errors incidence and prone to the refactoring later. This situation affects directly to the quality and cost of the system. PL-AOVgraph is a goal-oriented requirements modeling language which offers support to the relationships representation among requirements and provides separation of crosscutting concerns by crosscutting relationships representation. Therefore, this work presents a semi-automatic method to crosscutting concern identification in requirements specifications written in PL-AOVgraph. An adjacency matrix is used to identify the contributions relationships among the elements. The crosscutting concern identification is based in fan-out analysis of contribution relationships from the informations of adjacency matrix. When identified, the crosscutting relationships are created. And also, this method is implemented as a new module of ReqSys-MDD tool

Apoio à gerência de requisitos de software utilizando Design Rationale

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise global da estabilidade termodinâmica de misturas: um estudo com o método do conjunto gerador

O cálculo do equilíbrio de fases é um problema de grande importância em processos da engenharia, como, por exemplo, na separação por destilação, em processos de extração e simulação da recuperação terciária de petróleo, entre outros. Mas para resolvê-lo é aconselhável que se estude a priori a estabilidade termodinâmica do sistema, a qual consiste em determinar se uma dada mistura se apresenta em uma ou mais fases. Tal problema pode ser abordado como um problema de otimização, conhecido como a minimização da função distância do plano tangente à energia livre de Gibbs molar, onde modelos termodinâmicos, de natureza não convexa e não linear, são utilizados para descrevê-lo. Esse fato tem motivado um grande interesse em técnicas de otimização robustas e eficientes para a resolução de problemas relacionados com a termodinâmica do equilíbrio de fases. Como tem sido ressaltado na literatura, para proporcionar uma completa predição do equilíbrio de fases, faz-se necessário não apenas a determinação do minimizador global da função objetivo do teste de estabilidade, mas também a obtenção de todos os seus pontos estacionários. Assim, o desenvolvimento de metodologias para essa tarefa desafiadora tem se tornado uma nova área de pesquisa da otimização global aplicada à termodinâmica do equilíbrio, com interesses comuns na engenharia química e na engenharia do petróleo. O foco do presente trabalho é uma nova metodologia para resolver o problema do teste de estabilidade. Para isso, usa-se o chamado método do conjunto gerador para realizar buscas do tipo local em uma rede de pontos previamente gerada por buscas globais efetuadas com uma metaheurística populacional, no caso o método do enxame de partículas.Para se obter mais de um ponto estacionário, minimizam-se funções de mérito polarizadas, cujos pólos são os pontos previamente encontrados. A metodologia proposta foi testada na análise de quatorze misturas polares previamente consideradas na literatura. Os resultados mostraram que o método proposto é robusto e eficiente a ponto de encontrar, além do minimizador global, todos os pontos estacionários apontados previamente na literatura, sendo também capaz de detectar, em duas misturas ternárias estudadas, pontos estacionários não obtidos pelo chamado método de análise intervalar, uma técnica confiável e muito difundida na literatura. A análise do teste de estabilidade pela simples utilização do método do enxame de partículas associado à técnica de polarização mencionada acima, para a obtenção de mais de um ponto estacionário (sem a busca local feita pelo método do conjunto gerador em uma dada rede de pontos), constitui outra metodologia para a resolução do problema de interesse. Essa utilização é uma novidade secundária deste trabalho. Tal metodologia simplificada exibiu também uma grande robustez, sendo capaz de encontrar todos os pontos estacionários pesquisados. No entanto, quando comparada com a abordagem mais geral proposta aqui, observou-se que tal simplificação pode, em alguns casos onde a função de mérito apresenta uma geometria mais complexa, consumir um tempo de máquina relativamente grande, dessa forma é menos eficiente.

O ZEP Framework: um framework para a criação de métodos para envolvimento de stakeholders no desenvolvimento de soluções de software.

A especificação dos requisitos de software pressupõe que se conheçam os requisitos do sistema do que será parte. Os requisitos do sistema, por sua vez, pressupõem o conhecimento do negócio (business) onde o sistema será utilizado. Para que estes conhecimentos sejam obtidos é importante o envolvimento dos stakeholders tanto no nível de sistema quanto no nível de negócio. As literaturas sobre Engenharia de Requisitos, Engenharia de Software e Engenharia de Sistemas concordam que o envolvimento dos stakeholders é fundamental. O tratamento dispensado ao assunto, no entanto, é pequeno, dada a importância do tema. Esta dissertação, utilizando conceitos da Engenharia de Métodos Situacionais e de Design Science, apresenta o ZEP Framework, um artefato, produzido com o software EPF Composer, que permite a criação de métodos para envolver o stakeholder. Estes métodos, para serem criados, devem levar em consideração as peculiaridades da organização, dos recursos disponíveis e do projeto em si. São apresentados, ainda, alguns cenários, na área de Turismo, como exemplos da utilização do framework.

Formulação teórica dos fundamentos da otimização global topográfica com análise de desempenho e aplicações à estabilidade de fases de misturas termodinâmicas

Métodos de otimização que utilizam condições de otimalidade de primeira e/ou segunda ordem são conhecidos por serem eficientes. Comumente, esses métodos iterativos são desenvolvidos e analisados à luz da análise matemática do espaço euclidiano n-dimensional, cuja natureza é de caráter local. Consequentemente, esses métodos levam a algoritmos iterativos que executam apenas as buscas locais. Assim, a aplicação de tais algoritmos para o cálculo de minimizadores globais de uma função não linear,especialmente não-convexas e multimodais, depende fortemente da localização dos pontos de partida. O método de Otimização Global Topográfico é um algoritmo de agrupamento, que utiliza uma abordagem baseada em conceitos elementares da teoria dos grafos, a fim de gerar bons pontos de partida para os métodos de busca local, a partir de pontos distribuídos de modo uniforme no interior da região viável. Este trabalho tem dois objetivos. O primeiro é realizar uma nova abordagem sobre método de Otimização Global Topográfica, onde, pela primeira vez, seus fundamentos são formalmente descritos e suas propriedades básicas são matematicamente comprovadas. Neste contexto, propõe-se uma fórmula semi-empírica para calcular o parâmetro chave deste algoritmo de agrupamento, e, usando um método robusto e eficiente de direções viáveis por pontos-interiores, estendemos o uso do método de Otimização Global Topográfica a problemas com restrições de desigualdade. O segundo objetivo é a aplicação deste método para a análise de estabilidade de fase em misturas termodinâmicas,o qual consiste em determinar se uma dada mistura se apresenta em uma ou mais fases. A solução deste problema de otimização global é necessária para o cálculo do equilíbrio de fases, que é um problema de grande importância em processos da engenharia, como, por exemplo, na separação por destilação, em processos de extração e simulação da recuperação terciária de petróleo, entre outros. Além disso, afim de ter uma avaliação inicial do potencial dessa técnica, primeiro vamos resolver 70 problemas testes, e então comparar o desempenho do método proposto aqui com o solver MIDACO, um poderoso software recentemente introduzido no campo da otimização global.

Integração de um sistema de gestão de informação clínica hospitalar numa unidade de cuidados continuados

O crescimento da população idosa impõe o desenvolvimento de serviços de qualidade orientados para as necessidades comuns desta faixa etária. A área dos cuidados continuados corresponde a um segmento em crescimento com um forte potencial de desenvolvimento no que concerne ao domínio dos sistemas de informação (SI). O presente trabalho pressupõe o acompanhamento do processo de integração de um SI de uma Unidade Hospitalar (UH) numa Unidade de Cuidados Continuados (UCC) para idosos. A análise envolveu o recurso à Teoria Actor-network (ANT), enquanto posicionamento teórico de relevo para o desenvolvimento de SI. Esta teoria coloca, equitativamente, em destaque os factores humano e não humano como concorrentes para o sucesso no desenvolvimento de um SI. O processo em destaque neste trabalho envolveu a análise compreensiva dos SI das unidades de saúde envolvidas; monitorização e descrição do processo de integração do SI de inspiração hospitalar na UCC; avaliação do resultado final; estabelecimento de requisitos fundamentais para o desenho de um SI adaptado a uma organização prestadora de cuidados continuados a idosos. Estas etapas foram desenvolvidas tendo por base a concretização de 3 ciclos, integradores dos conceitos da ANT com o processo de Engenharia de Requisitos: Ciclo 1 - análise do sistema sócio-técnico; Ciclo 2 – desenho do novo sistema sócio-técnico; Ciclo 3 – transformação da rede sócio-técnica. A metodologia inerente ao processo envolveu a análise documental, realização de notas de campo, entrevista e questionário. Os requisitos são apresentados através da conceptualização de um SI denominado Gestão de Cuidados Residenciais (GCR). Conclui-se, que para que um SI resulte com eficácia, eficiência e efetividade para uma organização, deverá revelar-se adaptado ao propósito e missão da organização em causa, sob pena de induzir fragilidade ao ciclo operacional e ao modelo de gestão de informação.