UCLM-ESI
PROYECTO FIN DE CARRERA:
TÍTULO Arquitectura Software Abierta para Repositorios de Datos y Metadatos ALUMNO FÉLIX ÓSCAR GARCÍA RUBIO
DIRECTOR FRANCISCO RUIZ GONZÁLEZ NÚMERO 16-01
FECHA 2001, septiembre CALIFICACIÓN MATRÍCULA DE HONOR
RESUMEN:
Las herramientas CASE han supuesto y suponen una nueva formulación del concepto de ciclo de vida del software, basada en la automatización. La idea básica que subyace en la CASE es proporcionar un conjunto de herramientas bien integradas y que ahorren trabajo, enlazando y automatizando todas las fases del ciclo de vida del software.
El elemento fundamental de las herramientas CASE lo constituye el depósito o repositorio. El repositorio es un mecanismo para almacenar y organizar toda la información sobre un sistema software. Para sacar el mayor partido de las herramientas CASE se hace necesario que puedan compartir datos entre ellas. Igual o más importante aún es que también puedan compartir metadatos, es decir, datos sobre cómo y cuales son los datos que se quieren compartir. Esa función se puede desempeñar almacenando los elementos del repositorio siguiendo una especificación común y que facilite el intercambio.
El presente proyecto pretende diseñar una arquitectura software abierta para los repositorios basada en el uso de los últimos estándares de compartición de metadatos (XMI, XML-based Metadata Interchange) y de metamodelización (MOF, Meta Object Facility) . Igualmente esta arquitectura será aplicada en la construcción de un componente gestor de repositorio. Dicho componente será integrado en una herramienta CASE horizontal orientada a la Gestión de Procesos Software.
ABSTRACT
CASE tools have supposed and are supposing a new formulation of the concept of lifecycle, based on the automation. The basic idea which is present in CASE is to provide a set of well integrated tools and that save work, linking and automating all the phases of the software lifecycle.
The key element of CASE tools is the repository. The repository is a mechanism to storage and organize all the information about a software system. In order to obtain the best profits of the CASE tools it is necessary that they could share data among them. The same or more important is the fact that they also could share metadata, that is to say, data about how and which are the data that want to be shared. That function can be tried out storing the elements of the repository following a common specification and that facilitate the interchange.
The actual project aims to design an open software architecture for the repositories based on the use of the latest metadata sharing standards (XMI, XML-based Metadata Interchange) and metamodeling standards (MOF, Meta Object Facility). Likewise this architecture will be applied in the implementation of a repository manager component. This component will be integrated in an horizontal CASE tool oriented to software process management.
INDICE
1. INTRODUCCIÓN...Página 1 1.1. INTRODUCCIÓN AL TEMA ...Página 1 1.2. OBJETIVOS...Página 4 1.3. ENFOQUE...Página 4 1.4. ESTRUCTURA DEL TRABAJO ...Página 5 2. ANTECEDENTES Y ESTADO DEL ARTE...Página 6 2.0. PREÁMBULO ...Página 6 2.1.EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL ALMACENAMIENTO DE LOS DATOS. Página 6 2.2. XML (EXTENSIBLE MARKUP LANGUAGE) ...Página 10
2.2.1. Los orígenes de XML...Página 10 2.2.2. Beneficios del uso de XML...Página 12 2.2.3. Forma de trabajo de XML...Página 12 2.2.4. DTD (Document Type Declaration)...Página 15 2.3. ENTORNOS DE INGENIERÍA DEL SOFTWARE (EIS) ...Página 20 2.3.1. Introducción y concepto ...Página 20 2.3.2. Clasificación de los servicios de un EIS ...Página 21 2.3.3. Entornos de Ingeniería del Software Orientados al Proceso (PSEE) ...Página 21 2.3.3.1. Un modelo de referencia para arquitecturas en PSEEs...Página 23 2.3.3.2. Gestión de diálogo...Página 23 2.3.3.3. Gestión del proceso...Página 24 2.3.3.4. Gestión del espacio de trabajo...Página 25 2.3.3.5. Gestión del repositorio...Página 25 2.3.3.5.1. Composición de datos y estructura...Página 25 2.3.3.6. Gestión de comunicación...Página 27 2.3.3.7. Herramientas...Página 27 2.4. REPOSITORIOS DE METADATOS ...Página 28 2.4.1. Metadatos y arquitectura de metamodelización ...Página 28 2.4.2. Repositorio. Introducción y concepto ...Página 30 2.4.3. Estándares sobre repositorios ...Página 32 2.5 MOF (META OBJECT FACILITY)...Página 33 2.5.1. Visión general ...Página 33 2.5.2. Arquitectura conceptual de MOF...Página 33 2.5.3. El modelo MOF...Página 35 2.6 EL ESTÁNDAR XMI (XML METADATA INTERCHANGE)...Página 37 2.6.1. Introducción: El valor del intercambio abierto ...Página 37 2.6.2. Visión general de XMI...Página 38 2.6.3. Relación entre XMI y MOF ...Página 40 2.6.4. Ejemplo de XMI...Página 42 2.6.5. Diseño de XMI. Generación de documentos XMI Y DTD’S ...Página 43 2.6.5.1. Principios de diseño de los DTDs EN XMI...Página 43 2.6.5.1.1. Uso de XML DTDs y requerimientos...Página 43 2.6.5.1.2. Principios básicos de los DTDs en XMI...Página 44 2.6.5.1.3. Elementos estructurales de todo DTD XMI....Página 45 2.6.5.1.4. Especificación de los elementos <XMI.content>...Página 50 2.6.5.1.4.1. Especificación de una clase ...Página 50 2.6.5.1.4.2. Especificación de un atributo ...Página 51 2.6.5.1.4.3. Especificación de las asociaciones...Página 51 2.6.5.1.4.4. Especificación de las composiciones...Página 52 2.6.5.2. Principios de generación de documentos XMI...Página 52 2.6.5.2.1. Producción por agregación de objetos...Página 53 2.6.5.2.2. Producción por extensión de paquetes...Página 56
2.6.5.2.3. Diferencias entre las aproximaciones...Página 58 2.7 OTROS ESTÁNDARES DE METAMODELIZACIÓN ...Página 58
2.7.1. El estándar OIM (Open Information Model)/
XIF (XML Interchange Format) ...Página 58 2.7.1.1.Definición y objetivos....Página 58 2.7.1.2. Alcance de OIM....Página 59 2.7.1.3. Arquitectura conceptual de OIM....Página 60 2.7.1.4. XIF (XML Interchange Format )...Página 62 2.7.2. ANSI IRDS (Information Resource Dictionary System) ...Página 62 2.7.3. CDIF (CASE Data Interchange Format) ...Página 63 3. OBJETIVOS DEL PROYECTO...Página 65 3.1. ENTORNO ...Página 66 4. HIPÓTESIS DE TRABAJO...Página 68 5. METODOLOGÍA Y RESULTADOS...Página 69 5.1. MÉTODO DE TRABAJO...Página 69 5.1.1. Introducción al Lenguaje Unificado de Modelado...Página 69 5.1.1.1. Elementos...Página 70 5.1.1.1.1. Elementos Estructurales...Página 70 5.1.1.1.2. Elementos de Comportamiento...Página 73 5.1.1.1.3. Elementos de Agrupación...Página 73 5.1.1.1.4. Elementos de Anotación...Pagina 74 5.1.1.2. Relaciones...Página 74 5.1.1.3. Vistas...Página 75 5.1.1.3.1. Diagramas Estructurales...Página 78 5.1.1.3.2. Diagramas de Comportamiento...Página 78 5.1.2. Introducción al Proceso Unificado de desarrollo de Software...Página 79 5.1.2.1. Dirigido por Casos de Uso...Página 80 5.1.2.1.1. La captura de los casos de uso...Página 81 5.1.2.1.2. Análisis, Diseño e Implementación para realizar los casos de uso..Página 81 5.1.2.1.3. Prueba de los casos de uso...Página 83 5.1.2.2. Centrado en la Arquitectura...Página 84 5.1.2.3. Iterativo e Incremental...Página 84 5.1.2.4. La vida del Proceso Unificado...Página 85 5.1.2.4.1. El Producto...Página 86 5.1.2.4.2. Fases dentro de un ciclo...Página 86 5.2. ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA HERRAMIENTA ...Página 87 5.2.1. Especificación de requisitos candidatos...Página 87 5.2.2. Modelos de Casos de Uso ...Página 88 5.2.2.1. Modelo de casos de uso del gestor de repositorio ...Página 88 5.2.2.1.1. Descripción general...Página 89 5.2.2.1.2. Identificación y descripción de cada caso de uso...Página 90 5.2.2.2. Modelo de casos de uso para el sistema Implementación MOF...Página 93 5.2.3. Estructura del gestor integrado con una herramienta de metamodelado.Página 95 5.2.4. Arquitectura de tres capas de la aplicación...Página 95 5.2.5. Diagrama de clases del gestor de repositorio ...Página 98 5.2.6. Diagrama de clases del componente de metamodelado MOF...Página 101 5.3. CASOS DE PRUEBA ...Página 105 5.3.1. La arquitectura MOF de cuatro niveles...Página 105 5.3.2. Aplicación de la arquitectura a datos y procesos software ...Página 106 5.3.2.1.El caso de los modelos de datos...Página 107 5.3.2.1.1. Nivel M3...Página 107 5.3.2.1.2. Nivel M2: Metamodelo E/R...Página 108
5.3.2.1.3. Nivel M2: Metamodelo Relacional...Página 109 5.3.2.1.4. Ejemplo práctico...Página 110 5.3.2.1.4.1. Asociación M3-M2 ...Página 111 5.3.2.1.4.2. Asociación M2-M1 ...Página 111 5.3.2.1.4.3. Asociación M1-M0 ...Página 112 5.3.2.2.El caso de los modelos de Procesos...Página 113 5.3.2.2.1. Nivel M3...Página 114 5.3.2.2.2. Nivel M2: Metamodelo Procesos Software...Página 114 5.3.2.2.3. Nivel M1: Metodología MANTEMA...Página 117 5.3.2.2.4. Ejemplo práctico de correspondencias...Página 117 5.3.2.2.4.1. Asociación M3-M2 ...Página 117 5.3.2.2.4.2. Asociación M2-M1 ...Página 118 5.4. ENTORNO TECNOLÓGICO...Página 120 5.4.1. DOM (Document Object Model) ...Página 120 5.4.1.1.Introducción...Página 120 5.4.1.2. Elementos del DOM...Página 122 5.4.1.2.1. Objeto DOMDOCUMENT...Página 123 5.4.1.2.1.1. Creación de nodos...Página 126 5.4.1.2.1.2 Asignación de atributos a los nodos....Página 127 5.4.1.2.2. Objeto IXMLDOMNODE...Página 127 5.4.1.2.3. Objeto IXMLDOMELEMENT...Página 129 5.4.1.2.4. Objeto IXMLDOMATTRIBUTE...Página 129 5.4.1.2.5. Objeto IXMLDOMNODELIST...Página 130 5.4.1.2.6. Objeto IXMLDOMPARSEERROR...Página 130 5.4.1.2.7. Otras interfaces DOM...Página 132 5.4.1.2.7.1. Objeto IXMLDOMCDATASECTION...Página 132 5.4.1.2.7.2. Objeto IXMLDOMCOMMENT...Página 132 5.5. MANUAL DE USUARIO...Página 133 6. CONCLUSIONES Y PROPUESTAS...Página 138 6.1. Conclusiones...Página 138 6.2. Propuestas...Página 140 6.3. Líneas Futuras...Página 140 7. BIBLIOGRAFÍA...Página 141 ANEXO A. DIAGRAMAS ADICIONALES UML...Página 144 A.1. CAPTURA DE REQUISITOS COMO CASOS DE USO...Página 144 A.1.1 Diagramas de estados para cada caso de uso...Página 144 A.2. ANÁLISIS...Página 144 A.2.1 Diagramas de colaboración de la realización de cada caso de uso ...Página 144 A.3. DISEÑO ...Página 147 A.3.1 Diagramas de secuencia de la realización de cada caso de uso...Página 147 ANEXO B. ACRÓNIMOS...Página 150 ANEXO C. EJEMPLOS DE CÓDIGO FUENTE...Página 152 C.1. CÓDIGO FUENTE DE LA CLASE GestorRepositorio...Página 153 C.2. CÓDIGO FUENTE DE LA CLASE GenDocXMI...Página 154 C.3. CÓDIGO FUENTE DE LA CLASE LoaderXMI...Página 158 ANEXO D. CÓDIGO XML Y DTD DEL CASO PRÁCTICO METAMODELADO DE PROCESOS SOFTWARE...Página 163
D.1. DOCUMENTO XMI DEL METAMODELO DE
PROCESOS SOFTWARE (NIVEL 2)...Página 163
D.2. DOCUMENTO XMI DE VERSIÓN SIMPLIFICADA DE MANTEMA ...Página 174 D.3. DTD DEL METAMODELO DE PROCESOS SOFTWARE ...Página 177
ANEXO E. MANTEMA: UNA METODOLOGÍA PARA EL MANTENIMIENTO DE SOFTWARE.. Página 179
E.1. PLANTEAMIENTO DE LA METODOLOGÍA MANTEMA ...Página 179 E.2. DESCRIPCIÓN DE LAS TAREAS...Página 181 E.3. ESTRUCTURA DETALLADA DE MANTEMA...Página 182 E.3.1 Actividades y tareas iniciales comunes ...Página 183 E.3.2 Actividades y tareas del mantenimiento no planificable
(correctivo urgente)...Página 184 E.3.3 Actividades y tareas del mantenimiento planificable (correctivo
no urgente, perfectivo, preventivo y adaptativo)...Página 185 E.3.4 Actividades y tareas finales comunes ...Página 186 E.3.5 Documentación ...Página 187 ANEXO F. REGLAS EBNF DE GENERACIÓN DE DOCUMENTOS
XMI...Página 188 ANEXO G. PRINCIPIOS DE GENERACIÓN DE DTDs...Página 194 G.1. REGLAS DE GENERACIÓN DE DTD’s TIPO SIMPLE ...Página 194 G.2. ELEMENTOS FIJOS EN TODO DTD DE DOCUMENTO XMI ...Página 200
