Un modelo de procesamiento terminológico para la obtención y validación de requisitos de software basado en el diagrama de objetivos de Kaos Report as inadecuate




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0 Generalidades - Computer science, information and general works

Resumen: La educción y validación de requisitos de software son actividades propias de la Ingeniería de Software, estas se realizan en las primeras fases del ciclo de vida del software, es decir, en la definición y el análisis respectivamente. En estas fases se intentan capturar los requisitos que debe cumplir el sistema software y transformarlos en modelos conceptuales que permitan explicar los elementos significativos del área del problema. Sin embargo, los productos obtenidos a través de estas fases presentan problemas en su concepción debido a: i la brecha de comunicación presente entre el interesado usuario y el analista, es decir, debido a la comunicación limitada o insuficiente que se genera por las diferencias entre sus especialidades, y ii la ambigüedad verbal presente en el universo del discurso. Estos problemas, impiden una correcta identificación y validación de los requisitos que debe cumplir un sistema software. Asimismo, hacen que el producto final sea más costoso debido a la corrección de errores en las etapas de implementación y producción del sistema software. Con el propósito de: i mejorar los resultados en la educción y validación de requisitos de software, y ii reducir la brecha de comunicación entre el interesado y el analista, se utilizan diversos esquemas conceptuales, entre estos se emplea el diagrama de objetivos de KAOS Knowledge Acquisition in Automated Specification, el cual le permite al usuario la identificación y la validación de los requisitos asociados al sistema software. Además, a partir de este diagrama se pueden obtener diagramas UML propios de la tercera fase diseño del ciclo de vida del software, los cuales hacen parte del dominio del analista. Sin embargo, en los diferentes trabajos que especifican o utilizan el diagrama de diagrama de objetivos de KAOS, se logran identificar los siguientes problemas: i falta de consistencia entre el lenguaje natural y los elementos básicos que conforman el diagrama de objetivos de KAOS, ii no utilizan herramientas terminológicas que permitan minimizar la ambigüedad semántica presente en el universo del discurso, iii falta de validación semiautomática de requisitos de software por parte del interesado en la etapa inicial, y iv no obtienen de manera semiautomática el diagrama de objetivos correspondiente. Con la intención de dar solución a los problemas identificados en el párrafo anterior, se logró realizar en esta tesis doctoral lo siguiente: i caracterizar los elementos que componen el diagrama de objetivos de KAOS, ii construir una Ontología para representar con mayor precisión los elementos del diagrama de objetivos KAOS, iii definir un conjunto de formas morfosintácticas que permiten caracterizar a partir de lenguaje natural los elementos básicos objetivo, entidad, operación y agente del diagrama de objetivos de KAOS, de tal forma, que se logró dar una solución a la necesidad de identificar la consistencia que debe existir entre el lenguaje natural y los elementos básicos que conforman diagrama de objetivos de KAOS, iv definir un conjunto de reglas semánticas que permiten minimizar la ambigüedad semántica presente en el universo del discurso, la cual afecta de forma negativa las actividades asociadas a la educción y validación de requisitos de software, v crear un modelo de procesamiento terminológico para la educción y validación interactiva con el usuario de requisitos de software inicialmente descritos en lenguaje natural, vi desarrollar la aplicación NL2KAOS elaborada en JAVA, JSP y PHP que permite automatizar el modelo propuesto, además, incluye las formas morfosintácticas y las reglas semánticas definidas en esta tesis, vii obtener de manera semiautomática el diagrama de objetivos de KAOS, viii realizar la evaluación del modelo mediante la experimentación y el análisis de los resultados obtenidos, los cuales fueron confrontados con varios casos de estudio registrados en la literatura científica, en los experimentos se analizaron las características de la exhaustividad, la precisión, la correctitud, la completitud y la consistencia de los elementos básicos objetivo, entidad, operación y agente., Abstract: The elicitation and validation of software requirements are specific activities belonging to software engineering which are performed in the early stages of the software life cycle, namely, definition and analysis. In these phases the goal is to capture the requirements to be met by the system software and transform them into conceptual models that explain the significant components of the problem area. However, there are problems in the conception of the products obtained in these phases because of: i the communication gap existing between the stakeholder user and the analyst due to limited or insufficient communication caused by the differences in their specialties, and ii the verbal ambiguity present in the universe of discourse. These problems make it impossible to correctly identify and validate the requirements that must be met by the system software. Likewise, they increase the cost of the final product because errors must be corrected during the systems software implementation and production stages. In order to: i improve the results of the requirements elicitation and validation phases, and ii reduce the communication gap between the stakeholder and the analyst, a number of conceptual schemes are used. One of such is the KAOS Knowledge Acquisition in Automated Specification diagram, which allows users to identify and validate the requirements associated with the system software. Furthermore, the UML diagrams, which belong to the third phase design of the software life cycle and are a part of the analysts domain, can be obtained from this diagram. However, the following problems have been observed in the various studies which specify or use the KAOS goal diagram: i lack of consistency between natural language and the basic components of the KAOS goal diagram, ii lack of terminological tools that can be used to minimize the semantic ambiguity in the universe of discourse, iii lack of semi-automatic validation of software requirements performed by the stakeholder during the initial stage, and iv the corresponding goal diagram is not obtained semi-automatically. In order to solve the problems stated in the preceding paragraphs, the following objectives where achieved in this doctoral dissertation: i characterize the components of the KAOS goal diagram. ii Build an Ontology that represents the components of the KAOS goal diagram more accurately. iii Define a set of morphosyntactic forms which make it possible to extract the basic components of the KAOS goal diagram from natural language goal, entity, operation and agent to solve the problem of consistency between natural language and the basic components of the KAOS goal diagram. iv Define a set of semantic rules that make it possible to minimize the semantic ambiguity found in the universe of discourse that negatively affects the activities associated with software requirements elicitation and validation. v Create a terminology processing model for eliciting and validating the software requirements expressed in natural language, with the help of the user and in an interactive manner. vi Develop the NL2KAOS application written in JAVA, JSP and PHP which automates the proposed model and includes the morphosyntactic forms and semantic rules defined in this dissertation. vii Semi-automatically obtain the KAOS goal diagram. viii Evaluate the model by experimenting and analyzing the results obtained; such results were compared with a number of case studies appearing in the scientific literature. Additionally, the exhaustive, precision, correctness, completeness and consistency of the basic components goal, entity, operation and agent.

Tipo de documento: Tesis-trabajos de grado - Thesis Doctorado

Colaborador - Asesor: Guzmán Luna, Jaime Alberto

Información adicional: Doctorado en Ingeniería - Sistemas e Informática Línea de Investigación: Ingeniería de Software y Procesamiento de Lenguaje Natural

Palabras clave: Ingeniería de Software, Procesamiento de lenguaje natural, Educción de requisitos, Validación de requisitos, Objetivo, Diagrama de objetivos de KAOS, Software engineering, Natural language processing, Requirements elicitation, Requirements validation, Goal, KAOS goal diagram

Temática: 0 Generalidades - Computer science, information and general works





Source: http://www.bdigital.unal.edu.co


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UN MODELO DE PROCESAMIENTO TERMINOLÓGICO PARA LA OBTENCIÓN Y VALIDACIÓN DE REQUISITOS DE SOFTWARE BASADO EN EL DIAGRAMA DE OBJETIVOS DE KAOS Luis Alfonso Lezcano Rodríguez Universidad Nacional de Colombia Facultad de Minas Departamento de Ciencias de la Computación y de la Decisión Medellín, Colombia Año 2014 UN MODELO DE PROCESAMIENTO TERMINOLÓGICO PARA LA OBTENCIÓN Y VALIDACIÓN DE REQUISITOS DE SOFTWARE BASADO EN EL DIAGRAMA DE OBJETIVOS DE KAOS Luis Alfonso Lezcano Rodríguez Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de: Doctor en Ingeniería Área: Sistemas e Informática Director: Ph.D., Jaime Alberto Guzmán Luna Línea de Investigación: Ingeniería de Software y Procesamiento de Lenguaje Natural Grupo de Investigación: SINTELWEB (Sistemas inteligentes Web) Universidad Nacional de Colombia Facultad de Minas Departamento de Ciencias de la Computación y de la Decisión Medellín, Colombia Año 2014 Dedicatoria A mi querida esposa Paula Andrea y a mis amados hijos Samuel y Santiago, por la alegría, la comprensión y el apoyo que me ofrecen cada día. Luis Alfonso L.
R. Agradecimientos A mi director Jaime Alberto Guzmán Luna por todo su apoyo, paciencia, compresión, respeto e interés que demostró durante el desarrollo de mi formación doctoral. Agradezco de manera especial a los profesores Jaime Polanía Vorenberg, Amanda Lucía Mora Martínez, Román Eduardo Castañeda Sepúlveda, María Cecilia Plested Álvarez y a los ingenieros Sebastián Alonso Gómez Arias, Carlos Andrés Vélez Carvajal y Carlos Alberto Álvarez Canchila por todo el apoyo que me ofrecieron durante el desarrollo de este proyecto doctoral. Asimismo, agradezco a la Dirección de Investigaciones de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín y a la Vicerrectoría de Investigaciones de la Universidad Nacional de Colombia por la financiación otorgada a los proyectos de investigación: (i) Un modelo de procesamiento terminológico para l...





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