un framework para el despliegue y evaluación de procesos software
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Tesis Doctoral. PhDTRANSCRIPT
Un framework para el despliegue y evaluación
de procesos software
TESIS DOCTORAL
Cádiz, 19 de Diciembre de 2013
IVÁN RUIZ RUBE
Contenidos• Introducción• Estado del arte• Marco de trabajo• Evaluación• Conclusiones
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 2
Introducción• Contexto• Motivación• Objetivos
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 3
Calidad y procesos de software• Diferentes perspectivas de la calidad del
software, en general depende de:– procesos implantados– recursos empleados – personas implicadas
• Ingeniería de Procesos Software: – promueve la producción sistemática de software
mediante el seguimiento de procesos técnicos y de gestión bien definidos
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 4
Contexto
Ciclo de vida de los procesos
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 5
Weske, M.: Business process management: concepts, languages, architectures (2007)
Contexto
Motivación
Ingeniería de Procesos
• Modelos de ciclo de vida
• Métodos de desarrollo
• Marcos de mejora y evaluación
Herramientas de soporte
• Aplicaciones
• Forjas de software y plataformas ALM
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 6
Objetivos
Recopilar el estado del arte en la gestión de procesos software
Posibilitar la automatización del despliegue de procesos software sobre herramientas de soporte
Mejorar los procedimientos necesarios para la evaluación de la calidad en los procesos software
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 7
OBJ-1
OBJ-2
OBJ-3
Estado del arte• Modelado de procesos• Usos de SPEM• Preguntas de investigación
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 8
Lenguajes de modelado
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 9
Microsoft Solution Framework
Open Process Framework
ISO/IEC 24744: Software Engineering Metamodel for Development Methodologies (SEMDM)
OMG Software and Systems Process Engineering Metamodel Specification (SPEM)
Modelado de procesos
Características del lenguaje SPEM
• Permite representar de forma uniforme procesos y métodos• Da soporte al desarrollo y reutilización de nuevos procesos• Permite la adaptación (tailoring) de los procesos a necesidades
específicas • Ofrece soporte al despliegue (enactment) de los procesos para su
ejecución automáticaUn framework para el despliegue y evaluación de procesos software 10
Modelado de procesos
Herramientas de modelado SPEM
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 11
Eclipse Process Framework Composer IRIS Process Author
Enterprise Architect Objecteering
Modelado de procesos
Usos de SPEM
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 12
1 Weske, M.: Business process management: concepts, languages, architectures (2007)2 Wieringa, R., et al.: Requirements engineering paper classification and evaluation criteria: a proposal and a discussion (2005)
Process Modeling
Process Adaptability
Process Verification & Validation
Process Configuration & Enactment
Process Evaluation
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RESEARCH TYPE2
Usos de SPEM
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1 Weske, M.: Business process management: concepts, languages, architectures (2007)2 Wieringa, R., et al.: Requirements engineering paper classification and evaluation criteria: a proposal and a discussion (2005)
Process Modeling
Process Adaptability
Process Verification & Validation
Process Configuration & Enactment
Process Evaluation
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Modelado de procesos en ISDesarrollo de sistemas multi-agente
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 14
Líneas de productos software
Desarrollo ágil de software
Desarrollo de sistemas en tiempo real
Procesos basados en Unified Process
Usos de SPEM
Usos de SPEM
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 15
1 Weske, M.: Business process management: concepts, languages, architectures (2007)2 Wieringa, R., et al.: Requirements engineering paper classification and evaluation criteria: a proposal and a discussion (2005)
Process Modeling
Process Adaptability
Process Verification & Validation
Process Configuration & Enactment
Process Evaluation
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Adaptabilidad de procesos
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1 Martínez-Ruiz, T. et al.: Towards a SPEM v2.0 Extension to Define Process Lines Variability Mechanisms (2008)2 Hurtado J. , et al: An MDE Approach to Software Process Tailoing (2011)
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Usos de SPEM
Usos de SPEM
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 17
1 Weske, M.: Business process management: concepts, languages, architectures (2007)2 Wieringa, R., et al.: Requirements engineering paper classification and evaluation criteria: a proposal and a discussion (2005)
Process Modeling
Process Adaptability
Process Verification & Validation
Process Configuration & Enactment
Process Evaluation
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Verificación y Validación
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1 Alegría, J. et al.: Software Process Model Blueprints (2010)2 Garcia, F. et al.: A Proposal and Empirical Validation of Metrics to Evaluate the Maintainability of Software Process Models (2007)3 4 Hsueh, N. et al.: Applying UML and software simulation for process definition, verification, and validation (2008)
Usos de SPEM
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1 Weske, M.: Business process management: concepts, languages, architectures (2007)2 Wieringa, R., et al.: Requirements engineering paper classification and evaluation criteria: a proposal and a discussion (2005)
Process Modeling
Process Adaptability
Process Verification & Validation
Process Configuration & Enactment
Process Evaluation
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Configuración y despliegue
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1 Haumer, P.: Eclipse process framework composer (2007)2 Bendraou, R., et al.: Definition of an Executable SPEM 2.0 (2007)3 Cervera, M., et al.: A Methodological Framework and Software Infrastructure for the Construction of Software Production Methods (2010)
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Usos de SPEM
Usos de SPEM
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1 Weske, M.: Business process management: concepts, languages, architectures (2007)2 Wieringa, R., et al.: Requirements engineering paper classification and evaluation criteria: a proposal and a discussion (2005)
Process Modeling
Process Adaptability
Process Verification & Validation
Process Configuration & Enactment
Process Evaluation
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Evaluación de procesos
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1 Rodríguez, D., et al.: Defining Software Process Model Constraints with rules using OWL and SWRL (2010)2 Colombo, A., et al.: The use of a meta-model to support multi-project process measurement (2008)
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Usos de SPEM
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1 Weske, M.: Business process management: concepts, languages, architectures (2007)2 Wieringa, R., et al.: Requirements engineering paper classification and evaluation criteria: a proposal and a discussion (2005)
Process Modeling
Process Adaptability
Process Verification & Validation
Process Configuration & Enactment
Process Evaluation
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RESEARCH TYPE2
Preguntas de investigación
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Hipótesis• Las inconsistencias entre la definición de los procesos y la
ejecución de los proyectos podrían minimizarse, en parte, mediante la personalización y adaptación de las herramientas de soporte y la creación de plantillas específicas para las mismas
Problema• Herramientas no incorporan mecanismos para vincular las
definiciones explícitas de los modelos de procesos• Falta de alineamiento entre los procesos y las herramientas de
soporte
Preguntas de investigación
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 25
Hipótesis• Conseguir una visión global y uniforme de la información
gestionada por las herramientas de soporte permitiría automatizar la recogida de métricas y la evaluación de la calidad en los procesos software
Problema• Falta de evidencias sobre la ejecución de los procesos en formato
accesible • Complejidad en la evaluación de procesos
Marco de trabajo• Método para el despliegue y
evaluación• Modelos y relaciones entre
modelos• Herramientas
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 26
Método para el despliegue y evaluación
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 27
Model Adapt
Model-Driven Engineering
Model-Driven Engineering (MDE)
Paradigma que promueve el uso de modelos como artefactos de primer nivel. Model Driven Architecture (MDA) es la propuesta
de la OMG para el desarrollo dirigido por modelos. Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 28
Transformation Rules
Transformation Rules
Transformation Rules
Manual Refinement
Manual Refinement
Manual Refinement
Initial Definition
CIM PIM PSM Code
Método para el despliegue y evaluación
Modelado de procesos software
Ingeniero de Procesos
Definición de métodos y procesos software
Herramienta de modelado de procesos compatible con el lenguaje SPEM
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 29
Método para el despliegue y evaluación MODEL
Adaptación de herramientas de soporte
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 30
Método para el despliegue y evaluación ADAPT
Método para el despliegue y evaluación
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 31
Model Adapt OpenIntegration
Model-Driven Engineering Linked Open Data
Linked Open Data (LOD)• Método para la
publicación y consumo de datos en la Web
• Interoperabilidad sintáctica y semántica: RDF y vocabularios
• Consumo de datos: API REST o SPARQL
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 32
Java Enterprise Edition
Documento de Análisis del Sistema
Versión 2.0
Cambio del look&feel
Modelo de casos de uso
Proyecto Software
Método para el despliegue y evaluación
Gestión de compras
name
technology
versions
workproducts
diagrams
name
Apertura de herramientas de soporte
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 33
Método para el despliegue y evaluación OPEN
Desarrollo de soluciones de integración
Ingeniero de Sistemas
Implementar soluciones para el análisis de indicadores y métricas de software y para la automatización de revisiones de calidad
Herramienta para la construcción de soluciones de integración de datos ETL o EII
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 34
Método para el despliegue y evaluación INTEGRATE
Modelos y relaciones entre modelos
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
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VMM
Enterprise Architect
…
SPCM
ITM
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
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WIKIM
MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
…
SPCM
ITM
Redmine
…
…
… … …
SPEM
Software Process Engineering Metamodel (SPEM)
•
Modelos y relaciones entre modelos
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
SWPM
WIKIM
MediaWiki
…
VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
Redmine
…
…
… … …
Software Work Product Model (SWPM)
SWPM •
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
SWPM
WIKIM
MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
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Software Project Control Model (SPCM)
SPCM
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
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MediaWiki
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VMM
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SPCM
ITM
Redmine
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Correspondencias SPEM-SWPM
•
•
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
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WIKIM
MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
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Correspondencias SPEM-SPCM
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
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WIKIM
MediaWiki
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VMM
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SPCM
ITM
Redmine
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WIKIM
WIKI tool Model (WIKIM)
•
Modelos y relaciones entre modelos
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
SWPM
WIKIM MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
Redmine
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… … …
Visual Modeling tool Model (VMM)
VMM
•
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
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SWPM
WIKIM MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
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… … …
Issue Tracking tool Model (ITM)
ITM
•
Modelos y relaciones entre modelos
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
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WIKIM MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
Redmine
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Correspondencias SWPM-WIKIM
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
Redmine
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Correspondencias SWPM-VMM
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
SWPM
WIKIM MediaWiki
…
VMM
Enterprise Architect
…
SPCM
ITM
Redmine
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Correspondencias SPCM-ITM
•
Modelos y relaciones entre modelos
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
SWPM
WIKIM MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
Redmine
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MediaWiki Model
MediaWiki
•
Modelos y relaciones entre modelos
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 48
PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
SWPM
WIKIM MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
Redmine
…
…
… … …
Enterprise Architect Model
Enterprise Architect
•
Modelos y relaciones entre modelos
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
SWPM
WIKIM
MediaWiki
…
VMM
Enterprise Architect
…
SPCM
ITM
Redmine
…
…
… … …
Redmine Model
Redmine
•
Modelos y relaciones entre modelos
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PSM (herramientas
específicas)
PSM (herramientas
genéricas)
PIMCIM
SPEM
SWPM
WIKIM
MediaWiki
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VMM
Enterprise Architect
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SPCM
ITM
Redmine
…
…
… … …… …
…
…
…
…
…
•
MDE: Metamodelos
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Herramientas
•
MDE: Reglas de transformación
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 52
Herramientas
•
MDE: Herramienta para despliegue
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 53
Este software ofrece un conjunto de editores para los modelos de despliegue, de herramientas genéricas y de herramientas
específicas. Actualmente soporta el despliegue sobre las herramientas MediaWiki, Enterprise Architect y Redmine.
Herramientas
LOD: Vocabularios
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 54
Herramientas
•
LOD: Links y reglas de inferencia
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 55
Herramientas
•
LOD: Componentes para apertura datos
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 56
Exposición de datos RDF en aplicaciones MVC Django
Extracción y exposición de datos RDF desde forjas de software
Exposición de datos RDF en aplicaciones MVC Ruby on Rails
Exposición de datos RDF desde Enterprise Architect
Herramientas
extension for
Evaluación• Casos de estudio– Despliegue de OpenUP– Análisis de indicadores
• Escenario de uso– Revisiones de calidad
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 57
Caso 1: Despliegue de OpenUP• Caso de estudio: Despliegue de
los productos de trabajo de OpenUP sobre herramientas de soporte
• Objetivo: Evaluación de la actividades Modelado de Procesos Software y Adaptación de herramientas de soporte
• Alcance: Adaptación de las herramientas MediaWiki y Enterprise Architect
• Solución: Utilización del modelo de OpenUP diseñado con EPF y su despliegue mediante SPDT
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 58
Caso 1: Despliegue de OpenUP
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 59
Modelo de proceso OpenUP
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 60
Caso 1: Despliegue de OpenUP
Caso 1: Despliegue de OpenUP
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 61
Modelo de productos de trabajo
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 62
Caso 1: Despliegue de OpenUP
•
Caso 1: Despliegue de OpenUP
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 63
Modelos de herramientas específicas
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 64
Caso 1: Despliegue de OpenUP
Caso 1: Despliegue de OpenUP
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 65
Plantillas para MediaWiki
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 66
Caso 1: Despliegue de OpenUP
Proyecto Enterprise Architect
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 67
Caso 1: Despliegue de OpenUP
Caso 2: Análisis de indicadores• Caso de estudio: Análisis de
indicadores sobre las habilidades de las personas implicadas en proyectos de software
• Objetivo: Evaluación de la actividades Apertura de las herramientas de soporte y Desarrollo de soluciones de integración
• Alcance: Desarrollo de una aplicación web, en el contexto de una asignatura de Ingeniería Informática, utilizando SVN, Assembla y MediaWiki
• Solución: Procesos ETL basados en consultas SQL sobre CVSAnaly, Abreforjas y StatMediaWiki
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 68
CVSAnaly
Asignación equilibrada de trabajo– Tareas asignadas a los miembros del proyecto
– Contribuciones de los usuarios a la wiki
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 69
Caso 2: Análisis de Indicadores
Control y monitorización del trabajo– Actividad en sistemas de gestión de tareas
– Actividad en control de versiones
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 70
Caso 2: Análisis de Indicadores
Escenario Uso: Revisiones de calidad• Escenario de uso: Automatización
de revisiones técnicas de calidad• Objetivo: Evaluación de la
actividades Apertura de las herramientas de soporte y Desarrollo de soluciones de integración
• Alcance: Recogida de datos desde proyectos gestionados en Redmine y cuyos productos de trabajo están en Enterprise Architect
• Solución: Integración de información en tiempo real mediante consultas SPARQL sobre datasets RDF
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 71
Utilización de técnicas de modelado
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 72
Escenario Uso: Revisiones de calidad
– Actores del sistema en desarrollo que no están asociados a ningún caso de uso
Monitorización de proyectos
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 73
Escenario Uso: Revisiones de calidad
– Tareas finalizadas con posterioridad a la fecha límite establecida para la versión planificada del software
Adherencia a los procesos definidos
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 74
Escenario Uso: Revisiones de calidad
– Listado de productos de trabajo documentales que restan por elaborar, según la plantilla base
Conclusiones
• Conclusiones• Líneas de trabajo futuras• Contribuciones
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 75
Conclusiones Recopilar el estado del arte en la gestión de procesos
software– Aceptación de SPEM para el modelado de procesos– Necesidad de mayores esfuerzos para la ejecutabilidad y
evaluación Posibilitar la automatización del despliegue de
procesos software sobre herramientas de soporte– Adaptación de herramientas mediante la transformación y
refinamiento sucesivo de modelos (MDE) Mejorar los procedimientos necesarios para la
evaluación de la calidad en los procesos software– Apertura e integración de datos sobre métricas y
evidencias desde herramientas de soporte (LOD)Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 76
Resumen
77
Líneas de trabajo futuras
• Desarrollo y mejora de herramientas
• Incorporación de nuevos modelos
• Experimentación en Ingeniería del Software
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 78
Artículos en revistasRuiz-Rube, I., Dodero, J. M., Palomo-Duarte, M., Ruiz, M. and Gawn, D. (2013). Uses and applications of Software & Systems Process Engineering Meta-Model process models. A systematic mapping study.Journal of Software: Evolution and Process, 25(09), 999-1025. Factor de Impacto ISI JCR: 1.273Ranking 2012: 30/105 1er Tercil (Computer Science, Software Engineering)
Dodero, J. M., Ruiz-Rube, I., Palomo-Duarte, M., & Cabot, J. (2012)Model-driven learning designJournal of Research and Practice in Information Technology, 44(3), 267-288. Factor de Impacto ISI JCR: 0.222 Ranking 2012: 99/105 3er Tercil (Computer Science, Software Engineering)
Jörg, B., Ruiz-Rube, I., Sicilia, M. A., ... & Barriocanal, E. G. (2012). Connecting Closed World Research Information Systems through the Linked Open Data Web. International Journal of Software Engineering and Knowledge Engineering, 22(03), 345-364. Factor de Impacto ISI JCR: 0.295 Ranking 2012 en JCR: 96/105 3er Tercil (Computer Science, Software Engineering)
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 79
Contribuciones
Publicaciones en congresos• Ruiz-Rube, I., Cornejo-Crespo, C., Dodero, J. M., & Ruiz, M. (2010). Evaluación de
un ecosistema software en organizaciones de desarrollo web bajo CMMI. In Actas de las Jornadas de Ingeniería del Software y Bases de Datos (pp. 237-248).
• Ruiz-Rube, I., Dodero, J. M., & Stoitsis, J. (2011). Non-functional aspects of information integration and research for the web science. In International Conference on Computational Science, 4, 1631-1639. Core A.
• Dodero, J. M., Ruiz-Rube, I., Palomo-Duarte, M., & Vázquez-Murga, J. (2011). Open linked data model revelation and access for analytical web science. In Metadata and Semantic Research (pp. 105-116). Springer Berlin Heidelberg.
• Traverso-Ribón, I., Ruíz-Rube, I., Dodero, J. M., & Palomo-Duarte, M. (2013). Open data framework for sustainable assessment in software forges. In Proceedings of the 3rd International Conference on Web Intelligence, Mining and Semantics (p. 20). ACM.
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 80
Contribuciones
Aportaciones originales
Todas los recursos asociados a esta tesis se encuentran en: http://spi-fm.uca.es/spdef
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 81
Contribuciones
Agradecimientos institucionales
eCultura: Desarrollo de una plataforma semántica para la explotación de contenido cultural. Proyecto Avanza I+D del MITYC (TSI-020501-2008-53).
VOA3R: Virtual Open Access Agriculture & Aquaculture Repository: Sharing Scientic and Scholarly Research related to Agriculture, Food, and Environment. Proyecto de la Comisión Europea (ICT-PSP-250525).
Bestmark: Plataforma para el modelado, personalización y benchmarking en la mejora de procesos normalizados. Proyecto Avanza 2 del MITYC (TSI-020100-2011-396).
Un framework para el despliegue y evaluación de procesos software 82
Trabajo financiado por los proyectos:
