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Universidad Nacional de San Luis - Argentina
Main research activities
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Second Talk Agenda
• Main research activities in the context of project: “Software Engineering: Concepts and Tools” and also related with M.Sc. Program in Software Engineering
• Project tracks • Project activities• Project structure• Project results• Examples of project activities• Summary
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Project tracks
• With special emphasis in E-Business and E-Government applications, the Universidad Nacional de San Luis Project
includes, as elements to improve Software Process: - Formalisms
- Meta-Environments for Software Production
- Techniques and Tools for Knowledge-Based Requirements Engineering
- Safety-Critical Software
- Trends in Formal Specification of Real-Time Systems
- Internet Repository Services
- Measurement Support in Software Engineering Environments
- Software Productivity Tools
- Software Projects Management
- Software Project Budgeting
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Project activities motivation
• Internet applications permeate both almost every aspects of business and important areas of government. E Business and E Government are environments of special interest in our project context. Both business manager and government official job increasingly depend on an Internet critical application. They also increasingly expect it to be available, reliable, safe, secure, and usable, despite our their mobility, unpredictability, and changing needs.
• The development of such software poses increasing challenges for software engineering teams, who are themselves distributed, perhaps mobile, have varied skills, and often speak varied languages. Software engineering must address these challenges through the development and refinement of new techniques, practices, and tools included in general engineering principles. We point that a software engineering team must think of software not only as an algorithm description or a product, but also as a service, a commodity, or even as a user experience.
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Project structure
• Line 1: Software Engineering: E- Business / E- Government fundamentals (Arístides Dasso):
– Formalisms
– Software production meta-environments
– Requierent engineering knowledge based techniques and tools
– Software confidence
– Real time system formal specification
– Data and objects persistence
• Line 2: Software Engineering: E- Business / E- Government projects (Germán Montejano)
– Architectures
– Software metrics
– Software productivity tools
– Software project management
– Software project estimations
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Project current results
• Six MSc Thesis on Software Engineering presented in the last two years. MSc Thesis authors are now PhD candidates and members of our team.
• More than fifty paper presented and published internationaly during the last five years
• Member of our team have been invited as Key Note Speakers at international Software Engineering Conferences
• An important knowledge transfer process to social and productive environment have been executed.
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Example of project activities
• As examples of our project activities we shall describe, briefly:– Formal methods (RAISE) used in very sensitive
applications specification phase– Petri Nets used in OLAP - OLTP levels
interaction modelling (time constrains)
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Formal Methods: RAISE
• RAISE stands for Rigorous Approach to Industrial Software Engineering. RAISE emphasizes the use of formal (mathematical) techniques in the development of software: in requirements analysis and formulation, specification, design and development.
• RAISE offers the RAISE Specification Language (RSL) and the RAISE method.
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Formal Methods: RAISE
• RAISE was initially developed in the European ESPRIT Project RAISE, from 1985 to 1990, with the aim of providing a unifying improvement over formal methods such as VDM, Z, CSP, CCS, Larch and OBJ. It was later further developed in the ESPRIT Project LaCoS (Large scale Correct Systems using formal methods), from 1990 to 1995.
• UNU is currently improving RAISE and RSL
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Formal Methods: RAISE
• RSL provides a rich, mathematically based notation in which requirements, specifications and steps of design of software may be formulated and reasoned about. RSL is a wide-spectrum language: it facilitates abstract, axiomatic styles of description as well as concrete, operational styles. It may be used from initial domain and requirements analysis through design to a level at which it may be translated into code.
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Formal Methods: RAISE
• The RAISE method provides a set of techniques and recommendations about RSL use in several life-cycle phases of software development, as well as techniques for verifying properties of specifications, implementations and their relationships, formally, rigorously or informally.
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BP - OLTP and OLAP general scheme
Finance ManagementInformation System
Human ResourcesInformation System
LogisticInformation System
ManufactureInformation System
Datawarehouse
Business (or governmental) Processes (BP)
DemandComponents
EIS (BSC)
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Cuadro de Mando Integral (BSC)
Datawarehouse (ROLAP-RDBMS)(Base de Datos Concentradora)
Información enProject (Web)
Información en BdeDRDBMS (OLTP)
Información enExcel (Web)
Información enAuto CAD (Web)
InformaciónDigitalen Base de Datos
Documental (Web)
La confiabilidad y el nivel de actualización de la información operativa son esenciales
Información O
perativaInform
ación para el Control de G
estión
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Balanced Scorecard concept
Balanced Scorecard is for organizations the same thing that fly instrumental for airplanes
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Ratios and Perspectives into BSC
• If we are using Kaplan and Norton point of view, it is also convenient to use the "Critical Success Factors" approach to define the ratios for the four BSC perspectives (classic point of view). These classic or standard BSC perspectives are:
- Financial perspective (how do we perceive our shareholders?)
- Customer perspective (how do we perceive our customers?)
- Process perspective (in what processes should we excel to succeed?)
- Learning and innovation perspective (how will we sustain our ability to change and improve?)
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A “canonic” BSC
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Indicators and Ratios
-2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
Discount rate (%)
NP
V (
,000s)
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BSC Indicator displayed
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BSC General Architecture
• Frequently we have noted that the technical excellence of an EIS has an inverse relationship with effectiveness. Systems that are technical masterpieces tend to be inflexible, and thus discourage innovation, experimentation and mental model development.
• EIS must be included in a general five layers architecture:
- Business (or Governmental) Process Layer
- Transactional (OLTP) Systems Layer
- Datawarehouse Layer
- EIS specific Software Tool Layer
- Conceptual contents Layer (in this layer Kaplan & Norton BSC concept is used)
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Real world BSC example
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BSC Strategic Mapping Scheme
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BSC automatic generation from Strategic Mapping (tools developed by our team)
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BSC specifications with RAISE
• A scheme called STAKEHOLDERS is defined as a semantic unit, we mean a first specification module that will be reused in next definitions of Balanced Scorecard elements.
• scheme STAKEHOLDERS = type
Main_Stakeholder = { | s:Stakeholder
is_Main_Stakeholder(s) | }, Client = { | s:Stakeholder is_Client(s) | }, Employee= { | s:Stakeholder is_Employee(s) | }, Shareholder = { | s:Stakeholder is_Shareholder(s) | },-- -- main stakeholdes
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BSC specifications with RAISE
• Stakeholders (second level):
Secondary_Stakeholder = { |s:Stakeholder
is_Secondary_Stakeholder(s) |}, Supplier = { | s:Stakeholder
is_Supplier(s) | }, Community = {| s:Stakeholder
is_Community(s) |} -- -- stakeholdes secundarios
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BSC specifications with RAISE
• RSL type used to define Stakeholder is under specified. Further stakeholders will be define as sub types using functions that point the elements belonging to each stakeholder category.
• Predicates that check stakeholder categoriesvalue is_Client : Stakeholder Bool, is_Employee : Stakeholder Bool, is_Shareholder : Stakeholder Bool, is_Supplier : Stakeholder Bool, is_Community : Stakeholder Bool,
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BSC specifications with RAISE• Who are main stakeholders?
is_Main_Stakeholder : Stakeholder Bool is_Main_Stakeholder(s)
is_Client(s) is_Employee(s) is_Shareholder(s),
• In a similar way, predicate and conditions to determine who are second level stakeholders.
is_Secondary_Stakeholder : Stakeholder Bool is_Secondary_Stakeholder(s) is_Supplier(s) is_Community(s)
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BSC specifications with RAISE
• There are axioms that, from a semantic point of view, define some actors characteristics
• As an example, following axiom is used to represent absence of compatibility between rolls played by people into organizations modeled using BSC approach.
axiom s : Stakeholder
is_Shareholder(s) ~is_Client(s)
~is_Supplier(s),
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BSC specifications with RAISE
• “Hierarchical”structure of strategy:
scheme STRATEGIC_STRUCTURE =extend STAKEHOLDERS with
class type Mission,
Fundamental_Values, Vision, Strategy,Integral_BSC,Strategic_Initiatives,Personal_Objectives,Goal, Time,
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BSC specifications with RAISE
• Indicators have a fundamental importance in the BSC approach. Here we have an indicator definition using RSL.
Value = Real,
Deviation = { | d : Real d -100.0 d 100.0 | }, Indicator = { | (g, v, t, ld, rd) : (Goal x Value x Time x Deviation x Deviation)
is_Indicator(g, v, t, ld, rd) | },
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BSC specifications with RAISE
• Indicators have a fundamental importance in the BSC approach. Here we have an indicator definition using RSL (continuation).
Actual_Indicator = Indicator,
Management_Indicator = Indicator, Final_Indicator = Indicator, Result_Indicator = Indicator,
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BSC specifications with RAISE• Performance and result indicators predicates
Is_Actual_Indicator : Goal x Value x Time x Deviation x Deviation Bool,
Is_Management_Indicator : Goal x Value x Time x Deviation x Deviation Bool,
Is_Final_Indicator : Goal x Value x Time x Deviation x Deviation Bool,
Is_Result_Indicator : Goal x Value x Time x Deviation x Deviation Bool,
is_Indicator : Goal x Value x Time x Deviation x Deviation Bool,
is_Indicator(g, v, t, ld, rd) is_Management_Indicator(g, v, t, ld, rd) is_Result_Indicator(g, v, t, ld, rd) is_Actual_Indicator(g, v, t, ld, rd)
is_Final_Indicator(g, v, t, ld, rd),
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Modeling with Petri Nets
p1p1
p2p2
t2t2
t1t1
p3p3
p4p4
p5p5p1p1
p2p2
t2t2
t1t1
p3p3
p4p4
p5p5
t1t1p1p1
p2p2
t2t2p3p3
p4p4
p5p5
m0 = (1 1 0 1 0)m0 = (1 1 0 1 0)
m1 = (0 0 1 1 0)m1 = (0 0 1 1 0)
m2 = (0 0 0 0 1)m2 = (0 0 0 0 1)
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34Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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Business Process as Petri Nets
Demand
Demand segments
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35Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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A Producer - Consumer System (PN)
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Alternative P-C System representation
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37Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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Taking into account ...
Finance ManagementInformation System
Human ResourcesInformation System
LogisticInformation System
ManufactureInformation System
Business (or governmental) Processes
DemandComponents
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38Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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We could combine Petri Nets ...
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39Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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Business Process and OLTP Data Bases
OLTP Data Bases modeled as Petri Net Producer Consumer Systems
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40Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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Now we are considering ...
Finance ManagementInformation System
Human ResourcesInformation System
LogisticInformation System
ManufactureInformation System
Datawarehouse
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41Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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OLTP - OLAP levels interaction
OLTP Data Bases modeled as Petri Net Producer Consumer Systems
Datawarehouse Datamarts also modeled as Petri Net Producer Consumer Systems
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Datawarehouse and Balanced Scorecard
Datawarehouse Datamarts modeled as Petri Net Producer Consumer Systems
Balanced Scorecard Indicators modeled as Petri Net Producer Consumer Systems
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43Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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BSC Strategic Map brief example
Mistakes(re process)
CustomersSatisfaction
Employeessuggestions
Employees Suggestions
Training
Learning andDevelopment
Process
Customers
(-)
(+)(+)
(+)
Receivableaccounts
Return onInvestment
Costs
Finance
(-) (-)
(+)(+)
The importance of time constrains!
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Relationships between Indicators
Innovation Perspective Indicator
Process Perspective Indicator
Customer Perspective Indicator
Financial Perspective IndicatorThere arehard time
restrictions!
Time consistencyis a challenge!
Indicator are f(t)
Relations betweenindicator are also f(t)
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45Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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Finance ManagementInformation System
Human ResourcesInformation System
LogisticInformation System
ManufactureInformation System
Datawarehouse
Business (or governmental) Processes
DemandComponents
EIS (BSC)
A prototype of OLTP / OLAPinteraction modelling
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46Universidad Nacional de San LuisUniversidad Nacional de San LuisMaestría en Ingeniería de SoftwareMaestría en Ingeniería de SoftwareProyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”Proyecto: “Ingeniería de Software: Conceptos y Herramientas”
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An alternative prototype
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Summary
• Our main research activities include e business and e government workflow software support and the interaction between OLTP and OLAP levels
• Project tracks: Fundamentals and project management• Project structure• Expected project results in the near future: Project team
capabilities development. Interaction with European Universities will help us to improve our team Human Resources.