Alineamiento de paradigmas de modelado aplicado a orientación a objetos y ontologías

Abstract

En la Ingeniería Dirigida por Modelos (MDE), los enfoques más extendidos y adoptados por la comunidad de desarrollo son el enfoque Orientado a Objetos y el enfoque ontológico, los cuales se formalizan utilizando el lenguaje de modelado unificado (UML) y RDF (Resource Description Framework), respectivamente. Sin embargo, existe una falta de alineamiento estructural y comportamental entre estos dos paradigmas. Aunque la transformación entre UML y RDF se puede realizar a nivel estructural, no se ha abordado la transformación de las restricciones definidas en el lenguaje OCL (Object Constraint Language) a SHACL (Shapes Constraint Language), lo cual genera una falta de alineamiento estructural. Además, en el paradigma ontológico no se han definido constructos para la especificación o definición del comportamiento, lo que resulta en una falta de alineamiento comportamental. Esta tesis se divide en tres partes. En la primera parte, se aborda el alineamiento estructural entre la orientación a objetos y las ontologías. Se realiza la transformación de los diagramas de clase y objetos de UML a su correspondiente formato RDF, y se propone un enfoque para la transformación de OCL a SHACL. En la segunda parte, se aborda el alineamiento comportamental entre la orientación a objetos y las ontologías. Se definen constructos básicos para describir el comportamiento basándose en ontologías, y se establece un mapeo entre los constructos de UML y los propuestos. Se realiza el mapeo de elementos clave de UML, como el diagrama de actividades, la máquina de estados y el diagrama de interacción. La tercera parte se centra en las etapas iniciales del ciclo de vida de la ingeniería de software, como la especificación de requisitos, el análisis y el diseño. Se propone una metodología basada en MDE con el uso de ontologías para abordar estas fases. El enfoque propuesto se evalúa en el dominio de las compañías eléctricas y sistemas de potencia, utilizando el estándar CGMES (Common Grid Model Exchange Specification). Se realiza la transformación de las reglas OCL definidas en el estándar a SHACL, y se modela el proceso de validación de CGMES utilizando el enfoque ontológico comportamental. Además, se modelan en SHACL las reglas del estándar basadas en texto, consideradas como especificaciones de requisitos.