Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos

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1 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos Fabián Ceballos, Hugo Arboleda, Rubby Casallas Universidad de los Andes, Cra 1 No 18ª 10, Bogotá Colombia, {fl.ceballos40, hf.arboleda34, rcasalla}@uniandes.edu.co, Abstract. La Ingeniería Web Dirigida por Modelos (MDWE) ofrece mecanismos que permiten solucionar el problema de la heterogeneidad y continua evolución de las plataformas; también permite enfocar el diseño de aplicaciones desde diferentes puntos de vista a través de la separación de preocupaciones. Existen diferentes aproximaciones basadas en MDWE, sin embargo, la mayoría tiene limitaciones importantes, puesto que se limitan a la representación de la solución sin tener en cuenta la representación del problema y no proveen mecanismos o herramientas centradas en usuario que permitan expresar y configurar los puntos de variación de los diferentes productos. Este artículo presenta una nueva estrategia para desarrollar aplicaciones Web que, aparte de solucionar los problemas de heterogeneidad de las plataformas, permite modelar las aplicaciones Web a partir de la definición del problema utilizando diferentes puntos de vista. Adicionalmente, cuenta con mecanismos y herramientas para expresar y seleccionar la configuración de cada uno de los productos por derivar. Palabras Clave. Ingeniería Web, Desarrollo Dirigido por Modelos, MDD, Líneas de Producto de Software, Ingeniería Web Dirigida por Modelos, MDWE, Variabilidad, Separación de Preocupaciones, Requerimientos Funcionales, Casos de Uso. 1. Introducción El Desarrollo Dirigido por Modelos (MDD por sus siglas en inglés) ofrece un nuevo enfoque en la Ingeniería de Software que permite un mayor grado de abstracción tomando a los modelos como elementos de primera clase (que pueden ser procesados por un computador o herramienta) [9]. Lo anterior permite enfocar los esfuerzos, en el desarrollo de software, en la representación de los problemas y sus soluciones a través de la creación y transformación de modelos de manera independiente de la tecnología.

2 2 Fabián Ceballos Acosta El enfoque dirigido por modelos (MDD) puede ser aplicado a la Ingeniería Web con el fin de manejar la heterogeneidad y continua evolución de las tecnologías y plataformas Web [3]. Adicionalmente, este enfoque permite capturar los diferentes puntos de vista o preocupaciones a través de modelos separados que pueden representar el contenido, la navegación, la presentación, la arquitectura y demás aspectos involucrados en las aplicaciones Web. Esta separación de preocupaciones es un factor clave para la calidad en el diseño e implica ventajas en términos de reutilización y mantenibilidad. La aplicación del enfoque dirigido por modelos en la Ingeniería Web se conoce como Ingeniería Web Dirigida por Modelos (MDWE por sus siglas en inglés) [2]. Utilizando el enfoque MDWE es posible representar tanto el problema como la solución de una aplicación Web a través de modelos ortogonales. La representación del problema hace referencia a los requerimientos funcionales que debe cumplir la aplicación y a la estructura de los elementos de negocio; por otro lado, la representación de la solución describe desde diferentes puntos de vista, la manera concreta como se representa la aplicación Web, teniendo en cuenta características como la navegación, la presentación, la arquitectura y demás aspectos involucrados en el dominio Web. Un factor importante que se debe tener en cuenta en los enfoques MDWE es el manejo de la variabilidad. Este manejo hace referencia a la manera en que se representan las posibles diferencias de los productos que se pueden derivar y la forma de expresar estas características variables a la hora de configurar cada producto [10]. Para este caso, estas diferencias están enmarcadas por los posibles conceptos que se pueden representar en los diferentes modelos. Por lo tanto, es importante definir qué conceptos pueden variar y de qué manera se seleccionan estos conceptos en el momento de derivar una aplicación Web. Actualmente, existen diferentes aproximaciones dentro del contexto de la Ingeniería Web Dirigida por Modelos [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. A pesar de que estas aproximaciones han sido utilizadas para generar diferentes tipos de aplicaciones Web de manera exitosa, la mayoría de ellas experimentan dos limitaciones: 1. Están enfocadas en representar directamente la solución sin tener en cuenta un modelo inicial que exprese el problema en términos de los requerimientos funcionales. 2. No poseen mecanismos o herramientas centradas en usuario para manejar la variabilidad de las aplicaciones Web que se pueden derivar. En este artículo presentamos una estrategia que combina la Ingeniería de Líneas de Producto (SPLE por sus siglas en inglés) [11] con el enfoque MDD para desarrollar aplicaciones Web la cual, aparte de solucionar los problemas de heterogeneidad de las plataformas, tiene en cuenta dentro del espacio del problema la creación de un modelo que representa los requerimientos funcionales de la aplicación. Adicionalmente, este enfoque define mecanismos y herramientas para administrar la variabilidad de las diferentes aplicaciones Web desde el punto de vista de los requerimientos de usabilidad.

3 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos 3 El artículo se encuentra organizado de la siguiente manera: La sección 2 presenta en detalle la nueva estrategia MDWE basada en MD-SPL junto con un caso de estudio. La sección 3 describe el trabajo relacionado, sus estrategias y limitaciones. Finalmente en la sección 4 se muestran las conclusiones y referencias. 2. Estrategia Global En esta sección ilustramos los problemas y retos en el contexto del desarrollo de aplicaciones Web y la manera en que nuestra estrategia los soluciona. Inicialmente, definimos un caso de estudio con el fin de presentar, a través de una situación real, los problemas actuales y nuestra estrategia de solución. 2.1 Caso de estudio Nuestro caso de estudio es una aplicación Web transaccional para administrar los riesgos de los diferentes proyectos manejados por una empresa. Los requerimientos funcionales de la aplicación son los siguientes: a. Creación y actualización de las personas pertenecientes a la empresa. b. Creación y actualización de los proyectos manejados dentro de la empresa. c. Administración del personal involucrado dentro de cada proyecto. d. Creación y actualización de los riesgos de cada proyecto. e. Administración de las entidades básicas como los tipos de documento de identidad. En la figura 1 se presenta el modelo de negocio del caso de estudio. Proyecto -nombre -descripcion 1 participantes 1 * gerente 1 1 Persona -nombre -apellido -numerodocumento tipodocidentidad 1 1 TipoDocIdentidad -nombre -prefijo riesgos * -descripcion -prioridad Riesgo Categoria categoria -nombre 1 1 Figura 1: Modelo de Negocio Aplicación de Riesgos. Los requerimientos funcionales van a ser expresados a través de casos de uso en donde se describe, aparte de la información requerida, los diferentes escenarios de interacción entre el usuario y el sistema. Para efectos de este ejemplo, sólo vamos a tener en cuenta dos casos de uso derivados de los requerimientos funcionales: CU-01 Crear Persona y CU-02 Crear Riesgo en Proyecto.

4 4 Fabián Ceballos Acosta Adicionalmente, existen requerimientos de usabilidad en donde se definen los diferentes tipos de componentes de interacción de usuario y la manera en que se distribuye la información entre las diferentes páginas. Un ejemplo de este tipo de requerimientos es la representación gráfica de un campo de selección, en donde se pueden utilizar diferentes componentes de interacción de usuario como combos, listas seleccionables o radio buttons. 2.2 Problemas y Retos La demanda de desarrollo de aplicaciones Web es cada vez más alta y exigente en términos de la calidad, usabilidad, desempeño y mantenibilidad de los productos construidos. Por lo general, estas aplicaciones deben ser llevadas al mercado en periodos muy cortos con presupuestos cada vez más reducidos (time-to-market). Estas características de las aplicaciones Web constituyen nuevos retos, debido a que el proceso de desarrollo debe garantizar la calidad de los productos y contar con un corto tiempo de derivación, desde la concepción del problema hasta la solución final, expresada en la aplicación Web. Un problema relacionado al desarrollo de aplicaciones Web se presenta en el momento de decidir la tecnología donde se implementa la solución, puesto que en este punto, la solución queda expresada exclusivamente en términos de la tecnología seleccionada. Esta dependencia restringe la posibilidad de expresar esta misma solución en otras tecnologías debido a la naturaleza heterogénea de las plataformas. Inclusive, una solución puede llega a ser incompatible con la actualización de nuevas versiones de la misma plataforma. Otro reto importante en el desarrollo de aplicaciones Web es el aumento en el nivel de abstracción de los diferentes puntos de vista relacionados al dominio Web. Una aplicación Web tiene diferentes puntos de vista como la estructura de negocio, los requerimientos funcionales, la navegación, la presentación y la arquitectura entre otros. Es importante que estas características se puedan expresar como elementos de primera clase y que sean modeladas de manera separada con el fin de independizar las labores de requerimientos, diseño e implementación durante el proceso de desarrollo. Actualmente, existen diferentes aproximaciones dentro del contexto de la Ingeniería Web Dirigida por Modelos [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. A pesar de que estas aproximaciones manejan los problemas de calidad, time-to-market, heterogeneidad de las plataformas, y separación de puntos de vista antes mencionados, la mayoría de ellas experimentan dos limitaciones: 1. Están enfocadas en representar directamente la solución sin tener en cuenta un modelo inicial que exprese el problema en términos de los requerimientos funcionales. 2. No poseen mecanismos o herramientas centradas en usuario para manejar la variabilidad de las aplicaciones Web que se pueden derivar. En el caso de estudio contamos con la documentación de los requerimientos funcionales en términos de casos de uso. Es posible partir de la documentación de estos casos de uso para crear un modelo que exprese la definición del problema, en

5 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos 5 términos de los escenarios de interacción entre el usuario y el sistema. Adicionalmente, necesitamos contar con un mecanismo para expresar los requerimientos de usabilidad de estas aplicaciones Web. Este mecanismo debe proveer la manera de representar la distribución gráfica y los tipos de componentes de interacción de usuario, con el fin de permitirle al diseñador seleccionar la configuración requerida en cada producto. 2.3 Enfoque General La estrategia que presentamos a continuación se basa en la Ingeniería de Líneas de Producto (SPLE) y en el enfoque de Desarrollo Dirigido por Modelos (MDD) con el fin de crear una nueva aproximación al desarrollo de aplicaciones Web. La aproximación que presentamos maneja los problemas de calidad, time-to-market, heterogeneidad de las plataformas y separación de puntos de vista descritos en la sección anterior. Adicionalmente, esta estrategia permite modelar las aplicaciones Web a partir de la definición del problema en términos de los casos de uso y cuenta con mecanismos y herramientas centradas en usuario para expresar y seleccionar la configuración de cada uno de los productos en términos de los requerimientos de usabilidad. De acuerdo con esta estrategia, creamos una Línea de Producto Dirigida por Modelos en el dominio del desarrollo de aplicaciones Web. Durante la fase de Ingeniería de Dominio creamos los procesos, metamodelos, transformaciones y mecanismos para administrar la variabilidad, los cuales harán parte de los activos base de la línea. Durante la fase de Ingeniería de Aplicación, creamos los modelos en el espacio del problema, ejecutamos las transformaciones respectivas y seleccionamos la configuración requerida de la aplicación Web por derivar. Las fases de Ingeniería de Dominio y Aplicación se detallan a continuación Ingeniería de Dominio La aproximación que presentamos sigue el enfoque esencial de MDWE en el que se representa la aplicación Web a través de modelos separados en diferentes puntos de vista. Estos puntos de vista están relacionados con características del espacio del problema y del espacio de la solución. En el espacio del problema se modelan los requerimientos funcionales y la estructura de los elementos de negocio. En el espacio de la solución se modela la representación de la aplicación Web teniendo en cuenta características de navegación y presentación de manera independiente de la tecnología. Dentro del alcance de esta propuesta no tenemos en cuenta la representación de la arquitectura. La arquitectura se encuentra definida en la transformación final a código.

6 6 Fabián Ceballos Acosta Además de la separación de puntos de vista, esta aproximación propone el uso de transformaciones de modelos con el fin de generar automáticamente la solución a partir de la definición del problema. Esto permite que el proceso de desarrollo se enfoque esencialmente en la definición del problema a través de la creación manual de los modelos de negocio y casos de uso. A partir de estos modelos se generan los modelos de navegación y presentación de manera automática teniendo en cuenta la configuración de las características de usabilidad seleccionadas por el diseñador. Esta estrategia finaliza con la transformación de los diferentes modelos generados al código fuente de la aplicación Web en una plataforma específica, para este caso, aplicamos una transformación para generar el código fuente en el framework JSF (Java Servlet Faces). Sin embargo, es posible crear nuevas transformaciones para generar el código fuente en otras plataformas. En esta estrategia se evidencia la solución al problema de heterogeneidad de las plataformas, debido a que utilizamos modelos independientes de la tecnología los cuales pueden ser transformados a cualquier plataforma. Adicionalmente, esta línea de producto dirigida por modelos soluciona los problemas de calidad y time-tomarket, puesto que define un proceso de desarrollo ágil enfocado en la representación del problema y en la ejecución de transformaciones automáticas para obtener el código fuente de la aplicación Web. Ingeniería de Dominio Espacio del Problema Espacio de la Solución Metamodelo de Negocio e1 e3 e2 e4 <Uses> Metamodelo de Casos de Uso e1 e3 e2 e4 Transf. Metamodelo de Navegación e1 e2 Cu2Nav e1 e2 T1 e3 <Uses> e4 Modelo de Transf. Características Nav2Pres T2 Metamodelo de Presentación <Uses> e3 e4 Transf. NegNavPres2JSF T3 Figura 2: Fase Ingeniería de Dominio De acuerdo a la Figura 2, los puntos de vista de la aplicación Web se definen a través de los siguientes metamodelos, clasificados dependiendo si pertenecen al espacio del problema o al espacio de la solución: Metamodelos - Espacio del Problema: a. Metamodelo de Negocio: Define los conceptos del espacio del problema, es decir, la estructura de las entidades de negocio y las operaciones que pueden realizar en términos de contratos. En este metamodelo se tiene el concepto de BusinessEntity para expresar las entidades y sus atributos se expresan a través del concepto Attribute. Las relaciones entre entidades se expresan a través de los conceptos Association, Simple y Multiple. Finalmente, las entidades cuentan con contratos definidos por el concepto Contract. En la figura 3 se presenta el metamodelo de negocio.

7 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos 7 Figura 3: Metamodelo de Negocio b. Metamodelo de Casos de Uso: Define los conceptos para representar los escenarios de los casos de uso a través de un modelo de estados en donde se describe la interacción entre el usuario y el sistema. Los estados de interacción de usuario (UserInteraction) modelan el momento en que el usuario tiene el control de la interacción, es decir, el momento en que el usuario consulta, ingresa o modifica la información. Esta información se representa con los conceptos AttributeField y AssociationField los cuales hacen referencia a los conceptos de negocio Attribute y Association respectivamente. Con estos conceptos se representa qué campos y qué relaciones percibe un usuario en su estado de interacción. Los estados de interacción del sistema (SystemInteraction) modelan las operaciones efectuadas por el sistema a través de los contratos de las entidades de negocio (Contract). En la figura 4 se presenta el metamodelo de casos de uso. Figura 4: Metamodelo de Casos de Uso

8 8 Fabián Ceballos Acosta Metamodelos - Espacio de la Solución: c. Metamodelo de Navegación: Define los conceptos en el espacio de la solución que modelan la navegación de la aplicación Web enlazando las unidades de información (NavigationClass) con las unidades de procesamiento (ProcessClass) a través de enlaces (Link) y de esta manera, formar rutas de navegación. Las unidades de información hacen referencia a las entidades, atributos y relaciones del modelo de negocio representadas a través del concepto NavigationProperty. Las unidades de procesamiento hacen referencia a los contratos definidos en las entidades de negocio a través de los conceptos ProcessClass y ProcessContract. En la figura 5 se presenta el metamodelo de navegación. Figura 5: Metamodelo de Navegación d. Metamodelo de Presentación: Define los conceptos en el espacio de la solución que modelan la distribución gráfica de las diferentes vistas de la aplicación, sus layouts y los distintos componentes de interacción con el usuario. Las páginas de la aplicación están representadas con el concepto Page. Una página puede tener diferentes vistas de información representadas por el concepto View. En una vista se despliega uno de los PresentationClass definidos que expresa una unidad de información compuesta por componentes de interacción con el usuario (UIElement). El concepto Container se define para anidar vistas de información. En la figura 6 se presenta el metamodelo de presentación.

9 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos 9 Transformaciones: Figura 6: Metamodelo de Presentación Las transformaciones definidas en la fase de Ingeniería de Dominio se presentan en la Figura 2 y se describen a continuación: a. Transf. Cu2Nav: Transformación modelo a modelo en donde los conceptos del modelo del problema (casos de uso), se convierten en conceptos del primer modelo del espacio de la solución (navegación). b. Transf. Nav2Pres: Transformación modelo a modelo en donde los conceptos del modelo de navegación se convierten en conceptos del modelo de presentación con la ayuda de un modelo de features en donde se selecciona la configuración de usabilidad respectiva. c. Transf. NegNavPres2JSF: Transformación modelo a código en donde se genera el código de la aplicación a partir de los modelos de negocio, navegación y presentación. En esta transformación se define la arquitectura MVC (Model-View-Controller). Para este caso utilizamos el Framework JSF (Java Servlet Faces). Modelo de Características: En la Figura 2 se define un modelo de características con el fin de definir la configuración de cada producto por derivar dentro de la línea [10]. En este modelo se

10 10 Fabián Ceballos Acosta expresan los puntos de variación de las aplicaciones Web en términos de los requerimientos de usabilidad, es decir, la forma de distribuir las vistas en la pantalla y los componentes de interacción de usuario que se van a visualizar. En la figura 7 se presenta un modelo de características que define la forma en que se representan las asociaciones de tipo simple. Estas relaciones se pueden mostrar a través de un ComboBox, una Lista o un RadioButton, este feature se definió como UIList. Adicionalmente, la información que se muestra en esta lista puede corresponder al identificador de la entidad, al atributo principal o la concatenación de los dos, éste otro feature se definió como showdatauilist. Finalmente, existe otro feature que define la forma en que se van a distribuir las unidades de información en las diferentes páginas; si se va a mostrar una página por unidad de información o se van a mostrar todas las unidades de información sobre la misma página. Este último feature se definió como NavigatonClassPageDistribution. El diseñador debe seleccionar la configuración que requiera la aplicación Web de manera fina o gruesa. Si se define de manera fina, la configuración se debe aplicar para cada uno de los elementos del modelo de navegación, para este caso para los elementos NavigationProperty. Si se define de manera gruesa, la configuración seleccionada se va a aplicar a todos los elementos del modelo. Modelo de Características ShowUIList ShowData NavigationClass Distribution ComboBox UIList RadioButton Identifier MainAtribute OnePagePerView Figura 7: Modelo de Características AllViewsInOnePage Ingeniería de Aplicación De acuerdo a la Figura 8, durante la fase de Ingeniería de Aplicación, en el espacio del problema, el analista crea los modelos de negocio y casos de uso por cada aplicación Web que desee derivar (pasos 1 y 2). En este punto se inicia el espacio de la solución, en donde el diseñador ejecuta la primera transformación Cu2Nav (paso 3) para obtener el modelo de navegación. Una vez obtenido este modelo de

11 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos 11 navegación, el diseñador selecciona la configuración requerida de la aplicación Web (paso 4) en términos de los requerimientos de usabilidad utilizando el modelo de features y ejecuta la transformación Nav2Pres (paso 5) para obtener el modelo de presentación. Ingeniería de Aplicación Espacio del Problema Modelo de Negocio Modelo de Casos de Uso Modelo de Navegación e1 Espacio de la Solución e2 Configuración Modelo de Presentación e1 e2 e1 e2 e1 e2 e3 e4 e3 e4 Cu2Nav e3 e4 Nav2Pres e3 e4 1. Crea 2. Crea 3. Ejecuta Diseñador 4. Define 5. Ejecuta CÓDIGO APLICACIÓN WEB Analista 6. Ejecuta NegNavPres2JSF Figura 8: Fase Ingeniería de Aplicación Finalmente, con los modelos de negocio, navegación y presentación el diseñador ejecuta la transformación NegNavPres2JSF (paso 6) que genera el código respectivo de la aplicación Web. El código generado está basado en el Framework JSF (Java Servlet Faces). 2.4 Aplicación del Enfoque en Caso de Estudio Con el fin de explicar más a fondo el enfoque propuesto, se solucionará el caso de estudio definido en la sección 2.1 aplicando los pasos descritos en la fase de Ingeniería de Aplicación Paso 1: Creación de Modelo de Negocio En este paso se definen las entidades, atributos, relaciones y contratos que conforman el modelo de negocio. Este modelo se define con base en el metamodelo de negocio definido en la fase de Ingeniería de Dominio. En la figura 9 se presenta el modelo de negocio definido para la aplicación de riesgos en donde se definen las entidades proyecto, riesgo, persona, sus relaciones entre sí y sus contratos de creación, listado, entre otros. Así mismo, se muestra su correspondencia con el metamodelo de negocio.

12 12 Fabián Ceballos Acosta Figura 9: Modelo de Negocio, Aplicación Riesgos Paso 2: Creación de Modelo de Casos de Uso El caso de estudio define los requerimientos funcionales a través de casos de uso. En este paso, el analista modela los escenarios de los diferentes casos de uso. En la figura 10 se presenta el modelo del escenario principal del caso de uso CU-01 Crear Persona junto con su respectiva correspondencia en el metamodelo de casos de uso. Para el escenario principal del caso de uso CU-01 Crear Persona, se creó un estado tipo UserInteractionSingle llamado UICrearPersona. Este estado de interacción de usuario está relacionado con la entidad de negocio Persona y con los atributos nombre, telefono y numdocidentidad a través del concepto AttributeField. Adicionalmente, este estado también hace referencia a la asociación simple llamada tipodocidentidad a través del concepto AssociationField. Por otro lado, el escenario también incluye el estado de tipo SystemInteraction llamado CrearPersona. Este estado de interacción del sistema hace referencia al contrato del modelo de negocio Persona.crearPersona el cual crea una nueva instancia de la entidad Persona. Finalmente, en este escenario se ven definidos los estados de inicio y fin y las transiciones entre los diferentes estados.

13 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos 13 Figura 10: Modelo de Casos de Uso, CU-01 Crear Persona En la figura 11 se muestra el modelo del escenario principal del caso de uso CU-02 Crear Riesgo en Proyecto. Aclaramos que en este modelo no mostramos los atributos ni las asociaciones de los estados de interacción de usuario por razones de espacio. Figura 11: Modelo de Casos de Uso, CU-02 Crear Riesgo en Proyecto

14 14 Fabián Ceballos Acosta Paso 3: Ejecución de Transformación Cu2Nav En este paso, se ingresa al espacio de la solución a través de la ejecución de la transformación Cu2Nav la cual genera el modelo de navegación a partir de los modelos de casos de uso y negocio. Una vez se ejecuta esta transformación se genera el modelo de navegación de cada uno de los casos de uso. En la figura 11 se muestra el modelo de navegación generado con su correspondencia en el metamodelo de navegación. Como se puede ver en la figura 12, se creó para el caso de uso CU-01 Crear Persona un NavigationFlow el cual tomó el mismo nombre del caso de uso. En este NavigationFlow se creó un NavigationClass llamado UICrearPersona el cual contiene las propiedades que representan atributos y relaciones de la entidad de negocio Persona, estas propiedades están definidas a través del concepto NavigationProperty. En esta navegación también se define un ProcessClass llamado SICrearPersona el cual es responsable del procesamiento que realiza el sistema, a través de los contratos del modelo de negocio. Entre los estados se definen elementos de tipo Link los cuales responden a eventos del usuario cuando son creados desde un NavigationClass, o a respuestas del sistema cuando son creados desde un ProcessClass. Este encadenamiento de estados define, finalmente, el flujo de navegación. Figura 12: Modelo de Navegación, CU-01 Crear Persona Paso 4: Definición de Configuración En este paso el diseñador selecciona la configuración requerida para la aplicación Web por derivar. En este caso se definió una configuración fina en donde se seleccionó para el caso de uso CU-01 Crear Persona la configuración de OnePagePerView la cual indica que se debe mostrar una página por cada vista. Para el CU-02 Crear Riesgo en Proyecto se configuró esta característica en AllViewsInOnePage la cual indica que todas las vistas se deben mostrar en una única página. Por otro lado, las características ShowUIList y ShowData se deben configurar también para cada uno de los NavigationProperty relacionados con asociaciones de

15 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos 15 tipo simple. En la Figura 13 se muestra la configuración para el caso de uso CU-02 Crear Riesgo en Proyecto. Modelo de Características ShowUIList ShowData NavigationClass Distribution ComboBox UIList RadioButton Identifier MainAtribute OnePagePerView AllViewsInOnePage Figura 13: Modelo de Características CU-02 Crear Riesgo en Proyecto Paso 5: Ejecución de Transformación Nav2Pres Una vez seleccionada la configuración en el modelo de características, el diseñador debe ejecutar la transformación Nav2Pres con el fin de obtener el modelo de presentación. Esta transformación utiliza la definición de la configuración para ejecutar reglas de transformación específicas. En la Figura 14 se presenta el modelo generado para el caso de uso CU-02 Crear Riesgo en Proyecto en el cual se aprecia que solamente se creó una página para todas las vistas y que se crearon los elementos de interacción de usuario tales como Labels, UILists, TextInputs y RadioButtons. Figura 14: Modelo de Presentación CU-02 Crear Riesgo en Proyecto

16 16 Fabián Ceballos Acosta Paso 6: Ejecución de Transformación NegNavPres2JSF En este paso se ejecuta la transformación de modelo a código para obtener la aplicación en lenguaje Java utilizando el Framework JSF. Esta aplicación debe ser desplegada en un contenedor de aplicaciones Web. En la figura 14 se muestra una página correspondiente al caso de uso CU-02 Crear Riesgo en Proyecto. De acuerdo a la sección 2.4.4, la característica seleccionada para NavigatonClassPageDistribution corresponde a visualizar todas las unidades de información sobre la misma página. Figura 14: Pantalla CU02 Crear Riesgo en Proyecto 2.5 Limitaciones del Enfoque Existen algunos casos de uso de los cuales no se podrá generar el 100% del código fuente. Para nuestro enfoque, la generación del 100% del código fuente será limitado para aquellos casos de uso cuyos estados de procesamiento del sistema (SystemInteraction) referencien exclusivamente a los contratos de tipo CRUD (Creation, Retrieve, Update, Delete y List) y de manejo de las asociaciones de las entidades de negocio (AddElements, DeleteElements y ListElements). Los casos de uso que posean estados del sistema diferentes a los contratos mencionados, no podrán ser generados en un 100% de manera automática. Por lo tanto, esta aproximación no genera la totalidad del código fuente para casos de uso de lógica compleja. Para este tipo de casos de uso se hace necesario que el desarrollador implemente lógica de negocio adicional dentro del código fuente generado.

17 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos Trabajos Relacionados En la actualidad existen diferentes aproximaciones dentro del contexto de la Ingeniería Web Dirigida por Modelos: UWE [3], WEBML [4], OO-H [5], OOHDM [6], OOWS [7], WEBSA [8]. Todas estas aproximaciones tienen en común la representación de las aplicaciones Web a través de modelos separados que expresan los diferentes puntos de vista involucrados en este dominio. De esta manera, el proceso de desarrollo de estas aplicaciones Web se enfoca en la creación de estos modelos ortogonales y su respectivo procesamiento a través de transformaciones o intérpretes. A continuación, se describe cada uno de los puntos de vista involucrados en el dominio Web, teniendo en cuenta el espacio al que pertenecen: Espacio del Problema a. Modelo de Negocio: En todas las aproximaciones, este modelo corresponde a la estructura de las entidades de negocio. En UWE, OO-H, OOHDM, y OWS se define a través de un modelo de clases UML. WEBML define un modelo entidadrelación en un archivo XML. b. Modelo de Requerimientos Funcionales: La mayoría de aproximaciones no tienen en cuenta un modelo para expresar los requerimientos funcionales de la aplicación Web. La única aproximación que sugiere la existencia de este modelo es UWE a través de un modelo de casos de uso, sin embargo, actualmente no se tiene una definición concreta puesto que se encuentra en fase de desarrollo [3]. Nuestra aproximación si tiene en cuenta un modelo de casos de uso en donde se representan los requerimientos funcionales. Espacio de la Solución c. Modelo de Navegación: Este modelo describe las características de navegación de la aplicación Web. Estas características definen las diferentes unidades de información y la manera en que se enlazan entre sí para formar las diferentes rutas de navegación. Entre las diferentes aproximaciones se identifican tres abstracciones principales de este modelo: (I) Unidad de Información: Describe la información que va a mostrar la aplicación Web teniendo en cuenta el número de instancias (una o varias). En este modelo, todas las aproximaciones hacen referencia a las entidades y atributos del modelo de negocio. UWE expresa estas unidades a través del concepto de NavigationClass y sus diferentes especializaciones. WEBML define seis tipos de unidades las cuales difieren entre sí dependiendo si muestran una o varias instancias de una entidad. OO-H, OOHDM y OOWS definen clases de navegación con el concepto de contexto para referenciar las relaciones de dependencia (padre-hijo). En nuestra aproximación definimos el concepto NavigationClass con las especializaciones Index y Query las cuales permiten representar

18 18 Fabián Ceballos Acosta unidades de información con una o varias instancias de una entidad, haciendo referencia a sus atributos y relaciones. (II) Unidad de Procesamiento: Esta unidad de procesamiento hace referencia al conjunto de operaciones ejecutadas por el sistema en el momento de ejecutar una acción. UWE define el concepto de ProcessClass el cual es posteriormente extendido a un diagrama de actividad. WEBML define un séptimo tipo de unidad para representar las operaciones del sistema sobre las entidades de negocio y sus relaciones. Las demás aproximaciones no manejan este concepto de manera explícita. Nuestra aproximación también maneja el concepto de ProcessClass el cual representa un conjunto de ProcessContract que son los llamados a los contratos de las entidades. Lo anterior permite realizar un procesamiento por parte del sistema basados en la ejecución de un conjunto de contratos. (III) Enlace o Link: Modela los enlaces entre las diferentes unidades de información y procesamiento. Todas las aproximaciones cuentan con este concepto para expresar la navegación, incluyendo la nuestra. d. Modelo de Presentación: Este modelo describe las características de apariencia, comportamiento y distribución gráfica de los componentes de interacción con el usuario. Entre las diferentes aproximaciones se identifican cuatro abstracciones principales de este modelo: (I) Vistas Simultáneas: Describe las características de renderización simultánea de las unidades de información. A través de este concepto, es posible expresar la distribución gráfica de las unidades de información en las diferentes páginas. UWE define el concepto de PresentationGroup y PresentationClass para expresar vistas simultáneas de información sobre una página. OO-H define el concepto de twindow para este mismo fin. Las demás aproximaciones no definen conceptos asociados con esta funcionalidad. Nuestra aproximación soporta esta característica a través de los conceptos View y Container. (II) Tipo de Componente: Describe el tipo de componente de interacción de usuario. UWE y nuestro enfoque son las únicas aproximaciones que identifican estos tipos de componentes de manera explícita: text, textinput, label, combo, image, button, form y anchor entre otros. (III) Layout: Describe la forma de distribuir los diferentes componentes de una unidad de información. Esta característica es soportada solamente por OO-H, OOHDM, OOWS y también por nuestro enfoque. Las demás aproximaciones deben definir esta característica sobre el código generado. (IV) Estilo (Color y Tipografía): Expresa la apariencia gráfica de los componentes de las páginas (look and feel). WEBML lo define a través de una hoja de estilos XSL style sheets y OO-H lo expresa a través del concepto tstyle. Las demás aproximaciones, incluyendo la nuestra, no tienen conceptos para expresar esta característica, por lo tanto, se debe configurar manualmente en el código generado. e. Modelo de Arquitectura: Este modelo describe las características arquitecturales que debe cumplir la aplicación Web. La única aproximación que tiene en cuenta este modelo es WEBSA a través de la inclusión de un punto de vista arquitectónico en donde se incluyen componentes de tipo lógico y físico. Las

19 Un Enfoque para Desarrollar Aplicaciones WEB Basado en Líneas de Producto Dirigidas por Modelos 19 arquitecturas de las demás aproximaciones son definidas dentro de la transformación a código. No está en el alcance de nuestra propuesta tener un modelo para la arquitectura. Cada aproximación tiene estrategias para crear cada uno de los anteriores modelos y componerlos posteriormente con el fin de generar el código de la aplicación Web en una plataforma específica. Algunas aproximaciones como UWE, WEBML y OO-H definen transformaciones por defecto para obtener los modelos de navegación y presentación a partir del modelo de negocio. Los modelos obtenidos en estas transformaciones deben ser refinados por el desarrollador, es decir, modificados manualmente. Las demás aproximaciones requieren de la creación manual de cada uno de los modelos. En nuestra aproximación sólo se requiere crear manualmente los modelos del espacio del problema (Negocio y Casos de Uso), los demás modelos son creados automáticamente aplicando la configuración del modelo de características. Las diferencias de los posibles productos que se pueden derivar se enmarcan por los distintos conceptos que se representan en los modelos. Estos modelos son creados o refinados de manera manual por los desarrolladores, lo cual significa que ninguna de estas aproximaciones cuente con algún tipo de mecanismo o herramienta explícita para manejar la variabilidad de las aplicaciones Web que se pueden derivar. Nuestra aproximación permite manejar esta variabilidad de manera fina o gruesa a través de los modelos de características. 4. Conclusión El enfoque presentado en este artículo maneja algunos de los retos que enfrenta el desarrollo de aplicaciones Web tales como la heterogeneidad y continua evolución de las plataformas, periodos cortos de lanzamiento de productos (time-to-market) y calidad en los diseños, artefactos y componentes creados. Estos retos también son direccionados por las aproximaciones actuales, sin embargo, no solucionan los problemas relacionados a la falta de representación de los requerimientos funcionales en el espacio del problema y a la inexistencia de mecanismos o herramientas centradas en usuario para expresar y configurar la variabilidad de los productos. Nuestro enfoque soluciona los problemas expuestos a través de la definición de una línea de producto dirigida por modelos, la cual se enfoca en el diseño y desarrollo de aplicaciones Web a partir de diferentes puntos de vista tales como negocio, casos de uso, navegación y presentación. El problema relacionado a la falta de representación de los requerimientos funcionales lo solucionamos a través de la inclusión de un nuevo punto de vista que modela los casos de uso. Por otro lado, el problema relacionado con la inexistencia de mecanismos o herramientas centradas en usuario para manejar la variabilidad, lo solucionamos a través de la inclusión de los modelos de características, los cuales permiten configurar los puntos variables de cada una de las aplicaciones Web.

20 20 Fabián Ceballos Acosta En esta línea se crearon los metamodelos de negocio, casos de uso, navegación y presentación y sus respectivas transformaciones modelo a modelo y modelo a código para obtener la aplicación Web final. Adicionalmente, se creó también el modelo de características el cual permite configurar aspectos relacionados con la presentación de la aplicación. De esta manera, para derivar una nueva aplicación Web, un analista debe crear los modelos de negocio y casos de uso. Posteriormente, un diseñador debe configurar las características de presentación y finalmente, ejecutar las transformaciones respectivas para obtener la aplicación Web final. Referencias 1. Web engineering: Introduction and perspectives - overview, Web Engineering, Software Engineering and Web Application Development (London, UK), Springer-Verlag, 2001, pp Nathalie Moreno, José R. Romero, and Antonio Vallecillo, An overview of model-driven web engineering and the mda, 2008, pp Andreas Kraus, Alexander Knapp, and Nora Koch, Model-driven generation of web applications in uwe, MDWE, Stefano Ceri, Piero Fraternali, and Aldo Bongio, Web modeling language (webml): a modeling language for designing web sites, Comput. Netw. 33 (2000), no. 1-6, Jaime Gómez, Cristina Cachero, and Oscar Pastor, Conceptual modeling of device-independent web applications, IEEE MultiMedia 8 (2001), no. 2, Daniel Schwabe and Gustavo Rossi, Developing hypermedia applications using oohdm, In Proceedings of Workshop on Hypermedia Development Process, Methods and Models, Hypertext98, ACM, Joan Fons, Pedro Valderas, Marta Ruiz, Gonzalo Rojas, and Oscar Pastor, V.:Oows: A method to develop web applications from web-oriented conceptual models, In: International Workshop on Web Oriented Software Technology (IWWOST). (2003) 6570, 2003, pp Santiago Meli Beigbeder and Cristina Cachero, An mda approach for the development of web applications., ICWE (Nora Koch, Piero Fraternali, and Martin Wirsing, eds.), Lecture Notes in Computer Science, vol. 3140, Springer, 2004, pp J. Miller and J. Mukerji, Mda guide version 1.0.1, Tech. report, Object Management Group (OMG), Garces K., Parra C., Arboleda H., Yie A., and Casallas R., Variability management in a model-driven software product line, Avances en Sistemas e Informática 4 (2007), no. 2, Paul Clements and Linda Northrop, Software product lines: practices and patterns, vol , Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., Boston, MA, USA, 2001.