TESIS DE INGENIERÍA EN SISTEMAS Y COMPUTACIÓN. 2010

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1 Bibliográfica en las Bibliotecas de la UNACH TESIS DE INGENIERÍA EN SISTEMAS Y COMPUTACIÓN 2010 ESTUDIO COMPARATIVO DE ARQUITECTURAS N-CAPAS Y SOA CASO PRÁCTICO: SISTEMA DE CATALOGACIÓN Y ADMINISTRACIÓN BIBLIOGRÁFICA EN LAS BIBLIOTECAS DE LA UNACH Cristian Hugo Morales Alarcón Víctor Hugo Santamaría Guevara Abstract This project examines the current problems in the documentation and management of works in the libraries of the Universidad Nacional de Chimborazo For the development of the RUP methodology was employed the same as in the early stages detailing all the requirements provided by the stakeholders to begin the comparative study of architectures which use a combination of assessment methods such as Bosch (2000 ) Losavio (2003) and ATAM, based on this study the architecture that best meets the quality attributes must have the system is N-tier to be applied as a basis for the architectural design of Cataloging and Management System literature, the same as the benefits analysis of a 100% improvement in efficiency of librarians in bibliographic management processes Finally in the project proposal outlined an approach to deploying the application in its real environment RESUMEN: Este proyecto estudia la problemática actual de la catalogación y administración de obras en las bibliotecas de la Universidad Nacional de Chimborazo Para el desarrollo del Sistema se emplea una metodología RUP la misma que en sus primeras fases detalla todos los requisitos necesarios proporcionados por los Stakeholders para comenzar con el estudio comparativo de las arquitecturas en donde se emplea una combinación de métodos de evaluación como: Bosch (2000), Losavio (2003) y ATAM, basados en este estudio la arquitectura que mejor se ajusta a los atributos de calidad que debe poseer el sistema es la de N-Capas que se aplicará como base para el diseño arquitectónico del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica, el mismo que al realizar un análisis de beneficios mejora en un 100% la eficiencia de los bibliotecarios en los procesos de gestión bibliográfica Finalmente en la propuesta del proyecto se detalla un enfoque al despliegue de la aplicación en su entorno real 1 INTRODUCCIÓN Las Instituciones se están integrando en el mundo web a nivel de información y servicios Las arquitecturas de Software permiten construir aplicaciones que se ajustan a los requerimientos de calidad de las organizaciones y permite la abstracción de alto nivel de la estructura de los componentes que forman parte de los sistemas En numerosas bibliotecas a nivel mundial se está implementando sistemas informáticos con una base de arquitectura de software que permiten la administración y catalogación bibliográfica, automatizando así la gestión bibliotecaria El estudio comparativo de las arquitecturas de software N-Capas y SOA (Arquitectura Orientada a Servicios), permitirá elegir la estructura que mejor se adapte a los requerimientos de calidad del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica permitiendo un diseño arquitectónico de alto nivel para la construcción del software y este a su vez mejorará la eficiencia en los procesos de gestión bibliográfica que actualmente se realiza de forma manual en las bibliotecas de la Universidad Nacional de Chimborazo 2 BASES TEORICAS 21 ARQUITECTURA DE SOFTWARE Es el proceso por el cual se define una solución para los requisitos técnicos y operacionales del mismo Este proceso define qué componentes forman el sistema, cómo se relacionan entre ellos, y cómo mediante su interacción llevan a cabo la funcionalidad especificada, cumpliendo con determinados atributos de calidad 22 ESTILOS ARQUITECTURALES Son la herramienta básica de un arquitecto a la hora de dar forma a la arquitectura de una aplicación Un estilo arquitectural se puede entender como un conjunto de principios que definen a alto nivel un aspecto de la aplicación Un estilo arquitectural viene definido por un 1

2 Bibliográfica en las Bibliotecas de la UNACH conjunto de componentes, conexiones entre dichos componentes y un conjunto de restricciones sobre cómo se comunican los componentes cualesquiera conectados Ref [1] 221 Estilo Arquitectural N-Capas El estilo arquitectural en capas se basa en una distribución jerárquica de los roles y las responsabilidades para proporcionar una división efectiva de los problemas a resolver 2211 Capa de Persistencia de datos En esta capa es donde los datos de la aplicación están almacenados, las Bases de Datos a lo largo de los años han ido cambiando su forma de operar 2212 Capa de Acceso a los datos Esta capa contiene componentes que llevan a cabo conversaciones de bajo nivel con la Capa de Persistencia de datos 2213 Capa de Lógica de negocio Esta capa es el corazón de la Aplicación, el objetivo de esta capa es que toda la lógica de negocio de la aplicación esté bien localizada y no mezclada con los otros objetos de las otras capas 2214 Capa de Presentación Esta capa contiene componentes de fachada, controlador y validación de datos, el objetivo de esta capa es crear un punto de unión entre la Capa de Cliente y la Capa de Lógica de negocio 2215 Capa de Cliente Esta capa contiene componentes de fachada, controlador y validación de datos, el objetivo de esta capa es crear un entorno de desarrollo de Diseño Gráfico que no tenga visibilidad con la lógica de negocio ni con la persistencia de datos Estilo Arquitectural SOA (Arquitectura Orientada a Servicios) El estilo orientado a servicios permite a una aplicación ofrecer su funcionalidad como un conjunto de servicios para que sean consumidos 2221 Middleware Es en donde todos los sistemas intercambian información mediante conectores, actuará como una capa de adaptación cuya finalidad es aislar la forma de comunicarse o cambiar información con cada sistema particular 2222 BPM (Business Process Management) Se encuentra en segundo nivel de esta arquitectura, para algunas funciones del negocio es importante obtener información de distintos elementos para enviarlos a un tercero y actuar en función de las respuestas de un tercero Ref [3] 23 Modelo de Evaluación de Arquitecturas Para realizar un estudio comparativo entre arquitecturas se debe seguir un modelo de evaluación, el modelo detallado a continuación toma pautas de los métodos de evaluación Bosch(2000) y Losavio(2003) para la especificación de atributos de calidad planteados, objetos analizados y las etapas del proyecto; en los enfoques utilizados se encuentra una combinación de ATAM para la generación del árbol de utilidad, lluvia de ideas; para articular los requerimientos de calidad y realizar el Análisis y comparación de los resultados de las arquitecturas candidatas se utiliza Bosch(2000) Bosch (2000) plantea, en su método de diseño de arquitecturas de software, que el proceso de evaluación debe ser visto como una actividad iterativa, que forma parte del proceso de diseño, también iterativo Una vez que la arquitectura es evaluada, pasa a una fase de transformación, asumiendo que no satisface todos los requerimientos Luego, la arquitectura transformada es evaluada de nuevo Losavio et al (2003) proponen un método para evaluar y comparar arquitecturas de software candidatas, que hace uso del modelo de especificación de atributos de calidad adaptado del modelo ISO/IEC 9126 Los autores plantean que la especificación de los atributos de calidad haciendo uso de un modelo basado en estándares internacionales ofrece una vista amplia y global de los atributos de calidad, tanto a usuarios como arquitectos del sistema, para efectos de evaluación 2

3 Bibliográfica en las Bibliotecas de la UNACH Según Kazman et al (2001), el Método de Análisis de Acuerdos de Arquitectura Architecture Trade-off Analysis Method, ATAM) está inspirado en tres áreas distintas: los estilos arquitectónicos, el análisis de atributos de calidad y el método de evaluación SAAM El nombre del método ATAM surge del hecho de que revela la forma en que una arquitectura específica satisface ciertos atributos de calidad, y provee una visión de cómo los atributos de calidad interactúan con otros Ref [2] Tabla 1Cont 3 MODELO DE EVALUACIÓN ARQUITECTÓNICA Mediante la combinación de los métodos de evaluación de arquitecturas mencionadas en la tabla 5 los pasos a seguir enfocados al Sistema de Catalogación y Administración bibliográfica son los siguientes: 1- El análisis de los requerimientos funcionales y no funcionales del sistema 2- Requerimientos de tipo arquitectónico en donde se realiza la selección de atributos de calidad, generación del árbol de utilidad (utility tree) para los escenarios del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica y se establece en dos dimensiones: Por la importancia que cada escenario tiene para el éxito del sistema Por el grado de dificultad que posee el escenario para ser realizado, según la estimación del arquitecto 3- Presentación de las arquitecturas candidatas, se evalúa los atributos de calidad de tipo arquitectónico y se justifica su valoración 4- Construcción de la tabla comparativa para las arquitecturas candidatas y requerimientos arquitectónicos del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica 5- Analizar los resultados obtenidos y resumidos de acuerdo con las prioridades establecidas Tabla 1 Comparación de arquitecturas candidatas y requerimientos arquitectónicos del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica En la figura 1 la arquitectura que mejor se adapta a los requerimientos del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica es la de N-Capas, para mayor detalle de los resultados obtenidos revisar el Capítulo V La valoración de Arquitecturas Candidatas se muestra a continuación: Alta: 10 Media: 5 Baja: 2 Figura 1 Resumen de las arquitecturas candidatas y requerimientos arquitectónicos del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica 3

4 Bibliográfica en las Bibliotecas de la UNACH 4 DISEÑO ARQUITECTÓNICO La administración del funcionamiento, comunicación y seguridad de la aplicación se realiza mediante el archivo Webconfig y Sitemap 5 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS Mediante la utilización de fichas de eficiencia de procesos de catalogación se realizó la evaluación a los bibliotecarios de la Universidad Nacional de Chimborazo, está recolección especifica el tiempo manual de catalogación; además del tiempo con la utilización del Sistema Catalogación y Administración bibliográfica (SICAB) tomando en cuenta la administración del Sistema en sus eventos de: I= Insertar B=Búsquedas E=Eliminaciones M=Modificaciones Figura 2 Arquitectura del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica 41 CAPA DE DATOS En esta capa se encuentra la base de datos DATABIBLIOTECAUNACHmdf que contiene: tablas, procedimientos almacenados, vistas, desencadenadores y el modelo entidad relación Además de los Servicios del Sistema Académico de la UNACH (SICOA) proporcionados por UTECA en donde se obtienen los WebServices necesarios para posteriormente la creación del módulo de reservaciones y préstamos 42 Capa de Acceso a Datos (DAL) En esta capa se encuentran los DataSets del SICAB que contienen los DataTables y los TableAdapters que se vinculan con la capa de Datos del sistema 43 Capa de Lógica de Negocio (BLL) En esta capa residen las clases que a su vez se diseñan mediante constructores y métodos de intercambio de información con la capa de Acceso a Datos y a la Capa de Presentación 44 Capa de Presentación Se encuentra dividido en dos subcapas, la de nivel inferior que contiene la páginasaspcs, hojas de estilo css y temas skin; la de nivel superior en donde se encuentran las páginas asp, master, estás últimas contienen las interfaces de interacción con el usuario La medición de los tiempos de administración y catalogación bibliográfica se realizó con casos prácticos reales en donde se tomó libros de diferente característica y de distinta categorización como: Geometría Plana y del Espacio Manual de Ingeniería Electrónica Física V1 Proyect 2007 Solid Work Se realizó la medición a cinco bibliotecarios de la institución en las tablas que se muestran a continuación se puede observar los tiempos en los distintos eventos de actualización Al final se realiza la sumatoria del tiempo que al personal le tomó catalogar cada uno de los libros y se obtiene el promedio de los mismos En este ámbito se desea el número de bibliotecarios que realizan sus tareas de forma más eficiente con el Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica frente a la manual en las bibliotecas de la UNACH, esto podemos obtener mediante la sumatoria del promedio de la catalogación manual y con el SICAB de cada uno de los bibliotecarios, para posteriormente analizar estos resultados y poder comprobar con éxito la hipótesis planteada Si más del 50% de bibliotecarios realizan sus tareas de gestión de libros en menor tiempo a través de la utilización del sistema comprobaríamos de manera satisfactoria la hipótesis planteada en este proyecto de investigación Esto conllevaría mediante una propuesta de despliegue en donde se probaría, distribuiría e instalaría el software a solucionar el problema de catalogación y administración de libros de forma manual en las bibliotecas de la Universidad Nacional de Chimborazo 4

5 Bibliográfica en las Bibliotecas de la UNACH Tabla 2 Total de la medición manual y con el Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica mejor manera a los atributos de calidad que demanda el SICAB La arquitectura N-Capas proporciona características esenciales para el desarrollo del proyecto de software como: confiabilidad, disponibilidad, extensibilidad, escalabilidad, testeabilidad y seguridad; el sistema debe adaptarse al cambió continuo y modificación de reglas de catalogación sin afectar su calidad; además por su alto contenido técnico es necesario facilitar la realización de pruebas y proveer seguridad frente al continuo crecimiento de usuarios internos y externos Figura 3 Porcentaje de bibliotecarios más eficientes con la utilización del SICAB 6 CONCLUSIONES La metodología de desarrollo de Software RUP define claramente la sistemática que debe seguir el proyecto desde su etapa inicial hasta su culminación, se centra en la arquitectura que relaciona la toma de decisiones indicando cómo debe ser construido el sistema y en qué orden; se desarrolla bajo un enfoque iterativo e incremental que divide el proyecto en mini proyectos donde los casos de uso y la arquitectura cumplen sus objetivos de manera depurada, ajustándose a las características del desarrollo web debido a la importancia proporcionada al usuario y al análisis de requerimientos que este demanda, pero sobre todo a la gestión de los riesgos en donde provee un flujo completo para la administración de los mismos El método de evaluación utilizado para realizar el estudio comparativo de las arquitecturas de Software N-Capas y SOA en donde se combinó aspectos fundamentales de Bosch (2000), Losavio(2003) y ATAM, permitió especificar de manera concreta los requerimientos arquitectónicos del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica para posteriormente vincularlos con las arquitecturas candidatas, definiendo claramente la superioridad de N-Capas que se adaptó de La utilización del SICAB incide en la eficiencia de procesos de gestión bibliográfica, para lo cual se aplicó una arquitectura N-Capas que permite desarrollar un software flexible a los procesos administrativos definidos en las normativas de catalogación internacionales De acuerdo a los resultados obtenidos el 100% de bibliotecarios de la Universidad Nacional de Chimborazo disminuyeron el tiempo de catalogación y administración de libros aproximadamente tres a uno con la utilización del sistema, esto se debe a que este proceso requiere un amplio conocimiento técnico de bibliotecología que demanda demasiado tiempo al realizarlo en forma manual El Sistema mencionado aporta con la suficiencia, control técnico y la herramienta de codificación de la CDU (Clasificación Decimal Universal) que posee aproximadamente datos que reduce el tiempo de catalogación de libros por parte de los bibliotecarios de la Institución Es trascendental señalar que el éxito de la eficiencia obtenida en los procesos de catalogación y administración del material bibliográfico están fundamentados en: la aplicación de una arquitectura N-Capas en el desarrollo del software, estructura organizativa de los integrantes de las bibliotecas, definición de procesos de catalogación basados en normas internacionales 7 RECOMENDACIONES Es necesario establecer una metodología para definir los flujos de información alternativos que permita precisar los requerimientos no funcionales y definiciones de levantamiento específicas para aplicaciones web como la navegación y el diseño gráfico, debido a que RUP en la práctica no está orientada en sus fases de desarrollo a la sistematización de estas características 5

6 Bibliográfica en las Bibliotecas de la UNACH Una SOA (Arquitectura Orientada a Servicios) se debe utilizar para proveer una estructura de características favorables para la integración de sistemas aislados En el caso del Sistema de Catalogación y Administración Bibliográfica recibe servicios únicamente del SICOA (Sistema Académico de la UNACH), razón por lo cual no se debería sacrificar el resto de atributos de calidad encontrados en la arquitectura N-Capas Además de las normativas que establece la arquitectura SOA y N-Capas para el desarrollo de software en estudios similares a este proyecto de investigación se recomienda tomar en cuenta el costo y el tiempo de desarrollo que son características importantes que no se utilizaron para realizar este estudio comparativo de arquitecturas debido a que se buscaba señalar el análisis no desde el ámbito del programador en sí, sino más bien desde un entorno general Es fundamental tomar en cuenta además de la eficiencia en los procesos de catalogación y administración bibliográfica que fue vital para la evaluación de beneficios del SICAB características como la adaptabilidad de usuarios y ordenamiento de información para añadir a los beneficios que proporciona la automatización de gestión de obras en la Universidad Nacional de Chimborazo Se recomienda continuar con el proceso de desarrollo de software hasta su despliegue en donde se realizan principalmente las pruebas en su entorno final, distribución, instalación y capacitación del SICAB a los bibliotecarios 8 REFERENCIAS [1] Microsoft Corporation Ibérica 2010 Guía de Arquitectura N-Capas; orientada al Dominio con NET 40 España, Krasis Consulting SL 3-33 pág [2] javadabbadooorg Arquitectura Cliente-Servidor multicapa 05/08/2010 ClienteServidor/capas/indexhtml [3] Julio Alba 2008 SOA Consultor/Director de proyectos SATEC 6

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