Resumen de Ingeniería dirigida por modelos para el modelado de contexto en sistemas context-aware
- español
El término Computación Ubicua hace referencia a ordenadores y dispositivos que pueden encontrarse a nuestro alrededor, pero que están diseñados de forma que no molesten a las personas y faciliten su interacción con los usuarios de una forma natural.
Para poder proporcionar a los usuarios unos servicios adecuados, estos sistemas deben ser conscientes de su entorno. La Computación Context-Aware se caracteriza por ser un modelo de computación en el cual los usuarios interaccionan con diferentes sistemas software que son capaces de percibir su entorno y adaptar automáticamente su comportamiento a los cambios que se produzcan en él.
La mayoría de los sistemas context-aware suelen considerar que la información de contexto que manejan es siempre completa y fiable. Sin embargo, esta información a menudo es imperfecta. Por ejemplo, los sensores encargados de obtener la información del entorno tienen limitaciones técnicas en el sentido de que los valores de los datos que suministran son sólo una aproximación a los valores del mundo real.
Todo lo expuesto con anterioridad, nos sugiere que la construcción de aplicaciones context-aware es una tarea compleja que implica considerar los problemas inherentes a la adquisición y representación de información de contexto fiable.
Los modelos ayudan a los desarrolladores a razonar sobre problemas y soluciones, y se pueden usar como especificaciones del sistema. Existen varios enfoques para modelar el contexto, pero todos presentan alguna limitación. Por ejemplo, son específicos para un framework determinado o carecen de una representación adecuada para algunos elementos de contexto. La Ingeniería Dirigida por Modelos (MDE) promueve un uso sistemático de modelos para elevar el nivel de abstracción de las especificaciones del software e incrementar el nivel de automatización en su desarrollo. MDE hace uso de modelos para el desarrollo de los sistemas, y de transformaciones de modelos para generar automáticamente artefactos software para la aplicación final.
El trabajo que presentamos en esta tesis propone un enfoque MDE que define una arquitectura generativa para sistemas context-aware. Dicha arquitectura está basada en un Lenguaje Específico de Dominio (DSL) llamado MLContext que permite representar la información de contexto teniendo en cuenta aspectos de calidad (QoC) de la misma.
? Objetivos El planteamiento del problema nos ha permitido inferir cuatro objetivos específicos en esta tesis.
" Desarrollar un DSL para el modelado del contexto con un nivel alto de abstracción.
" Definir un conjunto de constructores para el DSL para especificar la calidad de la información de contexto y los requisitos de calidad.
" Generar automáticamente artefactos software para diferentes middlewares context-aware.
" Definir un método para el modelado del contexto y la QoC.
Metodología Para alcanzar los objetivos de la tesis, hemos seguido la metodología de investigación en ciencias de diseño (DSRM). Esta metodología comprende un proceso de diseño que consta de seis actividades: (1) Identificación del problema y motivación, (2) Definir los objetivos de una solución, (3) Diseñar el desarrollo, (4) Demostración, (5) Evaluación y (6) Conclusiones y comunicación de los resultados.
Conclusiones La sintaxis abstracta de MLContext se ha definido como un metamodelo, y se han escrito transformaciones de modelo-a-texto para generar los distintos artefactos software. La sintaxis concreta se ha definido usando la herramienta EMFText, que genera un editor y un inyector de modelos. MLContext ha sido diseñado para proporcionar un nivel alto de abstracción, para ser fácil de usar y para promover el reúso de modelos de contexto. Se ha aplicado un análisis de dominio para obtener los requisitos y las decisiones de diseño que se han tenido en cuenta en la creación del DSL.
Como prueba de concepto, el enfoque generativo se ha aplicado a diferentes plataformas middleware con el propósito de facilitar el manejo de contexto.
- English
The term Ubiquitous Computing refers to computers which can be everywhere but are designed so as not disturb users and facilitate interaction in a natural way, thus allowing the integration of computing devices into the user's everyday life.
In order to provide users with an adequate service, these systems should be aware of their context. Context-aware Computing characterizes a computing model in which users interact with many different computers and the software systems are able to sense their environment and automatically adapt their behavior to the changes occurring.
Most context-aware systems typically assume that the context information upon which they rely is complete and accurate. However, the information used by them is often imperfect. For example, sensors suffer from technical limitations, signifying that their sensed data will only be an approximation to real values. A wrong assumption about context information can lead to incorrect behavior by context-aware systems.
Context-aware applications must clearly be developed by bearing in mind the problems inherent to the acquisition and representation of reliable context information.
Models help developers to reason and make predictions about problems and their solutions, and can be used as system specifications. There are several context modeling approaches with which to represent context information but they have some limitations (e.g. they were developed for a specific framework or lack an adequate representation in the case of some context elements). Model-Driven Engineering (MDE) promotes the systematic use of models in order to raise the level of abstraction at which software is specified, and to increase the level of automation in the development of software. MDE uses models to develop systems and models transformations to obtain target system's software artifacts.
This thesis concerns the development of an MDE approach that defines a generative architecture for context-aware middlewares. This architecture provides a Domain-Specific Language (DSL) named MLContext which can be used to represent the context information, takes into account the quality of context (QoC), and automatically generates software artifacts related to context management from the models created by means of the DSL.
? Objectives The statement of the problem allowed us to infer the following objectives of this thesis: To create a Domain-Specific Language for context modeling with a high-level of abstraction.
To define a set of constructors for the DSL in order to specify the quality of the context information and the quality requirements.
To automatically generate software artifacts for context-aware middlewares.
To define a method for context and QoC modeling.
Methodology In order to achieve the objectives of this thesis that were introduced in the section above, we have followed the design science research methodology (DSRM). The design process consists of six activities: (1) Problem identification and motivation, (2) Define the objectives of a solution, (3) Design and development, (4) Demonstration, (5) Evaluation, and (6) Conclusions and communication.
Conclusions The MLContext abstract syntax has been defined as a metamodel, and model-to text transformations have been written in order to generate the desired software artifacts. The concrete syntax has been defined with the EMFText tool, which generates an editor and a model injector. MLContext has been designed so as to provide a high-level abstraction, to be easy to learn, and to promote the reuse of context models. A domain analysis has been applied in order to elicit the requirements and design choices to be taken into account when creating the DSL. As a proof of concept of the proposal, the generative approach has been applied to several middleware platforms for the purpose of context management.
