Desarrollo dirigido por modelos de interfaces específicas de dominio para el procesamiento de eventos complejos en arquitecturas orientadas a servicios

• Autores: Juan Boubeta Puig
• Directores de la Tesis: Inmaculada Medina Bulo (dir. tes.) , Guadalupe Ortiz Bellot (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Cádiz ( España ) en 2014
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Hernández Núñez (presid.) , Juan Manuel Dodero Beardo (secret.) , Raúl Julián Ruggia Frick (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RODIN
• Resumen
  • español

    Resumen (Castellano) *********** En la actualidad, las empresas y organizaciones de todo el planeta necesitan gestionar cada día una ingente cantidad de datos provenientes de fuentes muy diversas, tales como aplicaciones propias y de terceros, servicios web, sensores, plataformas de Internet de las cosas o redes sociales, con el fin de llevar a cabo la toma de decisiones.

    Un buen proceso de toma de decisiones requiere, entre otros factores, conocer tan pronto como sea posible cuál es el valor que tienen dichos datos para el negocio empresarial. La realización de un exhaustivo análisis de datos, así como una actuación temprana en relación a las situaciones críticas o relevantes que supongan una amenaza para la empresa, permitirá que esta se posicione por encima de sus competidores. No obstante, se trata de un proceso bastante complejo, debido, entre otras razones, a que gran parte de estos datos son heterogéneos -no comparten un formato común- y además deberían procesarse en tiempo real.

    En este contexto, el procesamiento de eventos complejos o CEP (Complex Event Processing) es una de las tecnologías software que permite analizar y correlacionar grandes volúmenes de datos en forma de eventos con el propósito de detectar situaciones de una mayor complejidad semántica, así como inferir conocimiento valioso que ayudará en el proceso de toma de decisiones. Para ello, se hace uso de los denominados patrones de eventos en los que se especifican las condiciones que han de cumplirse para detectar dichas situaciones de interés.

    A pesar de las grandes ventajas que CEP puede aportar en el ámbito empresarial, supone un gran reto para los usuarios que son expertos en el negocio, pero que carecen de la experiencia y los conocimientos necesarios para el uso de esta tecnología. Uno de los principales problemas a los que deben enfrentarse estos usuarios es precisamente la definición de dichos patrones usando algún lenguaje concreto, los denominados lenguajes de procesamiento de eventos o EPL (Event Processing Language). Aunque algunas soluciones software actuales ofrecen herramientas gráficas con la finalidad de solventar este problema, estas no son lo suficientemente amigables, puesto que requieren que el usuario escriba manualmente, al menos, una parte del código necesario para la definición de los patrones.

    Por otra parte, los sistemas de información actuales tienden a estar basados en arquitecturas orientadas a servicios o SOA (Service-Oriented Architecture), debido a que este tipo de arquitectura software permite desarrollar sistemas distribuidos altamente escalables e integrables con otros sistemas propios o de terceros. Recientemente, estas se están combinando con las arquitecturas dirigidas por eventos o EDA (Event-Driven Architecture) dando como resultado las denominadas arquitecturas orientadas a servicios y dirigidas por eventos -ED-SOA (Event-Driven Service-Oriented Architecture) o SOA 2.0-, que se caracterizan porque las comunicaciones entre los usuarios, las aplicaciones y los servicios se realizan por medio de eventos de una forma totalmente desacoplada. Para detectar, en tiempo real, situaciones críticas o relevantes en estos sistemas complejos y heterogéneos, así como de ejecutar las acciones pertinentes, se hace necesaria la integración de CEP con SOA 2.0.

    Con el fin de dar respuesta a estas necesidades, la investigación llevada a cabo en esta tesis doctoral se ha centrado en el desarrollo dirigido por modelos de interfaces específicas de dominio para CEP en SOA 2.0, con el objeto de facilitar a los expertos en el negocio la definición tanto de los patrones que necesiten detectar en sus sistemas de información, como de las alertas que deban notificarse en tiempo real. Para lograrlo, se ha propuesto un enfoque dirigido por modelos para CEP en SOA 2.0, un lenguaje de modelado y un editor gráfico para la definición de dominios CEP, un lenguaje de modelado y un editor gráfico reconfigurable para la definición y la generación de código de patrones de eventos, así como una solución tecnológica que integra CEP con SOA 2.0. Para la evaluación del enfoque se han desarrollado dos casos de estudio que confirman que este es independiente del dominio donde se aplique. Asimismo, se concluye que los lenguajes definidos son independientes del código que implemente los patrones de eventos y las acciones a llevar a cabo, así como que los editores gráficos facilitan todo esto de una forma amigable e intuitiva, y haciendo los detalles de implementación totalmente transparentes para los expertos en el negocio. Se trata, por tanto, de un enfoque novedoso que pone la tecnología CEP al alcance de cualquier usuario, repercutiendo beneficiosamente en el proceso de toma de decisiones.

  • English

    Nowadays, companies and organizations all around the world need to manage huge amounts of data from heterogeneous sources -such as own and third-party applications, web services, sensors, Internet of things platforms or social networks- every day in order to conduct the decision-making process.

    To be successful, a decision-making process requires, among other factors, prompt information regarding what the value of such data is for the business in question. A thorough analysis of data, as well as early action for critical or relevant situations considered as threats for an organization, will allow the organization to be positioned above its competitors. Nevertheless, it is a complex process since, among other reasons, data are heterogeneous -they do not share a common format- and they should be processed in real time.

    In this context, Complex Event Processing (CEP) is a technology that allows the analysis and correlation of large volumes of data with the aim of detecting complex and meaningful events, and of inferring valuable knowledge for end users. This knowledge will be really helpful in the decision-making process. To do this, so-called event patterns are used. These patterns specify which conditions must be met in order to detect such situations of interest.

    Despite the great advantages that CEP can bring to a business, it is a substantial challenge for users who are business experts, but do not have the necessary experience and knowledge for the use of this technology. One of the main problems these users have to face is precisely the definition of these event patterns using particular languages, those called Event Processing Languages (EPLs). Although some current software solutions provide graphical tools in order to solve this problem, none of them are user-friendly enough, since they require users to hand-write at least a portion of the code for the pattern definition.

    On the other hand, current information systems tend to be based on Service-Oriented Architectures (SOAs) due to the fact that this type of software architecture allows the development of highly scalable distributed systems as well as their integration with own and third-party systems. Recently, these are being combined with Event-Driven Architectures (EDAs), what is known as Event-Driven Service-Oriented Architectures (ED-SOAs or SOAs 2.0). The latter enable us to establish decoupled communications between users, applications and services. The integration of CEP with SOA 2.0 is a requirement to be able to detect real-time, relevant or critical situations in these complex and heterogeneous systems, as well as for the execution of the appropriate actions.

    In order to respond to these needs, the research carried out in this thesis has focused on the model-driven development of domain-specific interfaces for CEP in SOAs 2.0, with the aim of facilitating the task of defining both event patterns to be detected and alerts for real time notification for domain experts. To reach this goal, the following contributions have been supplied: a model-driven approach for CEP in SOA 2.0, a modeling language and a graphical editor for CEP domain definition, a modeling language and a reconfigurable graphical editor for event pattern definition and code generation, as well as a technological solution integrating CEP with SOA 2.0. The approach has been evaluated through the development of two case studies that have confirmed independence of the approach from the application domain. Besides, we can assert that the proposed languages are independent of event patterns and actions implementation code and that user-friendly and intuitive graphical editors hide all the implementation details from end users. This is therefore a novel approach for bringing CEP technology closer to any user, positively impacting the decision making process.