An Ontology-based Reference Model for the Software Systems Domain with a focus on Requirements Traceability

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dc.contributor.advisor1Souza, Vitor Estevao Silva
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000318695704
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2762374760685577
dc.contributor.authorDuarte, Bruno Borlini
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee1Leite, Julio Cesar Sampaio do Prado
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0355-0265
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6871006250321522
dc.contributor.referee2Almeida, Joao Paulo Andrade
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-9819-3781
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4332944687727598
dc.contributor.referee3Guerra, Eduardo Martins
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3413978291577451
dc.contributor.referee4Barcellos, Monalessa Perini
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8826584877205264
dc.date.accessioned2024-05-30T00:53:25Z
dc.date.available2024-05-30T00:53:25Z
dc.date.issued2022-04-29
dc.description.abstractSoftware plays an essential role in modern society, as it has become indispensable in many aspects of our lives, such as social, business and even personal. Because of this importance, many researchers are dedicated to study the nature of software, how it is related to us and how it is able to change aspects in our society. It is accepted by the scientific community that software is a complex social artifact. This notion comes from the fact that a modern software system can be understood as the combination of interacting elements that exist inside a computer, such as programs and data, and in our world, such as sensors, other systems or even people, all of which are specifically organized to provide a set of functionalities or services and so, fulfill its purposes. A major concern in the development of modern complex software-based systems, is ensuring that the design of the system is capable of satisfying the current set of requirements. In this context, it is widely accepted in the scientific literature and in international standards that the requirements have an important role in the software process. Because of that, requirements need to be developed, refined, managed and traced to their origins, in a controlled engineering process, to control their changing nature and mitigate risks. In order to support these activities, we argue, based on the conceptual modeling scientific literature, that we can use ontologies to provide a better understanding of the software systems domain, reducing the inherent complexity and improving the requirements engineering process. In this work, we propose an ontology-based requirements traceability theory centered in different types of software systems requirements. Based on that, we developed the Reference Ontology of Software Systems (ROSS) and the Ontology of Software Defects Errors and Failures (OSDEF). ROSS and OSDEF are domain ontologies about the software systems that are intended to be used together and combined with other existing ontologies, as reference models for requirements traceability. Besides, we developed machine- readable operational ontologies, based on the reference versions of ROSS and OSDEF. The operational ontologies are created to support an ontology-based requirements traceability process that is based on the relationships that exist between the concepts in the ontologies.
dc.description.resumoSistemas de Software desempenham um papel essencial na sociedade moderna, pois eles se tornaram indispensáveis em vários aspectos de nossas vidas: sociais, empresariais e até pessoais. Por conta dessa relevância do software para a sociedade, muitos pesquisadores se dedicam a estudar a natureza do software, como ele se relaciona conosco e como é capaz de mudar aspectos em nosso mundo. É aceito pela comunidade científica que o software é um artefato social complexo. Essa noção vem do fato de que um sistema de software moderno pode ser entendido como a combinação de elementos que interagem entre si, sendo que parte deles existem dentro de um computador, como programas e os dados, enquanto a outra parte existe fisicamente em nosso mundo, como sensores, componentes mecânicos ou mesmo pessoas, todos os quais são especificamente organizados para fornecer um conjunto de funcionalidades ou serviços e, assim, cumprir seus propósitos. Uma grande preocupação no desenvolvimento de sistemas modernos e complexos baseados em software, é garantir que o projeto do sistema seja capaz de satisfazer o conjunto atual de requisitos. Nesse contexto, é amplamente aceito na literatura científica e em padrões internacionais que os requisitos de um sistema de software têm um papel crucial durante seu ciclo de vida e por isso precisam ser desenvolvidos, refinados, gerenciados e rastreados até suas origens, em um processo de engenharia controlado, a Engenharia de Requisitos, para controlar sua natureza mutável e mitigar riscos ao desenvolvimento do sistema de software. Para dar suporte a essas atividades, baseados na literatura científica de modelagem conceitual, nós propomos a utilização de ontologias de domínio, como modelos para um melhor entendimento do domínio de sistemas de software, reduzindo a complexidade inerente e melhorando o processo de Engenharia de Requisitos. Neste trabalho, nós propomos um método para utilização de ontologias de domínio como ferramentas para rastreabilidade de requisitos de software centrado na definição de diferentes tipos de requisitos de sistemas de software. Nós desenvolvemos a Ontologia de Sistemas de Software (ROSS) e a Ontologia de Defeitos, Erros e Falhas (OSDEF). ROSS e OSDEF são ontologias de domínio sobre os sistemas de software que se destinam a serem usadas em conjunto e combinadas com outras ontologias existentes, como modelos de referência para rastreabilidade de requisitos. Além disso, desenvolvemos ontologias operacionais legíveis por máquina, baseadas nas versões de referência do ROSS e OSDEF. As ontologias operacionais são criadas para dar suporte a um processo de rastreabilidade de requisitos baseado em ontologias que é baseado nas relações que existem entre os conceitos nas ontologias.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15987
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Ciência da Computação
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Informática
dc.rightsopen access
dc.subjectSistemas de Software
dc.subjectRequisitos de Software
dc.subjectRastreabilidade de Requisitos
dc.subjectOntologias
dc.subjectROSS
dc.subjectOSDEF
dc.subjectUFO
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqCiência da Computação
dc.titleAn Ontology-based Reference Model for the Software Systems Domain with a focus on Requirements Traceability
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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