Uma Arquitetura de Referência para Modelagem e Simulação de Fenômenos em Clima Espacial

Orientador: Prof. Dr. Luiz Alberto Vieira Dias

Mestrando: Francisco Supino Marcondes

Problema

Investigar abordagens para construção de Arquiteturas de Referência

em um Domínio Específico (neste estudo, do Clima Espacial)

aumentando a produtividade, manutenibilidade e robustes no

desenvolvimento de sistemas deste domínio afim de propiciar maior

velocidade e qualidade na construção de sistemas de software que

apóiem estudos neste ramo do conhecimento.

Efeitos do Clima Espacial

Visão Geral do Clima Espacial

Alternativa de Solução

Parte 1 - A partir de um Model Driven Architecture – Computer Independent Model (MDA-CIM) obter uma Linguagem de Domínio Específico.

Parte 2 – A partir do MDA-CIM e com uma Linguagem de Domínio Específico já estabelecida efetuar uma transformação formal gerando um MDA – Modelo Independente de Plataforma (PIM) inicial para que possa ser evoluído para comportar as operações computacionais.

Parte 3 – A partir do MDA-PIM efetuar comparações de alto nível com outros sistemas semelhantes obtendo a arquitetura por intersecção de funcionalidades.

Localização do Estudo

CIM

Área do Estudo

DEFINIÇÕESArquitetura de Referência: Estrutura de software capaz de representar componentes de software, suas propriedades externas, e seus relacionamentos com outras partes do sistema ou outros softwares.

Domínio Específico: Descreve fenômenos observáveis em uma área de conhecimento atribuindo um grau de abstração apropriado.

Logo, uma Arquitetura de Referência em um Domínio Específico pode trazer produtividade e diminuir a taxa de defeitos por meio de abstração.

Exemplo de Domínio Especifico:Campo Geomagnético

Dutra (2007)

H = B cosI = F cosIZ = B senI = F senIX = H cosDY = H senDD = arctg(Y / X)I = arctg(Z / H)H2 = X 2 + Y 2B2 = X 2 + Y 2 + Z 2 = F2

B – (ou F) intensidade totalH – intensidade/componente horizontalX – intensidade/componente norte (ou norte-sul)Y – intensidade/componente leste (ou leste-oeste)Z – intensidade/componente verticalD – declinação magnéticaI – inclinação magnética

Parte 1: Linguagem de Domínio Específico

- General Purpouse Language (GPL)

double tempestadeMagnetica, intensa;intensa = 7;If(tempestadeMagnética <= intensa){

printf(“Tempestade Magnética com alta Intensidade”);}

- Domain Specific Language (DSL)

(Regra 1) stormDefinition : Tok_Storm Tok_Kind Tok_id(Regra 2) se_for: se Tok_Storm for Tok_Intensity

TEMPESTADE Magnética tempestadeSe tempestade for intensa

printf(“Tempestade Magnética com alta Intensidade”);

Parte 2: MDA-CIM MDA-PIM formalCIM

initialPIM

commonCIM

Operations

formalization

Transformation

Content MDA Triptych Paradigm

RUP

Business model.

CIM Domain Engineering

Business Analysis

System requirements.Information model.Information processing model.

PIM Requirements Engineering

Requirements

Object model.Object interaction model

PIM Requirements Engineering

Analysis & Design

Distribution model.

PIM or PSM

Requirements Engineering or Computing Systems Design

Analysis & Design or Implementation

Program code.API´s.

PSM Computing Systems Design

Implementation

Parte 3: Arquitetura de Referência

• Feature Oriented Domain Analisys– Context Analysis

• Structure Diagram

• Context Diagram

– Domain Modeling• Information Analysis

• Features Analysis– Context Features– Operational Features– Representation Features

– Operational Analysis– Domain Dictionary

Arquitetura de Referência = Sistema1 ^ Sistema2 ^ Sistema3 ^ Sistema4 ^ Sistema5 ^ Sistema6

Verificação

• Será desenvolvido um protótipo de Arquitetura de Referência para o

monitoramento de uma pequena parte do Clima Espacial;

• O protótipo de arquitetura será especializado num protótipo de

Sistema de Software como Estudo de Caso.

Exemplo de Domínio Especifico:Monitoramento de Tempestades Geomagnéticas

Exemplo de Arquitetura

Exemplo de Estudo de Caso

Estudo de Caso apresentado no Artigo: Proposing a Formal Method to Reduce RTS Logical Model Complexity publicado na International Conferece on Information Technology - 2008

Resultados Esperados

• Diretos:– Criação de um protótipo de Linguagem de Domínio Específico (LDE) para

monitoramento do Clima Espacial;

– Criação de um protótipo de Arquitetura de Referência desenvolvida sobre a Linguagem de Domínio Estabelecida;

– Implementação de um protótipo de Sistema de Software tendo a Arquitetura de Referência como base; e

– Possível expansão do protótipo e sua implantação no apoio de estudos dos fenômenos do clima espacial no INPE.

• Indiretos:– Desenvolvimento de uma abordagem de sistemática para elicitação e

implementação de LDEs por meio de análise de Domínio;

– Investigação do uso do SysML para modelagem de domínios específicos;

– Sugestão de um tipo formal de transformação entre o MDA-CIM e o MDA-PIM em que se mantenha as características dos itens de domínio;

– Investigação de abordagens para se construir arquiteturas específicas por meio de Linguagens e Modelos de Domínio Específico.

Exemplo de Produto Final:Um exemplo de Observatório

Uma Arquitetura de Referência para Modelagem e Simulação de Fenômenos em Clima Espacial

Orientador: Prof. Dr. Luiz Alberto Vieira Dias

Francisco Supino Marcondes