A bottom up approach for modeling business process using time Petri nets

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ramos, Danillo Siqueira
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFS
Texto Completo: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/18319
Resumo: A UML é considerada uma linguagem de modelagem padrão de fato, oferecendo uma variedade de diagramas que fornecem aos engenheiros uma visão detalhada de vários aspectos do software modelado. Com a UML é possível modelar processos de negócios, modelos de dados, casos de uso, atividades, cenários de usos, entre outros, fornecendo um alto nível de abstração. Apesar de oferecer variados tipos de diagramas, a UML não está livre de inconsistências semânticas, ambiguidades ou notações impróprias. Tais problemas acabam criando interpretações equivocadas dos diagramas UML, as quais se tornam obstáculos na construção de um software confiável e adoção de uma arquitetura que seja adequada ao projeto. Uma forma de mitigar essas lacunas da UML é o uso de métodos formais, como as Redes de Petri, na modelagem de sistemas. Utilizar métodos formais permite, entre outras vantagens, simular o comportamento do sistema modelado e analisar suas propriedades. O uso de métodos formais auxilia na escolha de componentes arquiteturais adequados ao software, os quais atendem as suas necessidades de forma satisfatória. Nesta dissertação, o método formal usado para desenvolver os modelos são as Redes de Petri Temporais. Para modelar uma visão geral do sistema, foram elaborados modelos menores de forma a representar cada detalhe do sistema, os quais foram unidos posteriormente utilizando uma abordagem bottom-up. Para investigar qual o tipo de Rede de Petri com tempo é mais adequada e mais utilizada, um mapeamento sistemático da literatura foi realizado sobre o estado da arte sobre Redes de Petri com tempo nas últimas duas décadas (2001-2021), no qual ficou constatado que as Redes de Petri com tempo associado às transições são as mais utilizadas. Após esta investigação, um estudo de caso foi realizado para verificar o comportamento e analisar as propriedades dos modelos em Redes de Petri com tempo associados às transições em uma arquitetura de microserviços. Os Diagramas de Atividades e Diagramas de Casos de Uso do Sistema de Gerenciamento Eletrônico de Documentos foram transcritos em diagramas em Redes de Petri com tempo associado às suas transições. O sistema utiliza a arquitetura de microserviços, na qual pequenos serviços são implementados e executam uma única tarefa, se comunicando entre si por meio de mensagens assíncronas. Dos modelos transcritos, foram analisadas as propriedades e o comportamento da arquitetura de microserviços modelada em Redes de Petri Temporais foi verificado. Também foi possível observar problemas de temporização do software e identificar gargalos, o que auxiliou na escolha de componentes arquiteturais adequados ao software.
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Tais problemas acabam criando interpretações equivocadas dos diagramas UML, as quais se tornam obstáculos na construção de um software confiável e adoção de uma arquitetura que seja adequada ao projeto. Uma forma de mitigar essas lacunas da UML é o uso de métodos formais, como as Redes de Petri, na modelagem de sistemas. Utilizar métodos formais permite, entre outras vantagens, simular o comportamento do sistema modelado e analisar suas propriedades. O uso de métodos formais auxilia na escolha de componentes arquiteturais adequados ao software, os quais atendem as suas necessidades de forma satisfatória. Nesta dissertação, o método formal usado para desenvolver os modelos são as Redes de Petri Temporais. Para modelar uma visão geral do sistema, foram elaborados modelos menores de forma a representar cada detalhe do sistema, os quais foram unidos posteriormente utilizando uma abordagem bottom-up. Para investigar qual o tipo de Rede de Petri com tempo é mais adequada e mais utilizada, um mapeamento sistemático da literatura foi realizado sobre o estado da arte sobre Redes de Petri com tempo nas últimas duas décadas (2001-2021), no qual ficou constatado que as Redes de Petri com tempo associado às transições são as mais utilizadas. Após esta investigação, um estudo de caso foi realizado para verificar o comportamento e analisar as propriedades dos modelos em Redes de Petri com tempo associados às transições em uma arquitetura de microserviços. Os Diagramas de Atividades e Diagramas de Casos de Uso do Sistema de Gerenciamento Eletrônico de Documentos foram transcritos em diagramas em Redes de Petri com tempo associado às suas transições. O sistema utiliza a arquitetura de microserviços, na qual pequenos serviços são implementados e executam uma única tarefa, se comunicando entre si por meio de mensagens assíncronas. Dos modelos transcritos, foram analisadas as propriedades e o comportamento da arquitetura de microserviços modelada em Redes de Petri Temporais foi verificado. Também foi possível observar problemas de temporização do software e identificar gargalos, o que auxiliou na escolha de componentes arquiteturais adequados ao software.UML is considered a de facto standard software modeling language, offering a wide range of diagrams that provide engineers with a detailed view of various aspects of the modeled software. With the UML, it is possible to model business processes, data models, use cases, activities, scenarios, among others, providing a high level of abstraction. Despite offering many types of diagrams, UML is not free from semantic inconsistencies, ambiguities, or inappropriate notations. Such problems end up creating misinterpretations of UML diagrams, becoming obstacles in the construction of reliable software and adoption of an architecture that is suitable for the project. One way to mitigate these gaps left by the UML is the use of formal methods, such as Petri Nets, for modeling systems. Using formal methods allows, among other advantages, to simulate the behavior of the modeled system and analyze its properties. In addition, the use of formal methods helps in choosing the appropriate architectural components for the software, which satisfactorily meet the systems needs. In this dissertation, the formal method used to develop the models is the Time Petri Nets. For modeling an overview of the system, smaller models representing each microservice were modeled, and later joined using a bottom-up approach. To investigate in the literature which is the most used and most suitable type of Time Petri Nets, a systematic mapping was carried out on the state of the art of the last two decades (2001-2021), in which it was found that Petri Nets with time associated with its transitions are the most used. After the investigation, an industry case study was conducted in order to verify the behavior and analyze the properties of the models in Petri Nets with time associated with transitions on a microservices architecture. Activity diagrams and UML Use Cases of the Electronic Document Management System were transcribed to diagrams in Petri Nets with time associated with their transitions. The system uses the microservices architecture, in which small services are implemented that perform a single task and communicate with each other through asynchronous messages. Given the transcribed models, their properties were analyzed and microservices behavior modeled in Time Petri Nets was verified. In addition, it was also possible to observe software timing problems and identify bottlenecks, which helped in the choice of appropriate architectural components for the software.São CristóvãoengUnified modeling language (UML)Time Petri netsSystem modelingMicroservicesUMLComputaçãoModelos de capacitação e maturidade (Software)Redes de Petri temporaisModelagem de softwareMicroserviçosCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOA bottom up approach for modeling business process using time Petri netsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPós-Graduação em Ciência da ComputaçãoUniversidade Federal de Sergipe (UFS)reponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/18319/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51ORIGINALDANILLO_SIQUEIRA_RAMOS.pdfDANILLO_SIQUEIRA_RAMOS.pdfapplication/pdf3590154https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/18319/2/DANILLO_SIQUEIRA_RAMOS.pdfdc6e214516e766bd1a909c225f3f68a5MD52riufs/183192023-09-14 17:47:50.292oai:ufs.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2023-09-14T20:47:50Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false
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