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Instituto Tecnológico de Costa Rica
Escuela de Ingeniería en Computación
Programa de Maestría en Computación

Integración efectiva de paradigmas de
especificación de software

Tesis para optar al grado de Magister Scientiae en Computación

Ing. Luis Fernando Espino Barrios
Cartago, Costa Rica
Noviembre, 2010

Integración efectiva de paradigmas de especificación de software
RESUMENLa especificación como una forma de descripción del comportamiento del software se ha
vuelto un tanto subjetiva; esta subjetividad ha conllevado la creación de diferentes
paradigmas de especificación, siendo los dos paradigmas más importantes: el paradigma
que utiliza modelos diagramáticos y el paradigma que utiliza la descripción formal.

Ambos paradigmas han evolucionado de una maneraseparada; por un lado, se tiene la
facilidad de elaborar diagramas y comunicar visualmente, por otro lado la posibilidad de
describir formalmente el software mediante notaciones matemáticas precisas. Debido a esta
separación es necesario establecer un marco de referencia que promueva la integración
entre estos paradigmas de manera que se pueda utilizar las ventajas de ambos.

Tal marco dereferencia requiere conciliar la especificación diagramática y la formal. Para
establecer este marco conviene delimitarlo a un área de trabajo que sea común a cualquier
esfuerzo de desarrollo de software; la parte más idónea es la base de la arquitectura del
software que se refiere al modelado de datos.

El modelado de datos se hace comúnmente por medio del modelo entidad-relación y
permiteestablecer asociaciones entre entidades que tienen atributos. Es importante destacar
que dentro del modelo entidad-relación existen diferentes notaciones, siendo las más
utilizadas las que manejan cardinalidades máximas y mínimas. La parte estática del
modelado de datos corresponde a la definición de datos en lenguaje Z; además, se puede
especificar la parte dinámica por medio de esquemas deoperaciones en Z y que el usuario
pueda extender la especificación en lo que se refiere a invariantes, precondiciones y
postcondiciones.

II

Debido a lo anterior, este trabajo propone un marco de referencia común para el modelo
entidad-relación y el lenguaje Z que permite integrar de manera efectiva ambos paradigmas
de especificación. Para comprobar dicho marco de referencia se desarrolló unaherramienta
de software basada en Web que facilita hacer la transformación automática del modelo
entidad-relación a su equivalente en lenguaje Z en dos formatos: en PDF para una vista
inmediata y en TEX para permitir aumentar la especificación y utilizar algún verificador de
tipos como FUZZ, así como su edición con formatos precisos para la publicación.

Palabras claves: Métodos deespecificación de software, modelo entidad-relación,
lenguajes formales, lenguaje Z, integración de paradigmas.

III

Integración efectiva de paradigmas de especificación de software
ABSTRACT

The specification as a way of describing the behavior of software has become somewhat
subjective; this subjectivity has led to the creation of different specification paradigms, the
two major ones beingdiagrammatic models and formal description.

Both paradigms have evolved separately; on the one hand, it is easy to draw diagrams and
to communicate visually. On the other hand, there is the opportunity to formally describe
the software using precise mathematical notations. Because of this separation, it is desirable
to establish a framework that promotes the integration of these paradigms inorder to use
the advantages of both.

Such a framework requires reconciling diagrammatic and formal specifications. To
establish this connection, it is convenient to delimit it to an area of software development
and the most suitable one is data modeling which is one of the foundations of software
architecture.

Data modeling here is done using the entity-relationship model, which...