Formal methods for service oriented software engineering

Service-Oriented Computing is becoming more and more important. The proliferation of grid and cloud computing is increasing this trend. As a result, more companies than ever before are exposing their Web services on the Internet. This fact has the effect of transforming the web from a repository of data to a repository of service. In this scenario, a software engineer is called to design a software taking into account the opportunity/need of reusing existing services. This requires two issues: - a software engineering methodology that starts from business goals and organization of a given company and arrives to identify which parts can be delegated to external services; - the capability of locating the “most” appropriate services. In fact, while technology and standards, such as Web services, are important, it has been widely recognized that they are not sufficient on their own. Instead, a systematic and comprehensive approach is of critical importance, taking into account the business requirements and following recommended practices. For this reason, even if there are many service-oriented methodology nowadays, Service-Oriented Software Engineering (SOSE) is still an open field. In this thesis we present the definition of a new SOSE methodology. As start, we use Tropos early phases because it is an agent-oriented methodology which bears particular attention to stakeholder needs and requirements analysis. Besides, Tropos was already refined in order to support web service design. We leave the first three phases unchanged (Early and Late Requirements, Architectural Design) and we focus on the final phases (Detailed Design and Implementation). In Detailed Design phase we propose a mapping between i* concepts and BPMN 2.0 elements in order to translate automatically the i* diagram derived from the previous phases in a workflow language. Moreover we provide formal methods and techniques to select code and services in order to reuse them inside the to-be application. Finally, in Implementation phase we propose a mapping BPMN - Alan (an agent-object oriented programming language) to produce automatically an executable application. We present a case study from e-commerce and we use it to show how to apply our methodology step by step.

Il Service-Oriented Computing sta diventando sempre più importante e la proliferazione del grid e cloud computing sta incrementando ancora questa tendenza. Di conseguenza, sempre più aziende stanno esponendo su Internet i loro Web Service. Questo fatto ha l’effetto di trasformare il web da un contenitore di dati ad un contenitore di servizi. In questo scenario, un ingegnere del software è chiamato a progettare un’applicazione tenendo in considerazione l’opportunità/ bisogno di riusare servizi esistenti. Ciò richiede due cose: - una metodologia di ingegneria del software che parta dagli obiettivi di business e dall’organizzazione di una data azienda e arrivi ad identificare quali parti poter delegare a servizi esterni; - l’abilità di localizare i servizi più appropriati. Infatti, mentre le tecnologie e gli standard, come ad esempio iWeb Service, sono importanti, è stato ampiamente riconosciuto che non sono sufficenti da sole. Invece è di estrema importanza un approccio sistematico e completo, che prenda in considerazione i requisiti di business e segua le pratiche raccomandate. Per questo motivo, anche se oggigiorno ci sono molte metodologie orientate ai servizi, l’Ingegneria del Software orientata ai Servizi (SOSE) è ancora un campo aperto. In questa tesi presentiamo la definizione di una nuova metodologia SOSE. Innanzitutto usiamo le fasi iniziali di Tropos dato che è una metodologia orientata agli agenti che porta particolare attenzione alle esigenze degli stakeholder e all’analisi dei requisiti. Inoltre Tropos è stato già modificato in passato al fine di supportare la progettazione dei Web Service. Non modifichiamo le prime tre fasi (Early Requirements, Late Requirements e Architectural Design) e ci concentriamo sulle fasi finali (Detailed Design e Implementation). Nella fase di Detailed Design proponiamo un mapping fra concetti i* ed elementi BPMN 2.0 per avere una traduzione automatica del diagramma i* derivato dalle fasi precedenti in un linguaggio di workflow. In più forniamo delle tecniche e dei metodi formali per selezionare codice e servizi esistenti in modo da riutilizzarli all’interno del software che si sta progettando. Infine, nella fase Implementation proponiamo un mapping BPMN - Alan (un linguaggio di programmazione orientato agli agenti e agli oggetti) in modo da produrre automaticamente un’applicazione eseguibile. Presentiamo inoltre un caso di studio dall’ambito e-commerce e lo usiamo per mostrare come applicare passo passo la nostra metodologia.