Documento arquitectura de software

Documento de Arquitectura de Software
Proyecto Batuta - Generador de Aplicaciones Orquestadoras
Facultad de Ingeniería - Universidad de la República

Pablo Alvez, Patricia Foti, Marco Scalone
Junio 2006.

Documento de Arquitectura de Software Proyecto Batuta - Generador de Aplicaciones Orquestadoras

Índice
1 Introducción..........................................................................................................................................4
1.1 Propósito ........................................................................................................................................4
1.2 Alcance.............................................................................................................................................4
1.3 Definiciones, Acrónimos y Abreviaciones.................................................................4
1.4 Organización del Documento ...............................................................................................4
2 Representación de la Arquitectura........................................................................................5
3 Objetivos y Restricciones...........................................................................................................6
3.1 Requerimientos Especiales..................................................................................................6
3.1.1 Interoperabilidad ............................................................................................................6
4 Vista de Casos de Uso ....................................................................................................................7
4.1 Introducción.................................................................................................................................7
4.2 Identificación de los Casos de Uso relevantes para la arquitectura 7
4.3 Descripción de los Casos de Uso relevantes para la arquitectura .......8
4.3.1 Diseño de Proceso de Negocio ..................................................................................8
4.3.2 Transformación e Instalación de Proceso de Negocio..............................9
4.3.3 Ejecución de Proceso de Negocio...........................................................................9
5 Vista Lógica........................................................................................................................................10
5.1 Introducción...............................................................................................................................10
5.2 Descomposición en Subsistemas ......................................................................................10
5.3 Descripción de los Subsistemas ....................................................................................10
5.4 Diseño de Subsistemas .........................................................................................................11
5.4.1 Definición de Procesos ..............................................................................................11
5.4.2 Ejecución de Procesos.................................................................................................11
5.4.3 Resolución de Servicios............................................................................................13
5.5 Realización de los Casos de Uso Relevantes para la Arquitectura .....15
5.5.1 Diseño de Proceso de Negocio ................................................................................15
5.5.2 Transformación e Instalación de Proceso de Negocio............................15
5.5.3 Ejecución de Proceso de Negocio.........................................................................16
6 Vista de Deployment.......................................................................................................................19
6.1 Introducción...............................................................................................................................19
6.2 Distribución y Deployment................................................................................................19
7 Arquitectura del Sistema Batuta ..........................................................................................21

Versión 2.3 Pág. 2


7.1 Introducción...............................................................................................................................21
7.2 Vista Lógica...............................................................................................................................21
7.2.1 Subsistema de Definición de Procesos.............................................................21
7.2.2 Subsistema de Ejecución de Procesos ...............................................................22
7.2.3 Subsistema de Resolución de Servicios...........................................................23
7.3 Vista de Deployment ..............................................................................................................24
7.3.1 Distribución y Deployment .......................................................................................24
7.4 Vista de Implementación.....................................................................................................25
7.4.1 Estructura del Framework .........................................................................................25
7.4.2 Arquitectura de la Implementación ....................................................................26
8 Referencias..........................................................................................................................................29



1 Introducción
1.1 Propósito
El Documento de Arquitectura de Software presenta la arquitectura del Framework Batuta a
través de diferentes vistas, cada una de las cuales ilustra un aspecto en particular del software
desarrollado. Se pretende de esta forma que el documento brinde al lector una visión global y
comprensible del diseño general del framework desarrollado.
Luego de describir en profundidad la arquitectura del Framework Batuta, se incluye una
implementación concreta de dicho framework presentando la arquitectura del Sistema Batuta
construido como prueba de concepto del modelo y framework desarrollados.

1.2 Alcance
El documento se centra en el desarrollo de la vista lógica del framework. Se incluyen los
aspectos fundamentales del resto de las vistas y se omiten aquellas que no se consideren
pertinentes como ser el caso de la vista de procesos.
En cuanto a los componentes externos que se mencionen, se incluye una descripción de los
mismos en el nivel que se considere apropiado y se indican las referencias donde consultar más
información sobre los mismos.

1.3 Definiciones, Acrónimos y Abreviaciones
Ver Glosario [1].

1.4 Organización del Documento
El documento se desarrolla y organiza en base a la plantilla elaborada para el artefacto Software
Architecture Document del proceso de desarrollo de software elaborado por RUP [2], adaptada a
las características particulares del tipo de proyecto en desarrollo.
La sección 2 realiza una introducción a la representación utilizada de la arquitectura de forma
de asegurar una comprensión cabal del documento en tal sentido.
Las siguientes secciones se abocan a la descripción de la arquitectura del Framework Batuta.
Luego de una descripción inicial de los objetivos y restricciones influyentes, se desarrolla cada
una de las vistas y se cierra con algunas consideraciones finales importantes.
En las secciones finales, y sobre la base de lo desarrollado anteriormente, se incluye la
descripción de la arquitectura del Sistema Batuta.



2 Representación de la Arquitectura
El modelo propuesto por RUP [2] para representar la arquitectura utiliza el siguiente conjunto de
vistas:
• Vista de Casos de Uso: lista los casos de uso o escenarios del modelo de casos de uso
que representen funcionalidades centrales del sistema final, que requieran una gran
cobertura arquitectónica o aquellos que impliquen algún punto especialmente delicado
de la arquitectura.
• Vista Lógica: describe las partes arquitectónicamente significativas del modelo de
diseño, como ser la descomposición en capas, subsistemas o paquetes. Una vez
presentadas estas unidades lógicas principales, se profundiza en ellas hasta el nivel que
se considere adecuado.
• Vista de Procesos: describe la descomposición del sistema en threads y procesos
pesados. Indica que procesos o grupos de procesos se comunican o interactúan entres sí
y los modos en que estos se comunican.
• Vista de Deployment: describe uno o más escenarios de distribución física del sistema
sobre los cuales se ejecutará y hará el deploy del mismo. Muestra la comunicación entre
los diferentes nodos que componen los escenarios antes mencionados, así como el
mapeo de los elementos de la Vista de Procesos en dichos nodos.
• Vista de Implementación: describe la estructura general del Modelo de Implementación
y el mapeo de los subsistemas, paquetes y clases de la Vista Lógica a subsistemas y
componentes de implementación.
• Vista de Datos: describe los elementos principales del Modelo de Datos, brindando un
panorama general de dicho modelo en términos de tablas, vistas, índices, etc.



3 Objetivos y Restricciones
Framework Batuta cumple con el modelo propuesto en [3]. Dentro de esta base de desarrollo son
propiedades esenciales para la arquitectura a definir:
• diseño basado en componentes de propósito claro y concreto y con alto grado de
cohesión,
• desacoplamiento entre componentes que permita el fácil reemplazo de los mismos,
• componentes altamente reutilizables.

3.1 Requerimientos Especiales

3.1.1 Interoperabilidad
El framework debe soportar la capacidad de interoperar con sistemas externos a nivel de
datos y procesos.



4 Vista de Casos de Uso
4.1 Introducción
La Vista de Casos de Uso presenta un subconjunto del Modelo de Caos de Uso. Describe los
casos de uso o escenarios que representen funcionalidades centrales del sistema final, que
requieran una gran cobertura arquitectónica o aquellos que impliquen algún punto
especialmente delicado de la arquitectura. Estos casos de uso, en conjunto con los
requerimientos no funcionales, permiten descubrir y diseñar la arquitectura del sistema.

4.2 Identificación de los Casos de Uso relevantes para la
arquitectura
Para el diseño del Framework Batuta, se identifican como los casos de uso relevantes desde el
punto de vista de la arquitectura, los abajo mencionados:
1. Diseño de Proceso de Negocio:
• Representa una de las funcionalidades más importantes en la gestión de procesos
de negocio, el diseño de los mismos.
• Introduce la necesidad de contar con un lenguaje gráfico de representación de
procesos de negocio así como un editor con el cual poder construir dichos
procesos.
• Este componente agrega la complejidad de manejar conceptos semánticos
gráficamente de forma amigable e intuitiva para el usuario. Este usuario será en
general un analista de negocio que posiblemente no tenga conocimientos
profundos a nivel técnico informático.
2. Transformación e Instalación de un Proceso de Negocio
• Esta funcionalidad es sumamente importante pues permite pasar de un nivel de
abstracción a otro dentro del modelo propuesto.
• Tanto este caso como el anterior genera la necesidad de buscar un formato de
representación intermedia para la especificación del proceso de negocio.
• Una vez fijado dicho formato se debe especificar un mecanismo de transformación
de uno al otro. Más precisamente poder generar una representación ejecutable del
proceso a partir de su representación intermedia.
3. Ejecución de Proceso de Negocio
• Funcionalidad básica que debe proveer el framework para posibilitar la ejecución
del proceso.
• La ejecución de un proceso de negocio es iniciada por una aplicación cliente a
través de una interfaz de servicio provista por el framework.
• Como parte esencial de la ejecución de un proceso se debe resolver la invocación
de servicios a partir de una descripción semántica de los mismos.



• La invocación de un servicio a partir de una descripción semántica implica tres
procesos fundamentales:
o Búsqueda de servicios que se correspondan semánticamente con la
descripción del perfil de servicio requerido.
o Contar con un mecanismo para la selección del mejor servicio, dentro
de los hallados en el proceso anterior, en base a algún criterio
preestablecido. Un ejemplo de esto es seleccionar el más adecuado en
base a indicadores de la calidad de servicio de los mismos.
o En la invocación del servicio propiamente dicha se deben manejar los
parámetros teniendo en cuenta sus diferentes tipos de datos,
incluyendo ontologías.
• Introduce además la necesidad de especificar un formato de mensaje para la
invocación de servicios y para la devolución de resultados.

4.3 Descripción de los Casos de Uso relevantes para la
arquitectura

Figura 1 Diagrama de los Casos de Uso relevantes para la arquitectura.

4.3.1 Diseño de Proceso de Negocio
Nombre Diseño de Proceso de Negocio
Actores Analista de negocio



Sinopsis El caso de uso comienza cuando el usuario analista de negocio indica al
sistema que desea definir un proceso de negocios. El sistema proporciona
a tales efectos, un lenguaje de alto nivel y una interfaz gráfica acorde que
permiten definir el proceso.
Durante la definición del proceso, el usuario puede especificar
invocaciones directas: a la descripción semántica de un servicio o
indirectas: mediante la especificación de un perfil de servicio deseado.

4.3.2 Transformación e Instalación de Proceso de Negocio
Nombre Transformación e Instalación de Proceso de Negocio
Actores Analista de negocio
Sinopsis Una vez completada la definición de un proceso de negocio y obtenida la
representación intermedia del mismo, el analista de negocio procede a la
transformación e instalación del proceso. Para esto el sistema recibe dicha
representación intermedia y un nombre para el proceso. Posteriormente,
procede a realizar las transformaciones necesarias que dejen el proceso en
un formato ejecutable. Finalmente, el proceso junto con los archivos
necesarios para la ejecución son empaquetados y deployados en un motor
de ejecución.

4.3.3 Ejecución de Proceso de Negocio
Nombre Ejecución de Proceso de Negocio
Actores Aplicación Cliente
Sinopsis Una aplicación cliente invoca la ejecución de un proceso de negocio a
través de la interfaz de servicio expuesta para tal fin. El sistema comienza
la ejecución del proceso resolviendo cada una de las invocaciones a
servicios especificadas. Dependiendo del tipo de invocación a resolver, y
en caso de ser necesario, el sistema busca un servicio concreto que cumpla
con un perfil de servicio especificado.



5 Vista Lógica
5.1 Introducción
Se presentan en este punto los sucesivos refinamientos que definen las diferentes unidades
lógicas que componen la arquitectura del Framework Batuta.
El primer refinamiento realizado consiste en la descomposición en subsistemas. Los
subsistemas representan cortes verticales al diseño del sistema. Cada subsistema consiste en el
agrupamiento de diferentes funcionalidades relacionadas entre sí y posee la capacidad de
funcionar como un sistema en sí mismo.
Posteriormente se explora la composición de cada uno de los subsistemas.
Finalmente se incluye la realización de los casos de uso descriptos en la sección anterior
mediante los componentes arquitectónicos definidos.

5.2 Descomposición en Subsistemas
La descomposición propuesta, basada en el modelo Peer to Peer, organiza la arquitectura en un
conjunto de subsistemas funcionalmente cohesivos que interactúan entre sí para cumplir sus
funciones.

Figura 2 Principales componentes del Framework Batuta.

5.3 Descripción de los Subsistemas
• Definición de Procesos: Este subsistema es el encargado de proporcionar las
herramientas adecuadas que le permitan al analista de negocio, diseñar de forma
amigable e intuitiva el proceso de negocio. Debe permitir manipular la semántica
asociada a los servicios. Finalmente, debe ser capaz de transformar la representación
gráfica del proceso a una especificación intermedia del mismo que sirva de entrada
para el subsistema de ejecución de procesos de negocio.



• Ejecución de Procesos: Tomando como entrada la representación intermedia de un
proceso de negocio, realiza una serie de transformaciones que la llevan a una
representación ejecutable. Este subsistema se encarga de la transformación instalación
y ejecución del proceso de negocio y utiliza los servicios del subsistema Resolución de
Servicios para la invocación de los servicios requeridos por el proceso.
• Resolución de Servicios: Se encarga de la resolución de un servicio especificado
mediante una descripción semántica. La resolución implica la búsqueda y selección del
servicio concreto que mejor se adapte al perfil de servicio requerido, y la ejecución del
mismo utilizando los parámetros proporcionados.

5.4 Diseño de Subsistemas

5.4.1 Definición de Procesos
El diseño de este subsistema quedó fuera del alcance del proyecto. Se prescinde del mismo
recurriendo a una herramienta externa para la implementación del framework. La salida del
trabajo de este subsistema es una representación intermedia del proceso de negocio como se
detalla en [3]; dicha representación intermedia es entrada del subsistema Ejecución de
Procesos que se describe a continuación.

5.4.2 Ejecución de Procesos
El subsistema Ejecución de Procesos tiene dos grandes componentes como puede verse en la
figura 3.

Figura 3 Componentes del Subsistema Ejecución de Procesos.

Bpm es el componente principal del subsistema. Se encarga de dos tareas fundamentales:
• la transformación de la entrada: una representación intermedia del proceso de
negocio a una representación ejecutable del mismo, y
• la ejecución del proceso de negocio a partir de la representación ejecutable
obtenida en el paso anterior.
Durante la ejecución del proceso, el componente recurre al subsistema Resolución de Servicios
para resolver las invocaciones a servicios incluidas en el proceso.
El resultado de la resolución de un servicio puede ser una ontología; dentro de esta
ontología pueden estar contenidos elementos a ser utilizados como resultados intermedios
del proceso con los que se precise hacer algún cálculo o ser entrada de una nueva invocación
a un servicio. El componente Query es utilizado por Bpm precisamente para consultar una



ontología en busca de un elemento (o conjunto de elementos) en particular. Por tal motivo,
debe utilizarse un lenguaje de consulta desarrollado para tales fines. En la sección 7.2.2.2 se
presenta un caso concreto que ejemplifica el funcionamiento y cometido del componente.

5.4.2.1 Diseño detallado del subsistema.
Componente Bpm.
Bpm está integrado por tres módulos tal cual se muestra en la figura 4.

Figura 4 Diseño del componente Bpm.

• Transformer: recibe la representación intermedia de un proceso de negocio y
genera un archivo con la representación ejecutable del mismo.
• Installer: se encarga de tomar la representación ejecutable de un proceso de
negocio, resultado del trabajo del módulo Transformer, y dejarla disponible en un
motor de ejecución de procesos de negocio de forma que pueda ser ejecutada.
• Execution Engine: este módulo representa el motor de ejecución de procesos de
negocio; los procesos son deployados dentro de este componente y se hacen
accesibles para ser ejecutados generando una interfaz para cada uno de ellos; en
general son expuestos en forma de web service.
La figura 5 presenta la interfaz del componente Bpm y sus subcomponentes.

Figura 5 Interfaces – componente Bpm.

• IBpm
o transformAndInstall: a partir de la representación intermedia de un proceso y el
nombre del mismo se encarga de dejarlo disponible para ser ejecutado; para
ello utiliza las operaciones transform de ITransformer e install de IInstaller.
o uninstallProcess: a través de esta operación se dan de baja procesos disponibles
en el motor de ejecución; utiliza la operación uninstall de IInstaller.
Como se menciona anteriormente la ejecución de un proceso de negocio se realiza
accediendo a la interfaz del mismo expuesta por el motor de ejecución. Por este motivo es
que no se encuentra una operación de ejecución en las interfaces presentadas en la figura 5.



5.4.3 Resolución de Servicios
La composición del subsistema Resolución de Servicios se muestra en la figura 6.

Figura 6 Componentes del Subsistema Resolución de Servicios.

El componente Resolver recibe las solicitudes de resolución de servicios y utiliza los
componentes Finder, Selector e Invoker para resolver dichos pedidos.
• Finder recibe como entrada una descripción semántica de las características del
servicio buscado y se encarga de hallar servicios concretos que cumplan con tales
características. Para ello debe poder acceder a un repositorio de servicios sobre los
cuales consultar y contar con una herramienta que resuelva el macheo semántico
deseado: especificación semántica del servicio general buscado vs. descripción
semántica de las características de cada uno de los servicios concretos. El resultado
del trabajo de este componente es una lista de servicios que machean la
especificación semántica indicada.
La determinación de si un servicio machea una determinada descripción
semántica se resuelve mediante un algoritmo que evalúa de acuerdo a una serie de
criterios si existe la correspondencia y en que grado. Es decir que existen
diferentes grados de macheo. Por este motivo la lista antes mencionada adjunta a
cada servicio hallado un indicador del grado de correspondencia obtenido.
El algoritmo y los criterios de macheo dependen del lenguaje de descripción
semántica de servicios y la herramienta de resolución de macheo utilizados. Un
caso concreto se detalla en [5].
• Selector se encarga de seleccionar uno de los servicios de la lista devuelta por el
componente Finder. El servicio escogido depende de determinados criterios que
puedan haberse especificado en el pedido de resolución de servicio (como ser
aspectos de calidad) o definidos en el componente Selector. El criterio inmediato es
el de escoger el servicio con mayor grado de macheo pero podrían utilizarse otros
más complejos que implicaran una revisión más profunda de la lista de resultados;
el aspecto de calidad de servicio antes mencionado es un ejemplo.
• Una vez seleccionado el servicio adecuado debe procederse a la invocación del
mismo. El encargado de resolver dicha tarea es el componente Invoker. Para ello
recibe la especificación semántica del servicio seleccionado junto con los
parámetros de invocación. La especificación semántica contiene toda la



información requerida para ejecutar el servicio incluyendo los parámetros de
entrada que son instanciados con los valores recibidos.

5.4.3.1 Diseño detallado del subsistema.
La presenta las interfaces del subsistema. Revisando las operaciones definidas puede verse
la realización de lo descrito en la sección anterior. A continuación se repasa cada una de
estas operaciones centrando la descripción en los parámetros y tipos de datos manejados.

Figura 7 Interfaces – Subsistema Resolución de Servicios.

• resolve: es la operación que dispara la resolución de un servicio. Es invocada por el
subsistema Ejecución de Procesos, en particular por el componente Execution Engine
según se explica en la sección 5.4.2.1. Recibe como parámetro de entrada un objeto
IServiceResolveRequest. La forma de este objeto podrá variar de acuerdo al lenguaje
empleado para el manejo semántico de los servicios pero sustancialmente debe
contener la descripción semántica del servicio a resolver y los parámetros de
invocación. El resultado de esta operación se encapsula en un objeto de tipo
IServiceResolveResponse el cual contiene los parámetros de retorno del servicio
invocado y el objeto IServiceResolveRequest con el que se realizó la invocación.
• find: se encarga de hallar el conjunto de servicios que macheen el perfil de servicio
deseado. A partir de un parámetro de tipo URI que indica dónde se halla la
ontología que describe el tipo de servicio requerido, consulta el repositorio de
servicios en busca de los que macheen el perfil y retorna en un objeto de tipo
IFinderResultList la lista de servicios obtenida y el grado de macheo de cada
servicio. Notar que el parámetro de entrada ServiceProfile que se emplea en esta
operación es parte del contenido del objeto IServiceResolveRequest con el cual se
invoca la operación resolve.
• select: se encarga de seleccionar el servicio a invocar de los incluidos en el objeto
IFinderResultList devuelto por la función find. El criterio para seleccionar el servicio
se representa mediante un objeto ISelectCriterion, el cual permite la
parametrización de la selección en caso de que el componente que implemente
ISelector así lo permita. El resultado de esta operación es el servicio elegido
representado por un objeto IFinderResult; es decir, un elemento de la lista resultList
recibida como entrada.
• invoke: mediante esta operación se ejecuta el servicio seleccionado en los pasos
previos. Como parámetros de entrada recibe una URI apuntando a la ontología



que describe el servicio seleccionado y la lista de parámetros de invocación. La
URI es parte del contenido del objeto IFinderResult devuelto por el componente
Selector, mientras que la lista de parámetros es parte del contenido del objeto
IServiceResolveRequest con el cual se invoca la operación resolve. El resultado de la
operación se encapsula en un objeto de tipo ValueMap el cual contiene una lista de
parejas que representan un parámetro de retorno del servicio y su respectivo
valor.

5.5 Realización de los Casos de Uso Relevantes para la
Arquitectura

5.5.1 Diseño de Proceso de Negocio
La realización del caso de uso queda a cargo del subsistema Definición de Procesos.

Figura 8 Realización del caso de uso Diseño de Proceso de Negocio.

Como se mencionó anteriormente el diseño de dicho subsistema no está dentro del alcance
del proyecto por lo que no es posible profundizar en la realización del caso de uso.

5.5.2 Transformación e Instalación de Proceso de Negocio
La realización del caso de uso queda a cargo del subsistema Ejecución de Procesos.

Figura 9 Realización del caso de uso Transformación e Instalación de Proceso de Negocio.

Profundizando en el diseño del subsistema Ejecución de Procesos de acuerdo a lo desarrollado
en la sección 5.4.2.1, se presenta en la figura 10 la realización del caso de uso por parte del
componente Bpm.

Figura 10 Realización del caso de uso Transform. e Instal. de Proc. de Negocio – nivel 2.

Bajando un paso más en el nivel de abstracción, la presenta la realización del caso de uso por
parte de los subcomponentes del componente Bpm.



Figura 11 Realización del caso de uso Transform. e Instal. de Proc. de Negocio – nivel 3.

Finalmente, se incluye el diagrama de secuencia que describe la interacción ente los
componentes para realizar el caso de uso en cuestión. La figura 12 presenta dicho diagrama.

Figura 12 Diagrama de secuencia – realización CU Transform. e Instal. de Proc. de Negocio.

El componente Bpm recibe el pedido de transformar e instalar un proceso mediante la
operación transformAndInstall. A partir de ello, solicita la transformación al componente
Transformer y una vez completada dicha acción solicita la instalación al componente Installer
el cual deja el proceso disponible para ejecutar en el Execution Engine.

5.5.3 Ejecución de Proceso de Negocio
La realización del caso de uso queda a cargo del subsistema Ejecución de Procesos el cual
utiliza para cumplir tal función el subsistema Resolución de Servicios.
Bajando en el nivel de abstracción, se presenta en las figuras 14 y 15 la realización del caso
de uso de acuerdo a los componentes presentados en las secciones 5.4.2.1 y 5.4.3.1.



Figura 13 Realización del caso de uso Ejecución de Proceso de Negocio.

Figura 14 Realización del caso de uso Ejecución de Proceso de Negocio – nivel 2.

Figura 15 Realización del caso de uso Ejecución de Proceso de Negocio – nivel 3.

Finalmente se incluye el diagrama de secuencia que describe la interacción ente los
componentes para realizar el caso de uso en cuestión. La figura 16 presenta dicho diagrama.



Figura 16 Diagrama de secuencia – realización CU Ejecución de Proceso de Negocio.

El diagrama grafica lo explicado en la sección 5.4.3.1. La interacción se presenta simplificada
de forma de ganar claridad en la descripción.
A través de la interfaz expuesta por el motor de ejecución para acceder a cada proceso, se
invoca la ejecución de un determinado proceso. Dicha ejecución implica, en el caso general,
la resolución de servicios, lo cual se solicita al componente Resolver mediante la operación
resolve. Resolver utiliza IFinder para obtener la lista de servicios que machean la descripción
semántica del servicio a resolver, representada por el parámetro frl en el diagrama. Con esta
lista se invoca la operación select de ISelector para escoger el servicio adecuado, el cual es
invocado posteriormente utilizando el componente Invoker.
El resultado de la resolución del servicio es devuelto al componente Execution Engine el cual
eventualmente podría requerir acceder a algún parámetro en particular del resultado para lo
cual utiliza el componente Query.



6 Vista de Deployment
6.1 Introducción
Está sección describe una o más configuraciones físicas sobre las cuales se realiza el deploy del
software y es ejecutado, así como la infraestructura necesaria para su instalación.
Para el caso del Framework Batuta se describe el escenario general de distribución esperado
para los componentes de software antes descritos, las características de los nodos presentados y
la comunicación entre los mismos.

6.2 Distribución y Deployment
La figura 17 presenta el escenario de distribución esperado para la instalación del framework.
El mismo se ubica en el contexto de una organización, sobre una LAN privada y se prevé el
acceso vía Internet a un repositorio de servicios.

Figura 17 Escenario de distribución

A continuación se describen los nodos presentes en la figura:
• Servidor BPM: representa el equipo donde correrá el subsistema Ejecución de Procesos.
Por tanto, se ejecutan aquí las funcionalidades de transformación e instalación de
procesos de negocio así como el motor de ejecución de procesos. Tales servicios son
expuestos mediante respectivas interfaces web service.
• PC Analista de Negocios: representa la estación de trabajo de un usuario analista de
negocio. En este nodo correrá el subsistema Definición de Procesos. Se comunica con el
Servidor BPM para la transformación e instalación del proceso definido; la
comunicación es vía SOAP a través de la interfaz web service expuesta por dicho nodo.
• Cliente de Proceso de Negocio: representa el equipo donde corre una aplicación
cliente que desea ejecutar un proceso de negocio disponible en el Servidor BPM. No hay



componentes del framework corriendo en este nodo. Los procesos son ejecutados
invocando el web service publicado para cada uno de ellos.
• Servidor Resolución de Servicios: representa el equipo donde correrá el subsistema
Resolución de Servicios. Recibe pedidos del motor de ejecución de servicios corriendo en
el Servidor BPM. La comunicación es nuevamente a través de una interfaz web service.
• Repositorio de Servicios: representa un equipo donde se mantendrá un registro de
servicios disponibles a los cuales podrá acceder el subsistema Resolución de Servicios
para buscar los servicios adecuados para una determinada solicitud. Podría existir más
de una instancia de este nodo a la cual acceder.
Las interfaces de comunicación previstas para los nodos, basadas en web services, posibilitan
plantear múltiples escenarios de distribución y permiten el planteo de una infraestructura
multiplataforma.



7 Arquitectura del Sistema Batuta
7.1 Introducción
Sobre la base arquitectónica presentada, se describe a continuación la arquitectura del Sistema
Batuta realizado como prototipo – prueba de concepto del Proyecto Batuta. Dicho sistema
puede verse como una realización particular del framework general desarrollado y fue
construido a partir de la integración de diferentes tecnologías y herramientas presentes en el
área de investigación abarcada.
La descripción se organiza repasando las vistas presentadas anteriormente, detallando en cada
una de ellas como se resolvió la realización de los componentes definidos, que componentes de
infraestructura, tecnologías, herramientas y lenguajes se utilizaron.
La vista de casos de uso claramente no aplica en esta descripción puesto que no hay nada que
haya debido adaptarse respecto a los requerimientos en la solución desarrollada. El Sistema
Batuta es una solución particular al problema general planteado y fue construido sobre la
arquitectura del framework la cual fue guiada por los casos de uso presentados.
Se considera prudente repasar los siguientes puntos para entender el resto del desarrollo de la
sección:
• El lenguaje de modelado de procesos utilizado es BPMN.
• El lenguaje de ejecución de procesos utilizado es BPEL.
• El lenguaje de representación semántica de conceptos utilizado es OWL.
• El lenguaje de descripción semántica de web services utilizado es OWL-S.
Los fundamentos de estas decisiones pueden hallarse en Descripción del Modelo Batuta [3] y los
conceptos clave de cada lenguaje pueden consultarse en el documento Estado del Arte [4].

7.2 Vista Lógica
La figura 18 presenta una vista global de los subsistemas del framework y las herramientas
externas que se utilizaron para lograr cumplir los cometidos definidos para cada subsistema.

7.2.1 Subsistema de Definición de Procesos
Como se menciona en la sección 5.4.1 el diseño de este subsistema no está dentro del alcance
del proyecto. Para resolver este aspecto se recurrió a la utilización de una herramienta
externa. Dada la tarea a cumplir por este subsistema se requería una herramienta que
permitiera el modelado de procesos de negocios de forma clara e intuitiva y la posibilidad
de manejar aspectos de semántica referidos a los servicios involucrados en el proceso.
Ante la no disponibilidad de una herramienta que soportara de forma nativa el manejo de
representaciones semánticas (OWL y OWL-S), se recurrió a la utilización de un producto de
modelado de procesos de negocio, integrando los aspectos semánticos a través de
referencias a ontologías manejadas como parámetros de invocación o retorno de los
servicios invocados.



Figura 18 Vista lógica general de la realización del framework para el Sistema Batuta

Más concretamente, ante la invocación de un servicio, se especifica en un parámetro la URI
donde hallar la descripción del perfil de servicio requerido (el archivo ServiceProfile), y entre
los parámetros de invocación, a los que sean conceptos semánticos se le asigna como valor la
URI donde ubicar la instancia de ontología adecuada.
El detalle de este manejo puede consultarse en [5] donde se puede encontrar información
técnicamente más detallada.
El producto utilizado, en calidad de versión de evaluación, es Process Modeler for Microsoft
Visio de la compañía ITP Commerce el cual funciona como add-in de MS Visio [6].
La definición de un proceso de negocio mediante este producto puede exportarse a una
representación XML la cual dadas sus características es adecuada para ser utilizada como
lenguaje de representación intermedia, LRI en la terminología del Modelo Batuta.
Este archivo XML es por tanto la salida del Subsistema de Definición de Procesos.

7.2.2 Subsistema de Ejecución de Procesos
Como se explica en la sección 5.4.2, el subsistema se divide en dos componentes: Bpm y
Query.



7.2.2.1 Componente Bpm
Dentro del componente Bpm tenemos tres grandes funcionalidades: transformación de la
representación intermedia de un proceso a su representación ejecutable, instalación del
proceso en un motor de ejecución y ejecución del proceso de negocio.
De acuerdo a lo desarrollado en la sección 5.4.2.1 las funcionalidades de transformación e
instalación son resueltas por un módulo que implementa la interfaz IBpm, en particular la
operación transformAndInstallProcess. La misma recibe una representación intermedia, LRI –
el archivo XML salida del Subsistema Definición de Procesos - y un nombre de proceso. A
partir de tal entrada, transforma la representación LRI hasta obtener una representación
ejecutable, en lenguaje BPEL. Para dicha tarea recurre al módulo Transformer el cual
mediante transformaciones XSLT logra la salida deseada.
Los detalles de las transformaciones realizadas se encuentran en [5].
Una vez obtenida la representación ejecutable –BPEL- del proceso de negocio, se recurre al
módulo Installer para deployar el proceso en el motor de ejecución. Este módulo empaqueta
los archivos resultado de las transformaciones: BPEL, WSDL y descriptores de deployment
específicos del motor de ejecución, y realiza el deploy.
La funcionalidad de ejecutar un proceso de negocio es realizada mediante una herramienta
externa: el motor de ejecución, open source, ActiveBPEL de la compañía Active Endpoints [7].
Los procesos deployados en el motor son expuestos como web services y por tanto son
ejecutados invocando el web service adecuado.

7.2.2.2 Componente Query
Como se menciona en la sección 5.4.2, este componente se encarga de realizar consultas
sobre ontologías devueltas como resultado de la resolución de un servicio. El mismo es
utilizado por el motor de ejecución de procesos y resuelve su tarea mediante la utilización
del Framework Jena para el manejo de ontologías [8]. El componente Query desarrollado para
el Sistema Batuta soporta dos lenguajes de consulta de ontologías RDQL y SPARQL [4].

7.2.3 Subsistema de Resolución de Servicios
Tal cual se detalla en la sección 5.4.3, el subsistema se organiza en cuatro componentes. El
componente Resolver recibe las solicitudes de resolución de servicios de parte del motor de
ejecución y utiliza los componentes Finder, Selector e Invoker para resolver dichos pedidos.

7.2.3.1 Componente Resolver
Se resuelve implementando la interfaz IResolver especificada en 5.4.3.1. Tal interfaz es
expuesta como web service y de esa forma la funcionalidad de resolución de servicios se
hace accesible para el motor ActiveBPEL.

7.2.3.2 Componente Finder
La búsqueda de los servicios adecuados para una determinada especificación semántica se
resuelve en base al lenguaje OWL-S como se menciona previamente.
El componente recibe la referencia a un perfil de servicio, la URI de un archivo ServiceProfile,
y utiliza el componente externo OWL-S / UDDI Matchmaker [9] para resolver la búsqueda de
servicios que macheen el perfil requerido. La interacción con el OWL-S / UDDI Matchmaker



se realiza a través de una API provista por la misma herramienta. Al realizar una consulta el
marchmaker retorna una lista de referencias a los perfiles - ServiceProfile – de los servicios
que cumplen con el perfil requerido junto con su score de macheo. Dichos perfiles son
posteriormente procesados para obtener la referencia al Service, necesario para su posterior
la invocación.
Los servicios son registrados en un repositorio UDDI extendido por la propia herramienta
para soportar el manejo de publicación y consulta de servicios en base a perfiles OWL-S. La
implementación de UDDI utilizada por OWL-S/UDDI Matchmaker es jUDDI [10].
Para el procesamiento semántico OWL-S/UDDI Matchmaker utiliza el razonador Racer de la
compañía Racer Systems [11].
Más información sobre la utilización de OWL-S/UDDI Matchmaker, el algoritmo de macheo,
y otros detalles pueden consultarse en [5].
La salida del Finder es una lista de resultados donde cada elemento contiene entre otras
cosas: la referencia al servicio encontrado y un atributo denominado score que indica el
grado de macheo entre el perfil de servicio consultado y el servicio hallado.

7.2.3.3 Componente Selector
Este componente se encarga de seleccionar uno de los elementos de la lista anterior de
acuerdo a un determinado criterio. En el caso del Sistema Batuta el criterio utilizado es el de
seleccionar el elemento de mayor score.

7.2.3.4 Componente Invoker
Una vez seleccionado el servicio que mejor cumple con el perfil, el componente Invoker
procede a la invocación del mismo. La ejecución citada, así como la manipulación general de
los archivos OWL-S se realiza utilizando el framework OWL-S API de la organización
Mindswap [12].
Este componente recibe la referencia al servicio seleccionado con la cual crea una instancia
del servicio utilizando la OWL-S API. Una vez que se cuenta con el servicio instanciado se
puede realizar la invocación obteniendo su proceso y seteando los valores de los parámetros
de invocación.

7.3 Vista de Deployment
La figura 19 ilustra el deployment del Sistema Batuta sobre la base del escenario de distribución
presentado en la figura 17 como parte del desarrollo de la vista de deployment del Framework
Batuta (sección 6).

7.3.1 Distribución y Deployment
• Servidor BPM: en este nodo y sobre el servidor de aplicaciones JBoss [13] se
realiza el deploy de los componentes del subsistema Ejecución de Procesos y las
herramientas externas utilizadas: el motor de ejecución de procesos ActiveBPEL y
el framework Jena API.
• PC Analista de Negocios: en la estación de trabajo del analista de negocio se
instala el componente externo Process Modeler previamente mencionado.



Figura 19 Deployment del Sistema Batuta.

• Cliente de Procesos de Negocio: en este nodo corre una aplicación cliente del
subsistema Ejecución de Procesos de Negocio la cual accede a los procesos
deployados en el motor ActiveBPEL a través de la interfaz de web service que esta
herramienta expone para cada servicio.
• Servidor Resolución de Servicios: en este nodo y sobre el servidor de aplicaciones
JBoss se realiza el deploy de los componentes del subsistema Resolución de Servicios
y las herramientas externas utilizadas: el componente OWL-S/UDDI Matchmaker y
el framework OWL-S API. Así mismo, corren en este nodo el sistema razonador
Racer, dependencia del sistema OWL-S/UDDI Matchmaker, y un servicio MySQL
donde se encuentra la base de datos registry con el esquema JUDDI adecuado para
el registro de los web services que componen el repositorio de servicios. La
comunicación entre el matchmaker y MySQL es vía JDBC y con el sistema Racer vía
TCP/IP.

7.4 Vista de Implementación
En esta sección se presentan los ejecutables y artefactos construidos para la implementación del
Sistema Batuta.
El sistema aquí planteado es una implementación del framework descrito en las secciones
anteriores que cumple con la especificación 1.4 de J2EE.

7.4.1 Estructura del Framework
La implementación del framework se empaquetó en dos JARs independientes, uno para el
subsistema Ejecución de Procesos y otro para el subsistema Resolución de Servicios tal como se
muestra en la figura 20.
La implementación del Sistema Batuta se enmarca en la tecnología J2EE, más precisamente
el subsistema Resolución de Servicios está implementado por un conjunto de clases que
utilizan los servicios de una serie de session beans que realizan las tareas concretas.
Los beans FinderBean, SelectorBean e InvokerBean realizan las tareas de búsqueda, selección e
invocación de servicios respectivamente.



Figura 20 Mapeo de subsistemas

El bean ReveiverBean se encarga de recibir los mensajes de solicitud de resolución de
servicios. Es el que implementa la interfaz de web service que utiliza el subsistema de
ejecución de servicios para resolver los servicios abstractos.
Para el subsistema Bpm se cuenta con el session bean BusinessProcessManagerBean que
depende de batuta-frameworkImplBPM.jar con la implementación del subsistema de ejecución
de procesos de negocio.
Estos beans se empaquetaron en JARs separados e independientes de sus interfaces, es decir,
sus interfaces local y remota se empaquetaron en un JAR independiente con el sufijo ‘-
cliente’. Esto es así pues la implementación del framework solo requiere conocer sus
interfaces.
Todos estos JARs fueron empaquetados en un EAR llamado BatutaEAR.ear.

7.4.2 Arquitectura de la Implementación
Se presenta a continuación un diagrama que muestra las dependencias entre los JARs que
contienen la definición de las interfaces y la implementación concreta del framework.

Figura 21 Dependencia de JARs del sistema



Se presenta a continuación la descripción detallada de los artefactos más importantes de los
subsistemas Ejecución de Procesos y Resolución de Servicios desde el punto de vista de su
implementación.

7.4.2.1 Subsistema Ejecución de Procesos
El JAR CustomXPathFunctions.jar contiene la implementación de las funciones de XPath
creadas como extensión del motor de ejecución, con el fin de dotar a este último de la
capacidad de ejecutar consultas sobre ontologías, y manipular el mensaje de invocación del
componente Resolución de Servicios.
Como se muestra en la la implementación del subsistema presenta una dependencia al
paquete XSLT Templates. Este paquete contiene el conjunto de plantillas XSLT que se utilizan
para las transformaciones entre LRI y BPEL.

Figura 22 Dependencia del subsistema BPM

Se puede apreciar también la interfaz de servicio del subsistema Resolución de Servicios. Esta
dependencia se da en el componente de transformación ya que las invocaciones abstractas se
traducen a invocaciones al componente de resolución de servicios.
Se presenta a continuación un fragmento de Batuta.wsdl que describe la interfaz de servicio
del subsistema Resolución de Servicios. Se omitieron las definiciones de namespaces y de tipos
para simplificar el código.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<wsdl:definitions targetNamespace="http://localhost:8080/axis/services/Batuta" ... >
<wsdl:types>
...
</wsdl:portType>
<wsdl:binding name="BatutaSoapBinding" type="impl:Receiver">
<wsdlsoap:binding style="document"
transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http"/>
<wsdl:operation name="semanticInvoker">
<wsdlsoap:operation soapAction=""/>
<wsdl:input name="semanticInvokerRequest">
<wsdlsoap:body use="literal"/>
</wsdl:input>
<wsdl:output name="semanticInvokerResponse">
<wsdlsoap:body use="literal"/>
</wsdl:output>
</wsdl:operation>
</wsdl:binding>
<wsdl:service name="ReceiverService">
<wsdl:port binding="impl:BatutaSoapBinding" name="Batuta">
<wsdlsoap:address location="http://localhost:8080/axis/services/Batuta"/>
</wsdl:port>
</wsdl:service>
</wsdl:definitions



7.4.2.2 Subsistema Resolución de Servicios
Como se mencionó anteriormente, se cuenta con un session bean para cada componente del
subsistema de resolución de servicios. Como se ve en la todos los EJBs dependen de batuta-
framework.jar pues este último contiene las interfaces definidas para el framework.
En el diagrama se agregaron las dependencias a las librerías Matchmaker Client y OWL-S API,
necesarias para interactuar con el subsistema externo encargado del macheo semántico y
para manipular las descripciones semánticas de los servicios respectivamente.
Se aprecia también la interfaz de web service que presenta el EJB BatutaReceiverEJB
empaquetado en BatutaReceiverEJB.jar. Esta interfaz utiliza el wsdl mencionado en la sección
anterior.

Figura 23 Dependencia de JARs del subsistema de Resolución de servicios.



8 Referencias
[1] Proyecto de Grado Batuta – Generador de Aplicaciones Orquestadoras.
Glosario. Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Uruguay,
2005.
http://www.fing.edu.uy/~pgsoasem/documentos/PG-P2005_0026-Glosario.pdf

[2] Rational Unified Process. Rational Software, IBM, 2003.
http://www-306.ibm.com/software/awdtools/rup/

Descripción del Modelo Batuta. Facultad de Ingeniería, Universidad de la
República, Uruguay, 2005.
http://www.fing.edu.uy/~pgsoasem/documentos/PG-P2005_0026-
DescripcionModeloBatuta.pdf

Estado del Arte. Facultad de Ingeniería, Universidad de la República,
Uruguay, 2005.
EstadoDelArte.pdf

Especificación Complementaria del Modelo Batuta. Facultad de Ingeniería,
Universidad de la República, Uruguay, 2005.
EspecificacionComplementaria.pdf

[6] Process Modeler for Microsoft Visio™ - ITP Commerce.
http://www.itp-commerce.com/

[7] ActiveBPEL – Active Endpoints
http://www.active-endpoints.com/

[8] Jena Framework
http://jena.sourceforge.net/index.html

[9] OWL-S/UDDI Matchmaker
http://www.daml.ri.cmu.edu/matchmaker/

[10] jUDDI
http://ws.apache.org/juddi/

[11] Racer
http://www.racer-systems.com/

[12] OWL-S API - Mindswap - Maryland Information and Network Dynamics Lab
Semantic Web Agents Project.
http://www.mindswap.org/2004/owl-s/api/

[13] JBoss
http://labs.jboss.com


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