Modellgetriebene Softwareentwicklung

und Modelltransformationen in der

Praxis

Prof. Dr. Jens Grabowski

M.Sc. Benjamin Zeiss

sit20092 sit20092

� Vorstellung Gruppe Softwaretechnik für Verteilte Systeme

� Grundlagen Modellierung und Modelltransformationen

� Technologien für Modellgetriebene Softwareentwicklung

� Modelltransformationen in der SWE Gruppe

� EMF/Openarchitectureware Demo

� Zusammenfassung

Inhalt

sit20093 sit20093

� Wissenschaftliches Personal:Prof. Dr. Jens Grabowski [Prof.Dr.Helmut Neukirchen (bis10.08)]Dipl.-Inf. Edith Werner M.Sc. Wafi DahmanM.Sc. Benjamin Zeiß M.Sc. Akthar Ali JalbaniM.Sc. Thomas Rings M.Sc. Philip MakedonskiM.Sc. Steffen Herbold

� Studentische Hilfskräfte:Alexander Möller, Christian Otto

� Laufende Projekt-, Bachelor- und Masterarbeiten:laufend ca. 4-8 Studierende (zur Zeit 7 Studierende)

� Unterstützt von:Annette Kadziora Dipl.-Ing. (FH) Gunnar Krull

� Web:http://www.swe.informatik.uni-goettingen.de

Die Gruppe

sit20094 sit20094

Testmethodik• Testpatterns• Testmethodik fürTTCN-3 & UTP

• QS für Tests• Grid-Testen

Entwicklungsmethodik• Agile Software Entwicklung• UML-basierte Web Service Entwicklung

AutomatischeGenerierungvon Testfällen

Was machen wir?

Qualitätssicherung (QS)

TestenQS für UML• Metriken, Refactoring, Smells

Sprachen für dieTestbeschreibung• TTCN-3• UML Testprofil (UTP)

Lernverfahrenin der QS• Reverse-Engineering ausTraces (Tests)

• Bewertung von Metriken• Bewertung von Prozessen

sit20095 sit20095

Grundlagen Modellierung und

Modelltransformationen

sit20096 sit20096

Was ist ein Modell?

[http

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[http

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sit20097 sit20097

Abstraktion 1(1)

Abstraktion 1

Abstraktion 2

Abstraktion 3

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6/11

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„Frau“

„fraulicheAttribute“

„clevererMensch“

sit20098 sit20098

Abstraktion 2(2)

[http://www.ibm.com/developerworks/rational/library/3100.html]

sit20099 sit20099

Modellierungssprachen

Nassi-Shneiderman-Diagramme

Petri Netze

Specification and DescriptionLanguage (SDL)

ID Part StandardPart Search

UsePartRequirement

ProvideRequired

Part

[part found]

[part notfound]

Design Part

DesignEngineer

StandardsEngineer

[part provided]

[else]

selectAmount

enterAmount

ok

abort

otherAmount

amount

abort

ReadAmountSM

aborted

Customer

Supervisor

Salesperson

Establish Credit

Telephone Catalog

Shipping Clerk

Check Status

Place Order

Fill Orders

sd N

s[u]:B s[k]:B

m3()

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Product

Customer

Organization

Service

OrderHeader

LineItem

Account

*

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item

1

ShoppingCart

1

1

productItem

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1

client

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customerOrder

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1

{xor}

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Unified Modeling Language (UML)

sit200910 sit200910

Model-Driven-Architecture (MDA) 1(3)

� Modellgetriebener Softwareentwicklungsansatz

� mit klarer Trennung von Funktionalität und Technik

� Entwickelt von der Object Management Group (OMG) als Strategie insbesonderezur Softwareentwicklung mitden von OMG entwickeltenTechnologien

[http://www.omg.org/mda/]

sit200911 sit200911

Model Driven Architecture (MDA) 2(3)

PlatformIndependantModel (PIM)

Transformations

PlatformSpecific

Model (PSM)

Transformations

SystemCode

Transformations

ComputationalIndependantModel (CIM)

Refinement

Refinement

Refinement

Platform Model

sit200912 sit200912

UML

Model Driven Architecture (MDA) 3(3)

ComputationalIndependantModel (CIM)

PlatformIndependantModel (PIM)

PlatformSpecific

Model (PSM)

SystemCode

Transformations

Transformations

Transformations

Refinement

Refinement

Refinement

Platform Model

Domänenmodell

Analysemodell,(Grob-)Entwurf

Entwurfsmodell &Konfiguration &Verteilung

Use Case-, Aktivitäts- undKlassen-Diagramme

Interaction-, Klassen- undState-Machine-Diagramme

Interaction-, State-Chart-,Klassen-, Package-,Komponenten- und Deployment-Diagramme

sit200913 sit200913

Technologien für Modellgetriebene Softwareentwicklung

sit200914 sit200914

� Modellierungssprachen

� UML

� Ecore

� Transformationssprachen

� M2M: QVT, ATL, Xtend

� M2T: XPand, Acceleo

� T2M: Xtext

� Plattformen für Modellgetriebene Softwareentwicklung

� AndroMDA

� Openarchitectureware

� Kein Anspruch auf Vollständigkeit!

Modellgetriebene Softwareentwicklung:

Technologien

sit200915 sit200915

� Modellierungssprache für Software und Systeme

� Entwickelt von der Object Management Group (OMG)

� ISO/IEC 19501 Standard

� 13 Diagramme für graphische Notation, darunter

� Klassendiagramm, Sequenzdiagramm, Zustandsmaschine, etc.

� Wichtige Standards:

� Meta Object Facility (MOF) 2.0 Core Specification

� UML 2.0 Infrastructure Specification

� UML 2.0 Superstructure Specification

� UML 2.0 Object Constraint Language

� UML 2.0 Diagram Data Interchange

Unified Modeling Language

(UML)

sit200916 sit200916

Unified Modeling Language

Architektur

M3MOF (Meta-metamodell)

M2UML Metamodell

M1Benutzermodell

M0Instanzen des Benutzermodells (Objekte)

sit200917 sit200917

� Teil des Eclipse Modeling Frameworks (EMF)

� Ecore ist Metamodellierungssprache

� Ecore ist wie MOF ein Meta-metamodell

� Kompatibel mit Essential MOF (EMOF) des OMG Standards

� Reduziert in Umfang/Komplexität gegenüber MOF

� Kein weiteres Metamodell wie UML

� Spielt v.a. in Eclipse-Welt eine Rolle

Ecore

als Metamodellierungssprache

sit200918 sit200918

� Modell-zu-Modell Transformationen (M2M)� QVT

� ATL

� Xtend

� …

� Modell-zu-Text Transformationen (M2T)� Xpand

� Acceleo

� JET

� Text-zu-Modell Transformationen (T2M)� Xtext

� TextUML

Transformationssprachen

sit200919 sit200919

� QVT = Query / View / Transformation

� Standard für Modelltransformationen von der OMG

� Quell –und Zielmodelle der Transformation sind MOF-konforme Metamodelle

� QVT Syntax selbst ist auch in MOF 2.0 beschrieben

� 3 Sprachen:

� QVT/Relations (deklarativ, textuelle und graphische Syntax)

� QVT/Core (deklarativ)

� QVT/Operational (imperativ, erweitert QVT/Relations und QVT/Core)

� QVT/BlackBox für Transformationen in fremden Sprachen (XQuery, XSLT)

M2M: QVT

sit200920 sit200920

� Teil von oAW / Eclipse Modeling Project

� Benutzt (zusammen mit anderen oAW Sprachen) gemeinsame Sprachgrundlage, die Expression Language (ähnlich Prädikatenlogik)

� Erweiterung um zusätzliche Logik bestehender Metamodelltypen

� Extensions: nicht-invasive Erweiterung von Metamodellen

� Xtend Erweiterungen können in Sprachen der oAW Familie aufgerufen werden: Check, XPand

� Create Extension: Transformation von Modellen

M2M: Xtend

sit200921 sit200921

� Templatesprache für Codegenerierung

� Sprachunabhängig, Generierung für beliebige Ziele

M2T: XPand

«IMPORT meta::model»«EXTENSION my::ExtensionFile»

«DEFINE javaClass FOR Entity»«FILE fileName()»

package «javaPackage()»;

public class «name» { // implementation

} «ENDFILE»

«ENDDEFINE»

sit200922 sit200922

� Implementierung des OMG MOF Models to Text Transformation Language Standards

� Benutzt OCL für Navigation und Query

� Relativ neu, wird wohl in Eclipse 3.5 einsatzfähig sein

M2T: Acceleo (früher: MTL)

sit200923 sit200923

� Framework für die Erstellung textueller domänen-spezifischer Sprachen

� Beschreibung einer DSL in EBNF Grammatik

� Generierung von:

� Parser

� AST-Meta Model mittels Ecore

� Eclipse Text Editor mit Syntaxprüfung, Outline, Auto-Vervollständigung usw.

� Artefakte in Xtext = Modelle

T2M: Xtext

sit200924 sit200924

� Vorgestellt:

� AndroMDA

� Eclipse Modeling Project

� Openarchitectureware

� Andere:

� Telelogic Rhapsody (Kommerziell)

� Topcased (Open Source)

� Borland Together Architect (Kommerziell)

� …

Plattformen für Modellgetriebene

Entwicklung

sit200925 sit200925

� Open-Source MDSD/MDA Generatorframework

� Transformation von UML Modellen in Code

� Unterstützung von allen wichtigen UML Tools

� Z.B. Magicdraw, Poseidon, Enterprise Architect

� Modellvalidierung über OCL

� Modell-zu-Modell Transformationen in Java, bald ATL

� Modell-zu-Text über Template-Systeme wie Velocity oder Freemarker

� Viele fertige Cartridges

� Java, Spring, EJB, .NET, Hibernate, Struts, usw.

AndroMDA

sit200926 sit200926

� Eclipse Modeling Framework (EMF)� EMF Core, Model Query, Validation, etc.

� Generative Modeling Technologies (GMT)� Epsilon, MOFScript, etc.

� Graphical Modeling Framework (GMF)

� Model-to-Model Transformation (M2M)� ATL, Procedural QVT, Declarative QVT, XTend

� Model to Text (M2T)� JET, Acceleo. Xpand

� Model Development Tools� OCL, Papyrus, UML2, UML Tools, etc.

� Viele andere Modellierungsprojekte!

Eclipse Modeling Project

sit200927 sit200927

� Open-Source Plattform für modellgetriebene Softwareentwicklung

� Eigene Transformationssprachen

� Grosse Community

� In Eclipse 3.5 Teil der Galileo Distribution

Openarchitectureware

sit200928 sit200928

Modelltransformationen in der SWE Gruppe

sit200929 sit200929

Modelltransformationen

in der SWE Gruppe

ComputationalIndependantModel (CIM)

PlatformIndependantModel (PIM)

PlatformSpecific

Model (PSM)

SystemCode

Transformations

Transformations

Transformations

Refinement

Refinement

Refinement

Platform Model

„UML-basierte Entwicklungvon Web-Services“

(Wafi Dahman)

Refactoring vonUML-Modellen, „QualityEngineering for UML“

(Akhtar Ali Jalbani,Lukas Schubert)

„Transformation vonUML nach TTCN-3“(Dennis Neumann)

sit200930 sit200930

� Thomas Stahl, Markus Völter, Sven Efftige, Arno Haase:Modellgetriebene Softwareentwicklung. dpunkt verlag.

� Volker Gruhn, Daniel Pieper, Carsten Röttgers: MDA. Springer.

� David Steinberg, Frank Budinsky, MarceloPaternostro, Ed Merks: EMF EclipseModeling Framework 2nd Edition. Addison-Wesley.

� Richard C. Gronback: Eclipse ModelingProject: A Domain-Specific Language(DSL) Toolkit. Addison-Wesley.

� (Fast) alle in der Studenten-Bibliothek!

Literatur

sit200931 sit200931

� Einfaches Beispiel

� Definition eines Metamodelles für ein Transitionssystem mit Markierungen (LTS) in UML

� Transformation des UML Metamodelles in ein EcoreMetamodell mittels eines fertigen Xtend Cartridges

� Erzeugung einer Modellinstanz mit EMF

� Modell-zu-Text nach Graphviz DOT (mit XPand)

� Testfallgenerierung für TTCN-3 aus Modellen

� Definition in strikterem UML Testing Profile (UTP)

� Transformation UML-SWETest-TTCN-3

Demo

sit200932 sit200932

� Modellierung Grundlagen

� Abstraktion

� Modellierungssprachen

� MDA

� Technologien

� M2M,M2T,T2M

� UML, EMF, Openarchitectureware, etc.

� Beispiele

Zusammenfassung

sit200933 sit200933

� www.swe.informatik.uni-goettingen.de

Fragen?