Domänenspezifische Softwaremodellierung & Toolpräsentation: MetaEdit+

Transkript

1 Seminar: Entwicklung verteilter eingebetteter Systeme Domänenspezifische Softwaremodellierung & Toolpräsentation: MetaEdit+ Andrej Ivanov WS04/05 Betreuer: Mark-Oliver Reiser Info:

2 Inhalt META Metaebenen Case Tools Domänenspezifische Modellierung (DSM) EDIT ( Tool: Präsentation ) Vorstellung Method Workbench & MetaEdit+ Architektur Komponenten + (Praktisches Beispiel: Uhr- Modellfamilie mit Codegenerierung ) 2

3 Modell Information in reiner Form kann unvollständig, widerspruchlich, ungenau, unsicher sein Struktur in der Regel nicht implizit (Ausnahmen) Folgerung: Es sind Informationen über Informationen notwendig Tabellenüberschriften in Datenbanktabellen Syntax in Sprachen ( auch in Programmiersprachen ) Data Dictionary XML Tags Man vereinfacht einen Weltausschnitt, sucht Zusammenhänge Man erstellt Modelle ( Meta Daten ) 3

4 Metamodell Meta griechisches Präfix µετα (nach, über, über etwas hinaus) [Wikipedia 05] Modell Idealisierte, vereinfachte, in gewisser Hinsicht ähnliche Darstellung eines Gegenstands, Systems oder sonstigen Weltausschnitts mit dem Ziel, daran bestimmte Eigenschaften des Vorbilds besser studieren zu können. [Hesse 94] 4

5 Metamodellierung Beschreibung der Semantik Modellierungssprachen (UML, SA/SD, ERM) Werkzeuge (Editoren, Browser, Generatoren) Metamodell = Ontologie UML- Metaclasse Verbale Beschreibung Auflistung der Meta Attributen und Meta Assoziationen Constraints ( Regeln/Einschränkungen ) Beschreibung des Ausdrucksmittels selbst, nicht eines konkreten Systems 5

6 Metamodell Beispiel Java (Übersicht) [Ritterbach 05] 6

7 Metamodell Beispiel Java (Deklaration) 7 [Ritterbach 05]

8 Metaebenen Meta Meta Modell, M3 Hard-wired Meta-metamodel MOF Modell Meta Modell, M2 MetaClass ( Record, [ MetaAttr ( name, String), MetaAttr ( fields, List < Field > ) ] MetaClass ( Field,... ) UML Meta Modell IDL Meta Modelle... Modell, Meta Information, M1 Record ( StockQuote, [ Field ( company, String ), Field ( price, FixedPoint ) ] ) UML UML Modelle Modelle IDL IDL Interfaces Interfaces... Information, M0 StockQuote ( Sunbeam Harvesters, 98.77) StockQuote ( Ace Taxi Cab Ltd, 12.32)... 8

9 CASE Tools Computer Aided Software Engineering (die Computerseitige Unterstützung des Softwareentwicklungsprozesses ) IDE Planung Entwurf Implemetierung Dokumentation SA/SD ERM UML CASE Tools Diagram Editor Matrix Editor Table Editor Browsers Code DB Shema Data flow diagramms ER Diagramms Programm Spezifikation Benutzer Dokumentation... 9

10 Klassische CASE Tools Verwende Techniken: Strukturierte Analyse und Strukturiertes Design (SA/SD) Entity Relationship Modellierung (ERM) Bekannte Vertreter case/4/0 Innovator Easycode blue-river 10

11 Moderne CASE Tools Verwende Techniken: Unified Modeling Language (UML) Team Fusion Bekannte Vertreter Innovator objectif Rational Rose Together 11

12 Abstraktionslevel (Warum DSM?) Domanenspezifische Idee Losung in domanenspezifischer Sprache Abbildung in Assemblersprache, Implementierung Abbildung in Code, Implementierung Abbildung in UML Domanenspezifisches Modell 3GL Sprachen CASE Tools 4GL Sprachen UML Modell 2GL Sprachen Assembler Generierung der Komponentenaufrufen Komponente Fertiges Produkt Domänenspezifische Modellierung 12

13 DSM Eigenschaften Komponente werden nur einmal von Domänenexperten erstellt Die Arbeiter sind nicht von Implementierungsdetails abgelenkt Schelle Produktkonfigurierung Verborgene Komplexität Weniger Fehler Einsatzgebiete Entwicklung von Produktfamilien Plattformbasierte Entwicklung und Produktkonfiguration 13

14 Inhalt META Metaebenen Case Tools Domänenspezifische Modellierung (DSM) EDIT ( Tool: Präsentation ) Vorstellung Method Workbench & MetaEdit+ Architektur Komponenten + (Praktisches Beispiel: Uhr- Modellfamilie mit Codegenerierung ) 14

15 metacase s MetaEdit+ 15 [MetaCASE 05]

16 MetaEdit+ Architektur Metod Workbench - Methodenentwicklung Konzepte Regeln Bezeichnungen Symbole Generatoren - Methode wird in Repository gespeichert - Eine Lizenz für Experten MetaEdit+ - Methodenverwendung - CASE Funktionalitäten Diagramme Editoren Browser Generatoren Mehrbenutzerunterstützung - Je eine Lizenz für einen Entwickler 16

17 MetaEdit+ Architektur : Repository Object Repository Mehrere Benutzer gleichzeitig Beliebig tief verfeinerte Sicht Speicherung Millionen von Objekten Bei Modifizierung der Methoden werden Modelle sofort angepasst 17

18 MetaEdit+ Architektur : Client Client Verschiedene Editoren Browsers Werkzeuge zu Code und Dokumentationsgenerierung Method Tools (Method Workbench) 18

19 MetaEdit+ Architektur : Diagram Editor Modellierung mit graphischen Diagrammen Kopplung der Graphen Zerlegung, Wiederverwendung Export in andere Anwendungen 19

20 MetaEdit+ Architektur : Matrix Editor Achsen: Objekte, Zellen: Relationen Bietet volle Mächtigkeit der Matrizenmanipulationen Diagramme und Tabellen als Matrizen 20

21 MetaEdit+ Architektur : Table Editor Bequeme Inputmöglichkeit in früheren Phasen der Modellierung Auflistung aller Objekte in kompakter Form 21

22 MetaEdit+ Architektur : Browsers Graph Browser: Hierarchische Ansicht Type Browser: Zugriff auf Methoden Objekt Browser Metamodell Browser 22

23 MetaEdit+ Architektur : Report and Code Generation Code Generation: Smalltalk, C++, Java, Delphi, SQL, CORBA IDL Dokumentation Generation: Word, RTF, HTML, XML, XMI 23

24 MetaEdit+ Architektur : Method Tools Erstellung von eigenen CASE Tools mit einer Metamodellierungssprache Entwurf von wieder verwendbaren Komponenten Object, Graph, Relationship Tools 24

25 MetaEdit+ Architektur : API & XML connectivity Simulation: Animierte Modellen Modell Transformationen Diff: Modell- und DB- Vergleich Build: automatische Codegenerierung von vielen Datenbanken Modell Prüfung 25

26 Inhalt META Metaebenen Case Tools Domänenspezifische Modellierung (DSM) EDIT ( Tool: Präsentation ) Vorstellung Method Workbench & MetaEdit+ Architektur Komponenten + (Praktisches Beispiel: Uhr- Modellfamilie mit Codegenerierung ) 26

27 Digital Wristwatch Example Logical Watch Application #1 Display#1 Logical Watch Application #2 Display#2 Sub Application #1 Sub Application #2 Sub Application #3 27

28 Digital Wristwatch Example (Inhalt) 1. Vordefiniertes DSM: Graphen und Objekte 2. Abstrakte Komponenten zur Codegenerierung 3. Vorhandene Modellinstanzen 1. WatchFamily 2. WatchApplication 4. Test Environment (Simulation) 5. Erstellung eines neuen Uhrmodells 6. Erweiterung der Funktionalität 7. Erweiterung des DSM Vorführung 28

29 Zusammenfassung Nachteile Meta- Programmierung ist aufwändig und komplex Herausforderung an Experten (Architekt) Bereits stabile und erprobte Architektur benötigt Herstellerabhängigkeit Gebiet noch in Forschung, nicht ausgereift Vorteile DSM ein mächtiges Instrument zur (Software) Modellierung in Produktlinien Leichte Konfigurierung MetaEdit+ erlaubt CASE Tools für DSM zu bauen 29

30 Ausblick MetaEdit+ was the most flexible tool; it allowed us to define our own domainspecific design syntax quickly, and test ideas while developing the method David Narraway, project manager at Nokia Mobile Phones [ SPR 05 ] Anzahl neuer Produkt Features in vorgegebener Zeit 40 4, Assembler Fortran Basic C++ Java 30 DSM

31 Literaturverzeichniss [MetaCASE 05] MetaEdit+ Dokumentation, MetaEdit+ supports your methods, Erreichbar: (Zugegriffen:2005, Februar 23) [Meta Tutorial 05] MetaEdit+ Evaluation Tutorial, Watch Example: 100% code generation, Erreichbar: (Zugegriffen:2005, Februar 23) [Hesse 94] Hesse, W.; Barkow, G.; von Braun, H.; Kittlaus, H.-B.; Scheschonk, G.: Terminologie in der Softwaretechnik - Ein Begriffssystem für die Analyse und Modellierung von Anwendungssystemen. Teil 2: Tätigkeits- und ergebnisbezogene Elemente In: Informatik-Spektrum 17, pp , Springer-Verlag 1994 [Wikipedia 05] Wikipedia- die freie Enzyklopädie, Erreichbar: (Zugegriffen:2005, Februar 23) [Jackson 95] Jackson, M.A., Software Requirement & Specifications, A lexicon of practice, principles and prejudices, Addison Wesley, ACM Press, [Ritterbach 05] Ritterbach, B.:, Vortrag im Arbeitskreis Objektorientierung, Meta - Modelle, Erreichbar: (Zugegriffen:2005, Februar 23) [SPR 05] Software Productivity Research, Erreichbar: (Zugegriffen:2005, Februar 23) 31