2. Automatische Codegenerierung mittels dynamischer Spezialisierung

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1 2 Automatische Codegenerierung mittels dynamischer Spezialisierung 1/16 Quelle: Vicente Pelechano, Oscar Pastor, Emilio Insfran Automated code generation of dynamic specializations: An approach based on design patterns and formal techniques Die erste Folie jedes Vortrags enthält als Haupttext die Vortragsgliederung (unter Einbeziehung der Vortragsnummer) Diese Gliederung erscheint dann wieder auf jeder der Folgefolien am linken Rand Dazu sollte -da es sich um ein handelt- die quelle gleich mit auf der ersten Folie angegeben werden Werden noch andere stellen herangezogen, können diese am Ende auf einer extra Folie zusätzlich angegeben werden 1

2 Das Interesse an automatischer Softwareproduktion steigert sich kontinuierlich heutige kommerzielle CASE-Tools leisten einen Beitrag in diese Richtung Grundlage sind Konzeptionelle Modelle OO- und die formale Sprache OASIS (Open and Active Specification of Information Systems) ermöglichen die automatische Codegenerierung durch dynamische Spezialisierung und Nutzung von Pattern 2/16 Zur Durchführung Die quellen enthalten sehr viele Details, die in einem Kurzvortrag natürlich nicht alle zu vermitteln sind Wichtig ist daher eine passende Auswahl und Verdichtung Die Frage ist dabei, was die Quelle zur Erhellung unseres Kernproblems beitragen kann: Unter welchen Voraussetzungen läßt sich - automatisiert und praxisrelevant- aus konzeptuellen Modellen lauffähiger Programmcode für verschiedene Plattformen generieren? Da im MDA-Umfeld die Diskussion im vollen Gange ist, sind abschließende und unangreifbare Bewertungen nicht unbedingt zu erwarten Doch sollte die gemeinsame Beschäftigung mit dem Problem allen deutlicher machen als bisher, wo die Grenzen und Möglichkeiten des Ansatzes liegen Da die Modellierung ihre große Zeit noch vor sich hat, ist die dazu aufzuwendende Zeit sicher gut angelegt 2

3 (1/6) Probleme bei der Überführung von Ausgangsmodellen in ihre Implementierung durch Designpattern: Industrielle OO-Modellierungsmethoden beschreiben das Ausgangsmodell nicht klar genug, weil die verwendeten Sprachen nicht genug Umfang haben Designpattern sind zu allgemein und nicht formalisiert genug Es existiert keine präzisen Abbildungen zwischen Ausgangsmodell, Designpattern und den Softwarekomponenten Der Übergang zwischen Ausgangsmodell, Designpattern und Softwarekomponenten ist manuell (Programmiererabhängig) 3/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 3

4 (2/6) Mögliche Lösung der Probleme bei der Überführung: Verwendung Formaler Sprachen (FL) oder Modelle die auf FL basieren um konzeptionelle Pattern präzise zu beschreiben Benutzung spezialisierter Designpattern um die konzeptionellen Pattern zu unterstützen Präzises Definieren der Abbildung zwischen Konzeptionellen und Designpattern (Semantik der Konzeptionellen Pattern muss erhalten bleiben) Definieren einer Abarbeitungsstrategie um das Verhalten der Konzeptionellen Pattern zu implementieren 4/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 4

5 (3/6) Die OO-Methode liefert eine methodologische Herangehensweise, die 2 Phasen folgt 1 Bilden eines Konzeptionellen Modells mit allen systemrelevanten Eigenschaften (Modellierung der Systemeigenschaften durch UML und die Übersetzung durch OASIS) Das Konzeptionelle Modell liegt im 2Erzeugung eines Ausführungsmodells (Execution Model) durch einen vorgegebenen Entwicklungsprozess Das Ausführungsmodell liegt im Lösungsraum 5/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 5

6 (4/6) Das Execution Modell ist unerlässlich für den systematischen und automatischen Übergang vom Problem- zum Lösungsraum Das Execution Modell liefert: Eine Architektur für das System durch die Nutzung von Architekturpattern Eine Codegenerierungsstrategie um Softwarekomponenten dieser Architektur zu erhalten (durch spezielle Designpattern und einer Ausführungsstrategie der Objekte folgen müssen) 6/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 6

7 (5/6) Ein bedeutender Schritt im Anwendungsdesignprozess ist die Definition der Anwendungsarchitektur Die Architekturpattern (angepasst auf die Charakteristik der Zielanwendung) teilen die Anwendung in 3 logische Stufen: Interface Tier Business Tier Persistence Tier Das ermöglicht eine geschlossene Architektur mit einem hohen Unabhängigkeitsgrad zwischen den Komponenten 7/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 7

8 (6/6) Die Codegenerierungsstrategie definiert präzise die Abbildungen zwischen den konzeptionellen Pattern und deren Repräsentation in einer Softwareentwicklungsumgebung Sie folgt folgenden Schritten: Auswahl und/oder Kreation von Designpattern Darstellen von strukturellen Beziehungen unter Beibehaltung der Semantik des OASIS-Konzepts Implementierung des Verhaltens in Verbindung mit Serviceentwicklung (Zustandsübergänge prüfen, Erfüllung von Vorbedingungen, Bewertung der Erfüllung, Integritätsbedingungen im neuen Zustand prüfen und Auslösebeziehungen testen) 8/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 8

9 (1/8) OASIS einfache Konzepte Eine OASIS Spezifikation ist eine Präsentation einer Theorie in formalen Systemen, die eine strukturierte Menge von Klassen definiert Klassen können einfach oder komplex sein Eine komplexe Klasse ist definiert in Termen von anderen Klassen (einfach oder komplex) durch Einrichtung von Beziehungen zwischen den Klassen Diese Beziehungen liefern Gruppierungs- oder Spezialisierungsmechanismen 9/16 Eine Klasse hat einen Namen, einen oder mehrer Identifikationsmechanismen für ihre Instanzen (Objekte) und einen Typ der von jeder zugehörigen Klasse genutzt wird O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 9

10 (2/8) Objekte können von zwei Standpunkten aus betrachtet werden: statisch und dynamisch Von der statischen Perspektive, die Attribute sind Eigenschaften die die Objektstruktur beschreiben Von der dynamischen Perspektive, die Evolution der Objekte wird durch change of state Notation charakterisiert Die Ergebnisse von Aktionen implizieren Wechsel der Werte der Attribute Die Objektaktivitäten sind durch einen Satz von Regeln bestimmt (Prozess, Vorbedingungen, Auslöser und Transaktionen) 10/16 Die OASIS Semantik findet man in OASIS 30 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 10

11 (3/8) Eine dynamische Spezialisierung der Klasse car erzeugt durch die Ereignisse new_car und repair_car in OASIS: working, broken_down dynamic specialization of car migration relation is car=new_car working; working =break_down broken_down; broken_down=repair_car working; Das Beispiel repräsentiert den Lebenszyklus eines Autos 11/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 11

12 (4/8) Eine dynamische Partition der Klasse person definiert durch das Attribut age: child where {age<13} teenager where {13 <= age and age < =19} adult where {19<age} dynamic specialization of person; Das Beispiel repräsentiert den Lebenszyklus eines Menschen 12/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 12

13 (5/8) Graphische Modellierung Objekt Modell grafisches Modell von Systemklassen mit definierten Attributen, Diensten und Beziehungen (Gruppierungen und Spezialisierungen) UML Klassendiagramm Dynamisches Modell grafisches Modell das den zulässigen Lebenszyklus eines Objekts und dessen Interaktionen abbildet State Transition Diagram (STD) Object Interaction Diagram (collaboration diagram) Funktionales Modell gibt die Zustandsänderungen eines Objektes an push-pop, state-independent und discrete-domain 13/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 13

14 (6/8) Dynamische Spezialisierungsmodelle Grafische Repräsentation einer Partition A B C D 14/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 14

15 (7/8) Dynamische Spezialisierungsmodelle Grafische Repräsentation von drei Partition A B C D 15/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 15

16 (8/8) Für die dynamische Spezialisierung werden Ereignis- und Zustandsdiagramme verwendet Übergänge werden entweder durch spezielle Ereignisse oder Zustände ausgelöst 16/16 O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, Jose Romer, Jose Oscar Pastor, Vicente Pelechano, Emilio Insfran, Jaime Gomez, From object O Pastor, Jaime Gomez, Emilio Insfran, Vicente Pelechano, The OO- method Julio Cesar Sampaio do Prado Leite, ua Requirements Processes: An Experience Manoli Albert, Vicente Pelechano, Jons Fons, Gonzalo Rojas, Oscar Pastor, 16