DSL Entwicklung und Modellierung

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1 DSL Entwicklung und Modellierung Dipl. Inform. Rolf Hänisch Übersicht DSL, was bedeutet das für uns? Eine Anwendung aus der Automatisierungstechnik Sprachen und Werkzeuge Ergebnisse und Erfahrungen GI Jahrestagung 4. Oktober 2011, Berlin Seite 1 DSL eine Klassifizierung DSL, was bedeutet das für uns? Interne und extern DSL Intuitive Bedienbarkeit (auch graphisch) Anpassbare Spracheigenschaften weglassen, hinzufügen, Verändern Automatische Verarbeitung Formale Beschreibung Seite 2 Seite 3

2 DSL Beispiel 1 Funktionsbausteinsprache nach EN Sichere Funktionsblöcke Datentyp SAVEBOOL Eingeschränkter Sprachumfang DSL Beispiel 2 U Bahn Netzplan Seite 4 Seite 5 Welche Werkzeuge gehören zu einer DSL? Editor Compiler Debugger Simulator Beweiser Dokumentation Projektverwaltung Eine Anwendung aus der Automatisierungstechnik Seite 6 Seite 7

3 Ein Beispiel aus der Automatisierungstechnik (safety) Der Automat (als Zustandsgraph spezifiziert) Fehlervermeidung, Fehlerreduzierung, 1. Fehler, FMEA HW Unterliegt dem Verschleiß Produktionsfehler SW Fehler durch Konstruktion Bedienfehler Gemeinsame Fehlerursachen β Faktor Es müssen beide Tasten gedrückt sein. Erst muss erst A, dann B gedrückt werden. Vor erneutem Betätigen müssen beide Tasten gelöst werden. Bedienfehler müssen mit Reset gelöscht werden. Seite 8 Seite 9 Die EBNF für die DSL Das Sprachmodell der DSL Automat: Zustand*; Zustand: 'state' ID ':' Transition+; Transition: 'if' Formel '->' ID; Formel: ID ID '(' Formel+ ')' ; Seite 10 Seite 11

4 und in Eclipse (Xtext) Sprachen und Werkzeuge Seite 12 Seite 13 Repräsentation einer Sprache Sprachen können verschieden Repräsentiert sein: textuell graphisch Sprachkerne JavaScript ECMA 262 Für alle Repräsentationen soll aber gelten, dass sie eindeutig sind. Sprachen können unabhängig von ihrer Repräsentation in einer abstrakten Struktur Sprache beschrieben werden, z.b. algebraisch oder in EMF. Konkrete Repräsentation abstrakte Repräsentation formale Semantik Seite 14 Seite 15

5 Formale Semantik I Für unser Vorhaben kommen zwei Semantikarten in Betracht: Operationale Semantik (für den Interpreter, Simulator) Axiomatische Semantik (nachweisen von Eigenschaften) Voraussetzung ist eine Funktion, die der Repräsentation (Text oder Graphik) auf eine abstrakte Maschine abbildet. Dabei kann die abstrakte Maschine eine API, ein Framework, eine Schnittstelle zu einem System usw. sein. Mathematisch: P x Σ Σ S[[p]](σ)= mit p P, der DSL und σ Σ, der Zustandsmenge Werkzeuge zur DSL Erstellung EMF (Eclipse Modeling Framework) Xtext Gentle GMF, GEF Java Swing HTML/Javascript (Browser) Seite 16 Seite 17 Formale Semantik II Die Semantikfunktion S wird wiederum in einer Sprache beschrieben, der Meta Sprache. Meta Sprachen sind auch DSLen, die wiederum beschrieben werden (mit Meta Meta Sprachen) Dabei werden der abstrakten Struktur Sprache Funktionen und Operationen aus der abstrakten Maschine zugeordnet, d.h. eine Bedeutung definiert. Ergebnisse und Erfahrungen Seite 18 Seite 19

6 Erfahrungen Es gibt viele Ansätze und Werkzeuge zur DSL Erstellung. Viele dieser Systeme haben aber noch einen Labor Status und sind noch nicht durchgängig für den normalen Nutzer verwendbar. Qualitätsnachweise für die DSLen sind z.zt. noch nicht ausgereift. Matthias Heyde (Zwischen ) Ergebnisse Erste DSL mit Xtext sind im Gebrauch. Die Validierung in Xtext kann durch Gentle erfolgen. Durch die Verwendung von EMF können Werkzeuge kombiniert werden. Formale Semantik erlaubt auch das Ableiten eines Interpreters/Simulators/Debuggers Die Domäne kann als abstrakte Maschine in die formale Semantik der DSL integriert werden. Seite 20 Seite 21 Ende Danke first.fraunhofer.de Seite 22