Definition von visuellen Alphabeten basierend auf Meta Object Facilities (MOF) 23. Oktober 2012

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1 Definition von visuellen Alphabeten basierend auf Meta Object Facilities (MOF) 23. Oktober

2 Textuelle Visuelle Alphabete Textuelle Sprachen: eindimensional (Sätze) Basiselemente: Buchstaben, Ziffern, Sonderzeichen Relation zwischen den Elementen: folgt Visuelle Sprachen: mehrdimensional (Graphiken) Basiselemente: Graphiken, frei wählbar Relationen: räumliche Relationen, wie über, unter, enthält, nahe_bei Taentzer Visuelle Sprachen 30

3 Definition von visuellen Sprachen Alphabetdefinition: Wie sieht das visuelle Alphabet aus? Welche Sprachelemente? Welche Attribute haben diese? Welche Relationen zwischen diesen? Sprachdefinition: Welche Wörter/Graphiken sind erlaubt? nur Wörter/Graphiken über dem Alphabet Welche zusätzlichen Bedingungen müssen erfüllt sein? Hat die visuelle Sprache eine Grammatik? Taentzer Visuelle Sprachen 31

4 Konkrete vs. abstrakte Syntax Konkrete Syntax: Benutzerorientierte Sicht Welche Graphiken? Welche Texte? Welche visuellen Constraints? Welches Gesamtlayout? Abstrakte Syntax: Interne Struktur Welche Informationen sind für die Weiterverarbeitung wichtig? Welche internen Elemente? Welche Attribute und Relationen? Taentzer Visuelle Sprachen 32

5 Beispiel: Petrinetze Petrinetze: zur Modellierung von nebenläufigen Systemen Stellen-Transitionsnetze: Stellen beschreiben Zustände, Objekte in Zuständen Transitionen beschreiben Aktionen Stellen-Transitionsnetz für Pufferverwaltung produce ready to deliver deliver buffer filled remove ready to consume consume ready to produce buffer empty ready to remove Taentzer Visuelle Sprachen 33

6 Beispiel: Android GUI-Builder Ein graphischer Editor für graphische Benutzeroberflächen von Android Apps Verschiedene Komponenten: Panel, Text Field, Radio Button, Verschiedene Layouts: Table, Absolute, Linear, developer.android.com Taentzer Visuelle Sprachen 34

7 MOF: Zielsetzung MOF war ursprünglich ein Konzept, um Metainformationen in verteilten, speziell CORBAbasierten Systemen zu beschreiben. MOF wird mittlerweile genutzt, um die abstrakte Syntax von visuellen Sprachen wie UML zu definieren. Ausserdem kann man mit MOF Metadaten für Datenbanken und Informationsysteme beschreiben und Abbildungen von verschiedenen Datenbeschreibungen definerieren. MOF ist ein Standard der Object Management Group (OMG). (Spezifikation: Taentzer Visuelle Sprachen 35

8 MOF Architektur Taentzer Visuelle Sprachen 36

9 MOF im Vergleich zu Grammatiken Meta-Metamodell Beschreibungsansatz BNF-Grammatik Instanz von Metamodell Instanz von Modell Definiert durch Abs. Syntax der Sprache Instanz von Graphik Erzeugt von textuelle Sprache Instanz von Wort Taentzer Visuelle Sprachen 37

10 Die wichtigsten MOF-Konzepte zur Alphabetdefinition Metamodellierungskonzepte: Klassen modellieren Metaobjekte. Assoziationen modellieren binäre Beziehungen zwischen Metaobjekten. Datentypen modellieren andere Daten. Pakete modularisieren Modelle. Sprachdefinitionskonzepte: Klassen beschreiben visuelle Symboltypen. Assoziationen beschreiben Relationstypen. Datentypen beschreiben Attributtypen. Pakete modularisieren Sprachdefinitionen. Taentzer Visuelle Sprachen 38

11 EMF und MOF Essential MOF (EMOF) realisiert die essentiellen Konzepte von MOF. Mit EMOF soll der Einsatz von MOF zur Definition von Sprachen erleichtert werden. EMOF enthält z.b. keine Vererbung von Assoziationen. Das Eclipse Modeling Framework (EMF) realisiert EMOF (www.eclipse.org/emf/) EMF MOF Ecore Essential MOF Complete MOF Taentzer Visuelle Sprachen 39

12 Das EMF Meta-Metamodell Taentzer Visuelle Sprachen 40

13 EMF-Klassenmodell für Petrinetze Taentzer Visuelle Sprachen 41

14 Meta-Klassen Meta-Klassen haben Attribute, Operationen und Referenzen. EClassifier ist Oberklasse von EClass und EDataType. EClass hat als Attribute: name Klassenname abstract abstrakte Klasse interface Schnittstellenklasse EClass hat als Referenzen: eattributes Attribute ereferences - Referenzen esupertypes Oberklassen instanceclassname Korrespondenz zu einer normalen Java-Klasse Taentzer Visuelle Sprachen 42

15 Strukturelle Eigenschaften EStructuralFeature hat als Attribute: changeable von aussen setzbar transient wird nicht gespeichert unique eindeutiger Wert unsettable für unsetzbare Werte, z.b. null volatile für abgeleitete Werte lowerbound, upperbound: Kardinalität defaultvalueliteral: defaultvalue als String defaultvalue EStructuralFeature ist ein getyptes Element mit Namen. EAttribute und EReference haben EStructuralFeature als Oberklasse. EAttribute hat als Attribute: id Attribut wird zur Identifizierung des Objekts benutzt. EAttribute hat als Referenz: eattributetype Typ des Attributs Taentzer Visuelle Sprachen 43

16 Beispiele: EAttribute und EReference Taentzer Visuelle Sprachen 44

17 Beispiel: Containment Referenzen Taentzer Visuelle Sprachen 45

18 Referenzen und Operationen EReference hat als Attribute: containment gesetzt, falls die Referenz eine Komposition ist. resolveproxies referenzierte Objekte aus anderen Resourcen werden als Proxies gehalten EOperation ist ein getyptes Element mit Namen. EOperation hat als Referenzen: eparameters Parameterliste EParameter ist ein getyptes Element mit Namen. Taentzer Visuelle Sprachen 46

19 Datentypen und Pakete Datentypen primitive Datentypen wie Boolean, Integer, String, etc. komplexe Datentypen wie Containertypen, Enumerations, etc. EDataType hat als Attribute: serializable ist serialisierbar (speicherbar) ECore hat vordefinierte Datentypen, wie EBoolean, EChar, EInt, EString,etc. Zusammengehörige Metaelemente werden in Paketen zusammengefasst. EPackage hat als Attribute: name nsuri URI, die das Paket identifiziert nsprefix - Namensraum EPackage hat als Referenzen: esuperpackage Oberpaket esubpackage Unterpakete efactoryinstance zugehörige Factory Taentzer Visuelle Sprachen 47

20 Annotationen EAnnotation hat als Attribute: source type der Annotation (als URI) details Abbildungen unterteilt in key Schlüssel value Wert EAnnotation hat als Referenzen: content enthaltenes Objekt references referenzierte Objekte Annotationen werden zur Definition von Constraints benutzt. Taentzer Visuelle Sprachen 48

21 EMF Generierungsprozess Anlegen eines neuen EMF-Projekts: File New Other Eclipse Modeling Framework Empty EMF Project Ecore-Datei erzeugen: File New Other Example EMF Model Creation Wizards Ecore Model (Top: EPackage) Editieren im baumbasierten Editor: <Name>.ecore Im graphischen Editor: Initialize Ecore Diagram File Genmodel-Datei erzeugen: File New Other Eclipse Modeling Framework EMF Generator Model: Ecore Datei auswählen Code erzeugen Genmodel-Datei öffnen und oberstes Package auswählen Generate Model Code erzeugt Packages: <Name>, <Name>.impl, <Name>.util Generate Edit Code, Editor Code -> für baumbasierten Editor Taentzer Visuelle Sprachen 49

22 Benutzung des generierten Instanzeditors Minimale Eclipse Umgebung zum Ausführen von Eclipse- Plugins starten Run As Eclipse Application Erstellen eines einfachen Projekts: File -> New ->Project->General->Project Erstellen eines Petrinetzes in abstrakter Syntax: File New Other Example EMF Model Creation Wizard <dateiname>.petrinet Im Wizard die oberste Klasse Petrinet festlegen. Dateityp wird durch Endung.petrinet festgelegt. Model wird im XMI Format gespeichert (XML Metadata Interchange) Taentzer Visuelle Sprachen 50

23 Beispiel: Ein konkretes Petrinetz konkrete Syntax produce ready to deliver deliver buffer filled remove ready to consume consume ready to produce buffer empty ready to remove abstrakte Syntax Taentzer Visuelle Sprachen 51

24 Ausblick: EMF-Modell für UML2 Das UML-Metamodell besteht aus Diagramm Interchange Specification: Diagrammaustauschformat Superstructure Specification: Definition der konkreten Syntax der Symbole Beispiele für konkrete Syntax Definition der abstrakten Syntax, mit MOF beschrieben MOF-Spezifikation: Eclipse UML2-Projekt: komplettes EMF-Modell für die abstrakte Syntax von UML2: Taentzer Visuelle Sprachen 52

25 Zusammenfassung: MOF zur Beschreibung von visuellen Alphabeten Klassenstrukturen beschreiben das visuelle Alphabet der abstrakten Syntax einer visuellen Sprache. EMOF ist eine Vereinfachung von MOF und bildet die Basis für das Eclipse Modeling Framework (EMF). Klassen definieren Alphabetelemente. Assoziationen definieren deren Relationen. EMF erwartet Containerelemente: Alle Elemente sind transitiv im obersten Container enthalten. Taentzer Visuelle Sprachen 53