20090129 Presentacion Area

THE PROJECT Análisis de Lenguajes Específicos de Dominio para Sistemas Embebidos Resultados Preliminares Ander Zubizarreta Arrasate, 30 Enero 2009

la idea  Analysis of DSL (Domain Specific Languages)  State-of-the-art: problems  Concepts: models, metamodels, transformations  Tools: commercial & academic

 Trabajo realizado  Entender conceptos  Probar herramientas  Hacer pequeños ejemplos

Domain Specific Languages  Ideas fundamentales  Higher-level abstraction than general purpose languages  Closer to the problem domain than to the implementation domain  Closer to the domain experts, allowing modelers to perceive themselves as working directly with domain concepts

 Mas:  Domain rules can be included into the language as constraints, disallowing the specification of illegal or incorrect models  Languages for representing different views of a system in terms of models

¿Cuándo usar DSLs?  Cuando …     

… un lenguaje de modelado de proposito general (e.g. UML ) NO proporciona la expresividad que necesitamos en nuestro dominio

    

… un lenguaje de programación de proposito general (e.g. C, C++, Java) NO proporciona las abstracciones que necesitamos en nuestro dominio

Terminologia  Modelo:  “represents a part of the reality called the object system and is expressed in a modeling language.  A model provides knowledge for a certain purpose that can be interpreted in terms of the object system”

 Metamodelo:  A model of models (definición del modelo. Define qué elementos y cómo se utilizaran en el modelo).

 Transformación:  Transformación Model-to-model, model-to-text  RuleSets:  Conjunto de reglas que definen la transformación de un modelo a otro, normalmente haciendo un mapping entre los elementos de sus respectivos metamodelos

 Templates:  Plantillas de texto utilizadas para generar código de los modelos

Conceptos  DSLs are defined in terms of  Abstract syntax (domain concepts and rules)  Concrete syntax (language representation)

 Metamodels used to represent the abstract syntax  Models “conform to” metamodels  A metamodel conforms to its meta-metamodel

Level M2

the MOF MMM

a UML model m

another use of m

an execution X of program P

a particular use of m

another UML model m’

the CWM MM

a Pascal program P

Level M1

Level M0

the UML MM

the SPEM MM

the Pascal grammar

 This tower usually ends at level 4

Level M3

EBNF

 Metamodels are models, too

Problemas (MUCHOS!)  Representacion  Definicion de DSL  Lenguajes de modelos, metamodelos (e.g. Ecore)  Restricciones

 Generación de código  Transformaciones  modelo a modelo  modelo a texto

 Primitivas de transformacion  Model queries  RuleSets, Templates, Scripts

 Más: debug, model operations (merge), simulación, etc

Escenarios de Aplicación (i) Metamodels

Doc <>

<>

<>

Models

Code

M2M M2T

Tests

Escenarios de Aplicación (ii)  UML “típico”  Diseñamos un sistema con UML  Queremos generar cierto código repetitivo  Estructural: estructura de paquetes/clases  Comportamiento: diagramas de estados

 Limitaciones:  Especificar la semantica es complicado  Existen ASL (Action Semantic Languages), pero acaban siendo lenguajes de programacion genericos

Escenarios de Aplicación (iii)  Nos “inventamos” un DSL  Diseñamos una parte del sistema con el DSL  Definimos como va a ser el codigo que queremos generar  Es decir, tenemos  Metamodelo origen (DSL)  Metamodelo destino (Codigo)

 Solucion  Definimos transformaciones (rulesets, templates, etc)  Se modelan los conceptos del dominio (no codigo)

 Limitaciones:  Conocer el dominio es complicado  Siempre puede haber algun concepto que se “olvida”

Herramientas: estudio de mercado  MetaEdit+  Herramienta para crear lenguajes gráficos de modelado y modelar con ellos. Se puede generar código de los modelos creados.

 Eclipse (entorno)  EMF (Eclipse Modeling Framework):  Plugin de Eclipse con herramientas para trabajar con modelos. Basándose en un metamodelo, permite generar código y crear editores de modelos. Usa el lenguaje de mtamodelado Ecore, pero también permite importar UML y XML Schema.

 GEF (Graphical Editing Framework) & GMF (Graphical Modeling Framework)  Plugins que permiten crear editores gráficos para modelar

 AGE (Agile Generative Environment)  Herramienta basada en Ruby y Eclipse, que mediante el lenguaje de trasnformación RubyTL permite definir transformaciones de modelos y generar código

Herramienta MDWorkbench  MDWorkbench  Basada en EMF (eclipse)  forma fácil de ver y editar los MM, modelos y transformaciones  Lenguajes propios:  MQL para tranformacion entre modelos y  TGL para generación de código.  Tambien permite incluir código Java en las transformaciones.

 Seleccionada por:    

Facilidad para navegar entre los elementos del modelo Facilidad para escribir transformaciones Se puede generar documentación en word Abundancia de documentacion

Ejemplos  Ejemplos Realizados  [M2Model]  [M2Text]  [M2Text]

UML (SC) to SCXML DSL to C++ SCXML to C++

 Ejemplos para hacer  [M2Model]  [M2Text]

SysML to DSL SPEM to Ant

Ejemplos Realizados (i)  [M2Model]

UML to SCXML

Pasos seguidos: 2)Definir modelo 3)Definir las reglas de transformación 4)Aplicar la tranformación al modelo

UML running

[mvOffOn()==TRUE]

Idle tm(10)/doInit(); loadVariables();

M2M

Off

On

doOff()

doOn() [mvOnOff()==TRUE]

SCXML

input

Ruleset

ouotput

Pasos seguidos: 2)Definir modelo 3)Definir las reglas de transformación y plantillas 4)Aplicar la transformación al modelo

Ejemplos Realizados(ii)  [M2Text]

DSL to C++

C++

DSL

M2T

in

Rules + Templates

out

Ejemplos Realizados (iii)  [M2Text] SCXML to C++

C++

SCXML

M2T

out in

Rules + Templates

Pasos seguidos: 2)Definir modelo 3)Definir las reglas de transformación y templates 4)Aplicar la tranformación al modelo

Ejemplos para hacer  [M2Model] SysML to DSL  Dibujar modelo en SysML  Aplicar transformación a DSL

(2 posib: XMI o AP233)

 [M2Text] SPEM to ANT  Automatizar el proceso  Dibujar el proceso en SPEM  Generar ANT que ejecute todo el proceso

M2T build.xml

Demo

Sysdef code generation using MDWorkbench

Ander Zubizarreta

9/1/2009