Flexible Views for View-based Model-driven Development

Modern software development faces the problem of fragmentation of information across heterogeneous artefacts in different modelling and programming languages. In this dissertation, the Vitruvius approach for view-based engineering is presented. Flexible views offer a compact definition of user-specific views on software systems, and can be defined the novel ModelJoin language. The process is supported by a change metamodel for metamodel evolution and change impact analysis

1st doctoral symposium of the international conference on software language engineering (SLE) : collected research abstracts, October 11, 2010, Eindhoven, The Netherlands

The first Doctoral Symposium to be organised by the series of International Conferences on Software Language Engineering (SLE) will be held on October 11, 2010 in Eindhoven, as part of the 3rd instance of SLE. This conference series aims to integrate the different sub-communities of the software-language engineering community to foster cross-fertilisation and strengthen research overall. The Doctoral Symposium at SLE 2010 aims to contribute towards these goals by providing a forum for both early and late-stage Ph.D. students to present their research and get detailed feedback and advice from researchers both in and out of their particular research area. Consequently, the main objectives of this event are: – to give Ph.D. students an opportunity to write about and present their research; – to provide Ph.D. students with constructive feedback from their peers and from established researchers in their own and in different SLE sub-communities; – to build bridges for potential research collaboration; and – to foster integrated thinking about SLE challenges across sub-communities. All Ph.D. students participating in the Doctoral Symposium submitted an extended abstract describing their doctoral research. Based on a good set of submisssions we were able to accept 13 submissions for participation in the Doctoral Symposium. These proceedings present final revised versions of these accepted research abstracts. We are particularly happy to note that submissions to the Doctoral Symposium covered a wide range of SLE topics drawn from all SLE sub-communities. In selecting submissions for the Doctoral Symposium, we were supported by the members of the Doctoral-Symposium Selection Committee (SC), representing senior researchers from all areas of the SLE community.We would like to thank them for their substantial effort, without which this Doctoral Symposium would not have been possible. Throughout, they have provided reviews that go beyond the normal format of a review being extra careful in pointing out potential areas of improvement of the research or its presentation. Hopefully, these reviews themselves will already contribute substantially towards the goals of the symposium and help students improve and advance their work. Furthermore, all submitting students were also asked to provide two reviews for other submissions. The members of the SC went out of their way to comment on the quality of these reviews helping students improve their reviewing skills

MODEL DRIVEN SOFTWARE PRODUCT LINE ENGINEERING: SYSTEM VARIABILITY VIEW AND PROCESS IMPLICATIONS

La Ingeniería de Líneas de Productos Software -Software Product Line Engineerings (SPLEs) en inglés- es una técnica de desarrollo de software que busca aplicar los principios de la fabricación industrial para la obtención de aplicaciones informáticas: esto es, una Línea de productos Software -Software Product Line (SPL)- se emplea para producir una familia de productos con características comunes, cuyos miembros, sin embargo, pueden tener características diferenciales. Identificar a priori estas características comunes y diferenciales permite maximizar la reutilización, reduciendo el tiempo y el coste del desarrollo. Describir estas relaciones con la suficiente expresividad se vuelve un aspecto fundamental para conseguir el éxito. La Ingeniería Dirigida por Modelos -Model Driven Engineering (MDE) en inglés- se ha revelado en los últimos años como un paradigma que permite tratar con artefactos software con un alto nivel de abstracción de forma efectiva. Gracias a ello, las SPLs puede aprovecharse en granmedida de los estándares y herramientas que han surgido dentro de la comunidad de MDE. No obstante, aún no se ha conseguido una buena integración entre SPLE y MDE, y como consecuencia, los mecanismos para la gestión de la variabilidad no son suficientemente expresivos. De esta manera, no es posible integrar la variabilidad de forma eficiente en procesos complejos de desarrollo de software donde las diferentes vistas de un sistema, las transformaciones de modelos y la generación de código juegan un papel fundamental. Esta tesis presenta MULTIPLE, un marco de trabajo y una herramienta que persiguen integrar de forma precisa y eficiente los mecanismos de gestión de variabilidad propios de las SPLs dentro de los procesos de MDE. MULTIPLE proporciona lenguajes específicos de dominio para especificar diferentes vistas de los sistemas software. Entre ellas se hace especial hincapié en la vista de variabilidad ya que es determinante para la especificación de SPLs.Gómez Llana, A. (2012). MODEL DRIVEN SOFTWARE PRODUCT LINE ENGINEERING: SYSTEM VARIABILITY VIEW AND PROCESS IMPLICATIONS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15075Palanci

Building Transformation Networks for Consistent Evolution of Interrelated Models

In dieser Dissertation formalisieren und analysieren wir die Konsistenzerhaltung verschiedener Artefakte zur Beschreibung eines Softwaresystems durch die Kopplung von Transformationen zwischen diesen und unterstützen sie mit geeigneten Methoden. Für die Entwicklung eines Softwaresystems nutzen Entwickler:innen und weitere Beteiligte verschiedene Sprachen, oder allgemein Werkzeuge, zur Beschreibung unterschiedlicher Belange. Meist stellt Programmcode das zentrale Artefakt dar, welches jedoch, implizit oder explizit, durch Spezifikationen von Architektur, Deployment, Anforderungen und anderen ergänzt wird. Neben der Programmiersprache verwenden die Beteiligten weitere Sprachen zur Spezifikation dieser Artefakte, beispielsweise die UML für Modelle des objektorientierten Entwurfs oder der Architektur, den OpenAPI-Standard für Schnittstellen-Definitionen, oder Docker für Deployment-Spezifikationen. Zur Erstellung eines funktionsfähigen Softwaresystems müssen diese Artefakte das System einheitlich und widerspruchsfrei darstellen. Beispielsweise müssen Dienst-Schnittstellen in allen Artefakten einheitlich repräsentiert sein. Wir sagen, die Artefakte müssen konsistent sein. In der modellgetriebenen Entwicklung werden solche verschiedenen Artefakte allgemein Modelle genannt und bereits als wesentliche zentrale Entwicklungsbestandteile genutzt, um auch Teile des Programmcodes aus ihnen abzuleiten. Dies betrifft beispielsweise die Softwareentwicklung für Fahrzeuge. Zur Konsistenzerhaltung der Modelle werden oftmals Transformationen eingesetzt, die nach Änderungen eines Modells die anderen Modelle anpassen. Die bisherige Forschung beschränkt sich auf Transformationen zur Konsistenzerhaltung zweier Modelle und die projektspezifische Kombination von Transformationen zur Konsistenzerhaltung mehrerer Modelle. Ein systematischer Entwicklungsprozess, in dem einzelne Transformationen unabhängig entwickelt und in verschiedenen Kontexten modular wiederverwendet werden können, wird hierdurch jedoch nicht unterstützt. In dieser Dissertation erforschen wir, wie Entwickler:innen mehrere Transformationen zu einem Netzwerk kombinieren können, welches die Transformationen in einer geeigneten Reihenfolge ausführen kann, sodass abschließend alle Modelle konsistent zueinander sind. Dies geschieht unter der Annahme, dass einzelne Transformationen zwischen zwei Sprachen unabhängig voneinander entwickelt werden und daher nicht aufeinander abgestimmt werden können. Unsere Beiträge unterteilen sich in die Untersuchung der Korrektheit einer solchen Kombination von Transformationen zu einem Netzwerk und die Optimierung von Qualitätseigenschaften solcher Netzwerke. Wir diskutieren und definieren zunächst einen adäquaten Korrektheitsbegriff, welcher drei Anforderungen impliziert. Diese umfassen eine Synchronisations-Eigenschaft für die einzelnen Transformationen, eine Kompatibilitäts-Eigenschaft für das Transformationsnetzwerk, sowie das Finden einer geeigneten Ausführungsreihenfolge der Transformationen, einer Orchestrierung. Wir stellen ein Konstruktionsverfahren für Transformationen vor, mit welchem die Synchronisations-Eigenschaft basierend auf einer formal bewiesenen Eigenschaft erfüllt wird. Für dieses zeigen wir Vollständigkeit und Angemessenheit mit einer fallstudienbasierten empirischen Evaluation in der Domäne der komponentenbasierten Softwareentwicklung. Wir definieren die Eigenschaft der Kompatibilität von Transformationen, für welche wir ein formales und bewiesen korrektes Analyseverfahren vorschlagen und eine praktische Realisierung ableiten, deren Anwendbarkeit wir in Fallstudien nachweisen. Schlussendlich definieren wir das Orchestrierungsproblem zum Finden einer Orchestrierung, die zu konsistenten Modelle führt wann immer solch eine Orchestrierung existiert. Wir beweisen die Unentscheidbarkeit dieses Problems und diskutieren, dass eine Einschränkung des Problems, um Entscheidbarkeit zu erreichen, die Anwendbarkeit unpraktikabel beschränken würde. Daher schlagen wir einen Algorithmus vor, der das Problem konservativ behandelt. Er findet eine Orchestrierung unter bestimmten, wohldefinierten Bedingungen und terminiert andernfalls mit einem Fehler. Wir beweisen die Korrektheit des Algorithmus und eine Eigenschaft, die das Finden der Ursache im Fehlerfall unterstützt. Zusätzlich kategorisieren wir Fehler, die auftreten können falls ein Netzwerk den definierten Korrektheitsbegriff nicht erfüllt. Daraus leiten wir mittels den bereits genannten Fallstudien ab, dass die meisten potentiellen Fehler per Konstruktion mit den in dieser Arbeit vorgeschlagenen Ansätzen vermieden werden können. Zur Untersuchung von Qualitätseigenschaften eines Netzwerkes von Transformationen klassifizieren wir zunächst relevante Eigenschaften, sowie den Effekt verschiedener Typen von Netzwerktopologien auf diese. Hierbei zeigt sich, dass insbesondere Korrektheit und Wiederverwendbarkeit im Widerspruch stehen, sodass die Wahl der Netzwerktopologie ein Abwägen bei der Optimierung dieser Eigenschaften erfordert. Wir leiten hieraus ein Konstruktionsverfahren für Transformationsnetzwerke ab, welches die Notwendigkeit einer Abwägung zwischen den Qualitätseigenschaften abmildert und, unter gewissen Voraussetzungen, Korrektheit per Konstruktion gewährleistet. Wir unterstützen den Entwicklungsprozess für diesen Ansatz mithilfe einer spezialisierten Spezifikationssprache. Während die Verminderung der Notwendigkeit einer Abwägung zwischen Qualitätseigenschaften durch den Ansatz per Konstruktion erreicht wird, zeigen wir die Erreichbarkeit der Voraussetzungen und die Vorteile der vorgeschlagenen Sprache in einer empirischen Evaluation mithilfe der Fallstudie aus der komponentenbasierten Softwareentwicklung. Die Beiträge dieser Dissertation unterstützen sowohl Forscher:innen als auch Transformationsentwickler:innen und Transformationsanwender:innen bei der Analyse und Konstruktion von Netzwerken von Transformationen. Sie stellen für Forscher:innen und Transformationsentwickler:innen systematisches Wissen über die Korrektheit und weitere Qualitätseigenschaften solcher Netzwerke bereit. Sie zeigen insbesondere welche Teile dieser Eigenschaften per Konstruktion erreicht werden können, welche per Analyse validiert werden können, und welche Fehler unvermeidbar bei der Ausführung erwartet werden müssen. Zusätzlich zu diesen Einsichten stellen wir konkrete, praktisch nutzbare Verfahren bereit, mit denen Transformationsentwickler:innen und Transformationsanwender:innen korrekte, modular wiederverwendbare Netzwerke konstruieren, analysieren und ausführen können

1st doctoral symposium of the international conference on software language engineering (SLE) : collected research abstracts, October 11, 2010, Eindhoven, The Netherlands

The first Doctoral Symposium to be organised by the series of International Conferences on Software Language Engineering (SLE) will be held on October 11, 2010 in Eindhoven, as part of the 3rd instance of SLE. This conference series aims to integrate the different sub-communities of the software-language engineering community to foster cross-fertilisation and strengthen research overall. The Doctoral Symposium at SLE 2010 aims to contribute towards these goals by providing a forum for both early and late-stage Ph.D. students to present their research and get detailed feedback and advice from researchers both in and out of their particular research area. Consequently, the main objectives of this event are: – to give Ph.D. students an opportunity to write about and present their research; – to provide Ph.D. students with constructive feedback from their peers and from established researchers in their own and in different SLE sub-communities; – to build bridges for potential research collaboration; and – to foster integrated thinking about SLE challenges across sub-communities. All Ph.D. students participating in the Doctoral Symposium submitted an extended abstract describing their doctoral research. Based on a good set of submisssions we were able to accept 13 submissions for participation in the Doctoral Symposium. These proceedings present final revised versions of these accepted research abstracts. We are particularly happy to note that submissions to the Doctoral Symposium covered a wide range of SLE topics drawn from all SLE sub-communities. In selecting submissions for the Doctoral Symposium, we were supported by the members of the Doctoral-Symposium Selection Committee (SC), representing senior researchers from all areas of the SLE community.We would like to thank them for their substantial effort, without which this Doctoral Symposium would not have been possible. Throughout, they have provided reviews that go beyond the normal format of a review being extra careful in pointing out potential areas of improvement of the research or its presentation. Hopefully, these reviews themselves will already contribute substantially towards the goals of the symposium and help students improve and advance their work. Furthermore, all submitting students were also asked to provide two reviews for other submissions. The members of the SC went out of their way to comment on the quality of these reviews helping students improve their reviewing skills

Using domain specific languages to capture design knowledge for model-based systems engineering

Design synthesis is a fundamental engineering task that involves the creation of structure from a desired functional specification; it involves both creating a system topology as well as sizing the system's components. Although the use of computer tools is common throughout the design process, design synthesis is often a task left to the designer. At the synthesis stage of the design process, designers have an extensive choice of design alternatives that need to be considered and evaluated. Designers can benefit from computational synthesis methods in the creative phase of the design process. Recent increases in computational power allow automated synthesis methods for rapidly generating a large number of design solutions. Combining an automated synthesis method with an evaluation framework allows for a more thorough exploration of the design space as well as for a reduction of the time and cost needed to design a system. To facilitate computational synthesis, knowledge about feasible system configurations must be captured. Since it is difficult to capture such synthesis knowledge about any possible system, a design domain must be chosen. In this thesis, the design domain is hydraulic systems. In this thesis, Model-Driven Software Development concepts are leveraged to create a framework to automate the synthesis of hydraulic systems will be presented and demonstrated. This includes the presentation of a domain specific language to describe the function and structure of hydraulic systems as well as a framework for synthesizing hydraulic systems using graph grammars to generate system topologies. Also, a method using graph grammars for generating analysis models from the described structural system representations is presented. This approach fits in the context of Model-Based Systems Engineering where a variety of formal models are used to represent knowledge about a system. It uses the Systems Modeling Language developed by The Object Management Group (OMG SysML™) as a unifying language for model definition.M.S.Committee Chair: Paredis, Chris; Committee Member: McGinnis, Leon; Committee Member: Schaefer, Dir

Architecture-based Evolution of Dependable Software-intensive Systems

This cumulative habilitation thesis, proposes concepts for (i) modelling and analysing dependability based on architectural models of software-intensive systems early in development, (ii) decomposition and composition of modelling languages and analysis techniques to enable more flexibility in evolution, and (iii) bridging the divergent levels of abstraction between data of the operation phase, architectural models and source code of the development phase