A Design Pattern for Executable DSML

Model executability is now a key concern in model-driven engineering, mainly to support early validation and verification (V&V). Some approaches have allowed to weave executability into metamodels, defining executable domain-specific modeling languages (DSML). Then, model validation may be achieved by direct interpretation of the conforming models. Other approaches address model executability by model compilation, allowing to reuse the virtual machines or V&V tools existing in the target domain. Nevertheless, systematic methods are not available to help the language designer in the definition of such an execution semantics and related support tools. For instance, simulators are mostly hand-crafted in a tool specific manner for each DSML. In this paper, we propose to reify the elements commonly used to support execution in a DSML. We infer a design pattern (called Executable DSML pattern) providing a general reusable solution for the expression of the executability concerns in DSML. It favors flexibility and improves reusability in the definition of semantics-based tools for DSML. We illustrate how this pattern can be applied to V&V and models at runtime, and give insights on the development of generic and generative tools for model animators

Metodología de interoperabilidad basada en un lenguaje de representación unificado

Los costes económicos asociados a los problemas de interoperabilidad son bastante conocidos, aunque actualmente existen alternativas para mejorar los niveles de interoperabilidad, los desafíos de interoperabilidad siguen vigentes, prueba de ello es la prioridad que da la Unión Europea a reforzar su estrategia de interoperabilidad, esto debido que la misma es fundamental en la nueva estrategia digital de la Comisión Europea. En el contexto del proceso de ingeniería, la interoperabilidad juega un papel crítico debido a la necesidad intrínseca de conectar diferentes organizaciones, personas, métodos de ingeniería y herramientas provenientes de múltiples disciplinas. El conocimiento incrustado en los diferentes artefactos del sistema debe gestionarse bajo diferentes protocolos de comunicación, elaboración de formatos y lenguajes. Esta situación hace que sea extremadamente difícil unificar los entornos de ingeniería y explotar los datos, la información y el conocimiento generado durante el ciclo de vida del desarrollo. En este trabajo de investigación, se define, implementa y valida una metodología para unificar el acceso, intercambio y explotación de artefactos del sistema. “System Representation Language (SRL)” se especifica como un metamodelo abierto para representar cualquier tipo de contenido de artefactos del sistema. Luego, se presenta una arquitectura basada en conectores SRL como un medio para interconectar herramientas dentro de una cadena de herramientas y para proporcionar capacidades de reutilización de artefactos del sistema, la gestión de la calidad y la trazabilidad. Además, también se describe un proceso iterativo para desarrollar conectores SRL. Una vez definidas las bases teóricas y el marco tecnológico, se realizan algunos experimentos científicos para validar el enfoque presentado como método: 1) para mejorar el grado de interoperabilidad dentro de un entorno de cadena de herramientas y 2) para mostrar su aplicabilidad para brindar funciones que requieran Visión holística del sistema como reutilización, recuperación de trazabilidad o control de calidad. Finalmente, como resultado técnico de este trabajo de investigación, se introduce la integración con un conjunto de herramientas comerciales para validar la metodología y la implementación con casos de uso del mundo real.The costs associated with interoperability are well-known. Although it is possible to find different alternatives, the implementation of a interoperability strategy still remains challenging. As an example, the European Union is looking for boosting its interoperability strategy as a driver for the new digital agenda established by the European Commission. In the context of the engineering process, interoperability plays a critical role due to the intrinsic necessity of connecting different organizations, people, engineering methods and tools coming from multiple disciplines. The embedded knowledge in the different system artifacts must be managed under different communication protocols, formats and languages making. This situation makes extremely difficult to unify the engineering environments and to exploit the data, information and knowledge generated during the development lifecycle. In this research work, a methodology to unify the access, exchange and exploitation of system artifacts is defined, implemented and validated. The “System Representation Language (SRL)” is specified as an open meta-model to represent any type of system artifact content. Then, an architecture based on SRL connectors is presented as a mean to interconnect tools within a toolchain and to provide capabilities for system artifact reuse, quality management and traceability. Furthermore, an iterative process to develop SRL connectors is also described. Once the theoretical definitions and the technological framework is defined, some scientific experiments are conducted to validate the presented approach as a method: 1) to improve the degree of interoperability within a toolchain environment and 2) to show its applicability to provide functions that require a holistic view of the system such as reuse, traceability recovery or quality checking. Finally, as a technical outcome of this research work, the integration with a suite of commercial tools is introduced to validate the methodology and the implementation with real-world use cases.Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Informática por la Universidad Carlos III de MadridPresidente: Antonio de Amescua Seco.- Secretario: Alejandro Rodríguez González.- Vocal: José Emilio Labra Gay

Approche de métamodélisation pour la simulation et la vérification de modèle. Application à l'ingénierie des procédés

Nous proposons dans cette thèse une démarche permettant de décrire un DSML (Domain Specific Modeling Language) et les outils nécessaires à l'exécution, la vérification et la validation des modèles. La démarche que nous proposons offre une architecture générique de la syntaxe abstraite du DSML pour capturer les informations nécessaires à l'exécution d'un modèle et définir les propriétés temporelles qui doivent être vérifiées. Nous nous appuyons sur cette architecture pour expliciter la sémantique de référence et l'implanter. Plus particulièrement, nous étudions les moyens : – d'exprimer et de valider la définition d'une traduction vers un domaine formel dans le but de réutiliser des outils de model-checking. – de compléter la syntaxe abstraite par le comportement ; et profiter d'outils génériques pour pouvoir simuler les modèles construits. Enfin, de manière à valider les différentes sémantiques implantées vis-à-vis de la sémantique de référence, nous proposons un cadre formel de métamodélisation. ABSTRACT : We propose in this thesis a specific taxonomy of the mechanisms allowing to express an execution semantics for Domain Specific Modeling Languages (DSMLs). Then, we integrate these different mechanisms within a comprehensive approach describing DSMLs and tools required for model execution, verification and validation. The proposed approach provides a rigorous and generic architecture for DSML abstract syntax in order to capture the information required for model execution. We rely on this generic architecture to make the reference semantics explicit and implement it. More specifically, we study the means : – to express and validate the definition of a translation into a formal domain in order to re-use model-checking techniques. – to enrich the abstract syntax with the definition of the DSML behaviour and take advantage of generic tools so to simulate the built models. Finally, for the purpose of validating the equivalence of different semantics implemented according to the reference semantics, we also propose a formal metamodeling framewor