Detecting and Refactoring Operational Smells within the Domain Name System

The Domain Name System (DNS) is one of the most important components of the Internet infrastructure. DNS relies on a delegation-based architecture, where resolution of names to their IP addresses requires resolving the names of the servers responsible for those names. The recursive structures of the inter dependencies that exist between name servers associated with each zone are called dependency graphs. System administrators' operational decisions have far reaching effects on the DNSs qualities. They need to be soundly made to create a balance between the availability, security and resilience of the system. We utilize dependency graphs to identify, detect and catalogue operational bad smells. Our method deals with smells on a high-level of abstraction using a consistent taxonomy and reusable vocabulary, defined by a DNS Operational Model. The method will be used to build a diagnostic advisory tool that will detect configuration changes that might decrease the robustness or security posture of domain names before they become into production.Comment: In Proceedings GaM 2015, arXiv:1504.0244

Evaluation of Kermeta for Solving Graph-based Problems

Kermeta is a meta-language for specifying the structure and behavior of graphs of interconnected objects called models. In this paper,\ud we show that Kermeta is relatively suitable for solving three graph-based\ud problems. First, Kermeta allows the specification of generic model\ud transformations such as refactorings that we apply to different metamodels\ud including Ecore, Java, and Uml. Second, we demonstrate the extensibility\ud of Kermeta to the formal language Alloy using an inter-language model\ud transformation. Kermeta uses Alloy to generate recommendations for\ud completing partially specified models. Third, we show that the Kermeta\ud compiler achieves better execution time and memory performance compared\ud to similar graph-based approaches using a common case study. The\ud three solutions proposed for those graph-based problems and their\ud evaluation with Kermeta according to the criteria of genericity,\ud extensibility, and performance are the main contribution of the paper.\ud Another contribution is the comparison of these solutions with those\ud proposed by other graph-based tools

Improving Prolog Programs: Refactoring for Prolog

Refactoring is an established technique from the OO-community to restructure code: it aims at improving software readability, maintainability and extensibility. Although refactoring is not tied to the OO-paradigm in particular, its ideas have not been applied to Logic Programming until now. This paper applies the ideas of refactoring to Prolog programs. A catalogue is presented listing refactorings classified according to scope. Some of the refactorings have been adapted from the OO-paradigm, while others have been specifically designed for Prolog. Also the discrepancy between intended and operational semantics in Prolog is addressed by some of the refactorings. In addition, ViPReSS, a semi-automatic refactoring browser, is discussed and the experience with applying \vipress to a large Prolog legacy system is reported. Our main conclusion is that refactoring is not only a viable technique in Prolog but also a rather desirable one.Comment: To appear in ICLP 200

Refactoring of UML models using AGG

Model refactoring is an emerging research topic that is heavily inspired by refactoring of object-oriented programs. Current-day UML modeling environments provide poor support for evolving UML models and applying refactoring techniques at model level. As UML models are intrinsically graph-based in nature we propose to use graph transformations to specify and apply model refactoring. More in particular, we use a specific graph transformation tool, AGG, and provide recommendations of how AGG may be improved to better support model refactoring. These recommendations are based on a small experiment that we have carried out with refactoring of UML class diagrams and state machines

EMF Model Refactoring based on Graph Transformation Concepts

The Eclipse Modeling Framework (EMF) provides a modeling and code generation framework for Eclipse applications based on structured data models. Within model driven software development based on EMF, refactoring of EMF models become a key activity. In this paper, we present an approach to define EMF model refactoring methods as transformation rules being applied in place on EMF models. Performing an EMF model refactoring, EMF transformation rules are applied and can be translated to corresponding graph transformation rules, as in the graph transformation environment AGG. If the resulting EMF model is consistent, the corresponding result graph is equivalent and can be used for validating EMF model refactoring. Results on conflicts and dependencies of refactorings for example, can help the developer to decide which refactoring is most suitable for a given model and why

A Reference Structure for Modular Model-based Analyses

Kontext: In dieser Arbeit haben wir die Evolvierbarkeit, Verständlichkeit und Wiederverwendbarkeit von modellbasierten Analysen untersucht. Darum untersuchten wir die Wechselbeziehungen zwischen Modellen und Analysen, insbesondere die Struktur und Abhängigkeiten von Artefakten und die Dekomposition und Komposition von modellbasierten Analysen. Herausforderungen: Softwareentwickler verwenden Modelle von Softwaresystemen, um die Evolvierbarkeit und Wiederverwendbarkeit eines Architekturentwurfs zu bestimmen. Diese Modelle ermöglichen die Softwarearchitektur zu analysieren, bevor die erste Zeile Code geschreiben wird. Aufgrund evolutionärer Veränderungen sind modellbasierte Analysen jedoch auch anfällig für eine Verschlechterung der Evolvierbarkeit, Verständlichkeit und Wiederverwendbarkeit. Diese Probleme lassen sich auf die Ko-Evolution von Modellierungssprache und Analyse zurückführen. Der Zweck einer Analyse ist die systematische Untersuchung bestimmter Eigenschaften eines zu untersuchenden Systems. Nehmen wir zum Beispiel an, dass Softwareentwickler neue Eigenschaften eines Softwaresystems analysieren wollen. In diesem Fall müssen sie Merkmale der Modellierungssprache und die entsprechenden modellbasierten Analysen anpassen, bevor sie neue Eigenschaften analysieren können. Merkmale in einer modellbasierten Analyse sind z.\,B. eine Analysetechnik, die eine solche Qualitätseigenschaft analysiert. Solche Änderungen führen zu einer erhöhten Komplexität der modellbasierten Analysen und damit zu schwer zu pflegenden modellbasierten Analysen. Diese steigende Komplexität verringert die Verständlichkeit der modellbasierten Analysen. Infolgedessen verlängern sich die Entwicklungszyklen, und die Softwareentwickler benötigen mehr Zeit, um das Softwaresystem an veränderte Anforderungen anzupassen. Stand der Technik: Derzeitige Ansätze ermöglichen die Kopplung von Analysen auf einem System oder über verteilte Systeme hinweg. Diese Ansätze bieten die technische Struktur für die Kopplung von Simulationen, nicht aber eine Struktur wie Komponenten (de)komponiert werden können. Eine weitere Herausforderung beim Komponieren von Analysen ist der Verhaltensaspekt, der sich darin äußert, wie sich die Analysekomponenten gegenseitig beeinflussen. Durch die Synchronisierung jeder beteiligten Simulation erhöht die Modularisierung von Simulationen den Kommunikationsbedarf. Derzeitige Ansätze erlauben es, den Kommunikationsaufwand zu reduzieren; allerdings werden bei diesen Ansätzen die Dekomposition und Komposition dem Benutzer überlassen. Beiträge: Ziel dieser Arbeit ist es, die Evolvierbarkeit, Verständlichkeit und Wiederverwendbarkeit von modellbasierten Analysen zu verbessern. Zu diesem Zweck wird die Referenzarchitektur für domänenspezifische Modellierungssprachen als Grundlage genommen und die Übertragbarkeit der Struktur der Referenzarchitektur auf modellbasierte Analysen untersucht. Die geschichtete Referenzarchitektur bildet die Abhängigkeiten der Analysefunktionen und Analysekomponenten ab, indem sie diese bestimmten Schichten zuordnet. Wir haben drei Prozesse für die Anwendung der Referenzarchitektur entwickelt: (i) Refactoring einer bestehenden modellbasierten Analyse, (ii) Entwurf einer neuen modellbasierten Analyse und (iii) Erweiterung einer bestehenden modellbasierten Analyse. Zusätzlich zur Referenzarchitektur für modellbasierte Analysen haben wir wiederkehrende Strukturen identifiziert, die zu Problemen bei der Evolvierbarkeit, Verständlichkeit und Wiederverwendbarkeit führen; in der Literatur werden diese wiederkehrenden Strukturen auch als Bad Smells bezeichnet. Wir haben etablierte modellbasierte Analysen untersucht und dreizehn Bad Smells identifiziert und spezifiziert. Neben der Spezifizierung der Bad Smells bieten wir einen Prozess zur automatischen Identifizierung dieser Bad Smells und Strategien für deren Refactoring, damit Entwickler diese Bad Smells vermeiden oder beheben können. In dieser Arbeit haben wir auch eine Modellierungssprache zur Spezifikation der Struktur und des Verhaltens von Simulationskomponenten entwickelt. Simulationen sind Analysen, um ein System zu untersuchen, wenn das Experimentieren mit dem bestehenden System zu zeitaufwändig, zu teuer, zu gefährlich oder einfach unmöglich ist, weil das System (noch) nicht existiert. Entwickler können die Spezifikation nutzen, um Simulationskomponenten zu vergleichen und so identische Komponenten zu identifizieren. Validierung: Die Referenzarchitektur für modellbasierte Analysen, haben wir evaluiert, indem wir vier modellbasierte Analysen in die Referenzarchitektur überführt haben. Wir haben eine szenariobasierte Evaluierung gewählt, die historische Änderungsszenarien aus den Repositories der modellbasierten Analysen ableitet. In der Auswertung können wir zeigen, dass sich die Evolvierbarkeit und Verständlichkeit durch die Bestimmung der Komplexität, der Kopplung und der Kohäsion verbessert. Die von uns verwendeten Metriken stammen aus der Informationstheorie, wurden aber bereits zur Bewertung der Referenzarchitektur für DSMLs verwendet. Die Bad Smells, die durch die Co-Abhängigkeit von modellbasierten Analysen und ihren entsprechenden DSMLs entstehen, haben wir evaluiert, indem wir vier modellbasierte Analysen nach dem Auftreten unserer schlechten Gerüche durchsucht und dann die gefundenen Bad Smells behoben haben. Wir haben auch eine szenariobasierte Auswertung gewählt, die historische Änderungsszenarien aus den Repositories der modellbasierten Analysen ableitet. Wir können zeigen, dass die Bad Smells die Evolvierbarkeit und Verständlichkeit negativ beeinflussen, indem wir die Komplexität, Kopplung und Kohäsion vor und nach der Refaktorisierung bestimmen. Den Ansatz zum Spezifizieren und Finden von Komponenten modellbasierter Analysen haben wir evaluiert, indem wir Komponenten von zwei modellbasierten Analysen spezifizieren und unseren Suchalgorithmus verwenden, um ähnliche Analysekomponenten zu finden. Die Ergebnisse der Evaluierung zeigen, dass wir in der Lage sind, ähnliche Analysekomponenten zu finden und dass unser Ansatz die Suche nach Analysekomponenten mit ähnlicher Struktur und ähnlichem Verhalten und damit die Wiederverwendung solcher Komponenten ermöglicht. Nutzen: Die Beiträge unserer Arbeit unterstützen Architekten und Entwickler bei ihrer täglichen Arbeit, um wartbare und wiederverwendbare modellbasierte Analysen zu entwickeln. Zu diesem Zweck stellen wir eine Referenzarchitektur bereit, die die modellbasierte Analyse und die domänenspezifische Modellierungssprache aufeinander abstimmt und so die Koevolution erleichtert. Zusätzlich zur Referenzarchitektur bieten wir auch Refaktorisierungsoperationen an, die es Architekten und Entwicklern ermöglichen, eine bestehende modellbasierte Analyse an die Referenzarchitektur anzupassen. Zusätzlich zu diesem technischen Aspekt haben wir drei Prozesse identifiziert, die es Architekten und Entwicklern ermöglichen, eine neue modellbasierte Analyse zu entwickeln, eine bestehende modellbasierte Analyse zu modularisieren und eine bestehende modellbasierte Analyse zu erweitern. Dies geschieht natürlich so, dass die Ergebnisse mit der Referenzarchitektur konform sind. Darüber hinaus ermöglicht unsere Spezifikation den Entwicklern, bestehende Simulationskomponenten zu vergleichen und sie bei Bedarf wiederzuverwenden. Dies erspart den Entwicklern die Neuimplementierung von Komponenten