An Incremental OCL Compiler for Modeling Environments

In software engineering, reliability and development time are two of the most important aspects, therefore, modeling environments, which aide both, are widely used during software development. UML and OCL became industry standards, and are supported by many CASE tools. OCL code checking, which has to be performed by these tools, has a specialty, as not all of the information necessary for compilation is available from the code, the related model contains the types, navigations and attributes. The build time of OCL code fragments is increased if the development tool supports distributed modeling, because in this case, model element checking has to be performed in a model repository that cannot be held in memory. In this paper, we introduce a method that enables incremental OCL code building and therefore reduces the development time. Incremental builds require higher complexity than simple builds, thus balancing between the two methods is also considered

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

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

A Feature Model for an IDE4OCL

An Integrated OCL Development Environment (IDE4OCL) can significantly improve the pragmatics and practice of OCL. Therefore we started a comprehensive requirement analysis with the long term vision of a multisite IDE4OCL project. In this paper we present a feature model for the IDE4OCL vision based on this analysis. In an earlier work we identified domain concepts, tool–level interactions with IDE4OCL, and use cases for OCL developers including a set predefined features. In the second step, we asked the OCL community members for their feedback on our proposal. Around 100 researchers, tool developers and practitioners who gained experience with OCL have voted in an online–survey. The results gave us a valuable insight in the needs of OCL usage both in usual and advanced OCL applications. One of the important results is a collection of features that have been proposed additionally to our predefined features. We analysed all the comments of the participants of the survey and consolidated them into an extended set of IDE4OCL features and eventually into a feature model

Specification Languages for Preserving Consistency between Models of Different Languages

In dieser Dissertation stellen wir drei Sprachen für die Entwicklung von Werkzeugen vor, welche Systemrepräsentationen während der Softwareentwicklung konsistent halten. Bei der Entwicklung komplexer informationstechnischer Systeme ist es üblich, mehrere Programmiersprachen und Modellierungssprachen zu nutzen. Dabei werden Teile des Systems mit unterschiedlichen Sprachen konstruiert und dargestellt, um verschiedene Entwurfs- und Entwicklungstätigkeiten zu unterstützen. Die übergreifende Struktur eines Systems wird beispielsweise oft mit Hilfe einer Architekturbeschreibungssprache dargestellt. Für die Spezifikation des detaillierten Verhaltens einzelner Systemteile ist hingegen eine zustandsbasierte Modellierungssprache oder eine Allzweckprogrammiersprache geeigneter. Da die Systemteile und Entwicklungstätigkeiten in Beziehung zueinander stehen, enthalten diese Repräsentationen oftmals auch redundante Informationen. Solche partiell redundanten Repräsentationen werden meist nicht statisch genutzt, sondern evolvieren während der Systementwicklung, was zu Inkonsistenzen und damit zu fehlerhaften Entwürfen und Implementierungen führen kann. Daher sind konsistente Systemrepräsentationen entscheidend für die Entwicklung solcher Systeme. Es gibt verschiedene Ansätze, die konsistente Systemrepräsentationen dadurch erreichen, dass Inkonsistenzen vermieden werden. So ist es beispielsweise möglich, eine zentrale, redundanzfreie Repräsentation zu erstellen, welche alle Informationen enthält, um alle anderen Repräsentationen daraus projizieren zu können. Es ist jedoch nicht immer praktikabel solch eine redundanzfreie Repräsentation und editierbare Projektionen zu erstellen, insbesondere wenn existierende Sprachen und Editoren unterstützt werden müssen. Eine weitere Möglichkeit zur Umgehung von Inkonsistenzen besteht darin Änderungen einzelner Informationen nur an einer eindeutigen Quellrepräsentation zuzulassen, sodass alle anderen Repräsentationen diese Information nur lesen können. Dadurch können solche Informationen in allen lesend zugreifenden Repräsentationen immer überschrieben werden, jedoch müssen dazu alle editierbaren Repräsentationsbereiche komplett voneinander getrennt werden. Falls inkonsistente Repräsentationen während der Systementwicklung nicht völlig vermieden werden können, müssen Entwickler oder Werkzeuge aktiv die Konsistenz erhalten, wenn Repräsentationen modifiziert werden. Die manuelle Konsistenthaltung ist jedoch eine zeitaufwändige und fehleranfällige Tätigkeit. Daher werden in Forschungseinrichtungen und in der Industrie Konsistenthaltungswerkzeuge entwickelt, die teilautomatisiert Modelle während der Systementwicklung aktualisieren. Solche speziellen Software-Entwicklungswerkzeuge können mit Allzweckprogrammiersprachen und mit dedizierten Konsistenthaltungssprachen entwickelt werden. In dieser Dissertation haben wir vier bedeutende Herausforderungen identifiziert, die momentan nur unzureichend von Sprachen zur Entwicklung von Konsistenthaltungswerkzeugen adressiert werden. Erstens kombinieren diese Sprachen spezifische Unterstützung zur Konsistenthaltung nicht mit der Ausdrucksmächtigkeit und Flexibilität etablierter Allzweckprogrammiersprachen. Daher sind Entwickler entweder auf ausgewiesene Anwendungsfälle beschränkt, oder sie müssen wiederholt Lösungen für generische Konsistenthaltungsprobleme entwickeln. Zweitens unterstützen diese Sprachen entweder lösungs- oder problemorientierte Programmierparadigmen, sodass Entwickler gezwungen sind, Erhaltungsinstruktionen auch in Fällen anzugeben, in denen Konsistenzdeklarationen ausreichend wären. Drittens abstrahieren diese Sprachen nicht von genügend Konsistenthaltungsdetails, wodurch Entwickler explizit beispielsweise Erhaltungsrichtungen, Änderungstypen oder Übereinstimmungsprobleme berücksichtigen müssen. Viertens führen diese Sprachen zu Erhaltungsverhalten, das oft vom konkreten Anwendungsfall losgelöst zu sein scheint, wenn Interpreter und Übersetzer Code ausführen oder erzeugen, der zur Realisierung einer spezifischen Konsistenzspezifikation nicht benötigt wird. Um diese Probleme aktueller Ansätze zu adressieren, leistet diese Dissertation die folgenden Beiträge: Erstens stellen wir eine Sammlung und Klassifizierung von Herausforderungen der Konsistenthaltung vor. Dabei diskutieren wir beispielsweise, welche Herausforderungen nicht bereits adressiert werden sollten, wenn Konsistenz spezifiziert wird, sondern erst wenn sie durchgesetzt wird. Zweitens führen wir einen Ansatz zur Erhaltung von Konsistenz gemäß abstrakter Spezifikationen ein und formalisieren ihn mengentheoretisch. Diese Formalisierung ist unabhängig davon wie Konsistenzdurchsetzungen letztendlich realisiert werden. Mit dem vorgestellten Ansatz wird Konsistenz immer anhand von beobachteten Editieroperationen bewahrt, um bekannte Probleme zur Berechnung von Übereinstimmungen und Differenzen zu vermeiden. Schließlich stellen wir drei neue Sprachen zur Entwicklung von Werkzeugen vor, die den vorgestellten, spezifikationsgeleiteten Ansatz verfolgen und welche wir im Folgenden kurz erläutern. Wir präsentieren eine imperative Sprache, die verwendet werden kann, um präzise zu spezifizieren, wie Modelle in Reaktion auf spezifische Änderungen aktualisiert werden müssen, um Konsistenz in eine Richtung zu erhalten. Diese Reaktionssprache stellt Lösungen für häufige Probleme bereit, wie beispielsweise die Identifizierung und das Abrufen geänderter oder korrespondierender Modellelemente. Außerdem erreicht sie eine uneingeschränkte Ausdrucksmächtigkeit, indem sie Entwicklern ermöglicht, auf eine Allzweckprogrammiersprache zurückzugreifen. Eine zweite, bidirektionale Sprache für abstrakte Abbildungen kann für Fälle verwendet werden, in denen verschiedene Änderungsoperationen nicht unterschieden werden müssen und außerdem die Erhaltungsrichtung nicht immer eine Rolle spielt. Mit dieser Abbildungssprache können Entwickler Bedingungen deklarieren, die ausdrücken, wann Modellelemente als konsistent zueinander angesehen werden sollen, ohne sich um Details der Überprüfung oder Durchsetzung von Konsistenz bemühen zu müssen. Dazu leitet der Übersetzer automatisch Durchsetzungscode aus Überprüfungen ab und bidirektionalisiert Bedingungen, die für eine Richtung der Konsistenthaltung spezifiziert wurden. Diese Bidirektionalisierung basiert auf einer erweiterbaren Menge von komponierbaren, operatorspezifischen Invertierern, die verbreitete Round-trip-Anforderungen erfüllen. Infolgedessen können Entwickler häufig vorkommende Konsistenzanforderungen konzise ausdrücken und müssen keinen Quelltext für verschiedene Konsistenthaltungsrichtungen, Änderungstypen oder Eigenschaften von Modellelementen wiederholen. Eine dritte, normative Sprache kann verwendet werden, um die vorherigen Sprachen mit parametrisierbaren Konsistenzinvarianten zu ergänzen. Diese Invariantensprache übernimmt Operatoren und Iteratoren für Elementsammlungen von der Object Constraint Language (OCL). Außerdem nimmt sie Entwicklern das Schreiben von Quelltext zur Suche nach invariantenverletzenden Elementen ab, da Abfragen, welche diese Aufgaben übernehmen, automatisch anhand von Invariantenparametern abgeleitet werden. Die drei Sprachen können in Kombination und einzeln verwendet werden. Sie ermöglichen es Entwicklern, Konsistenz unter Verwendung verschiedener Programmierparadigmen und Sprachabstraktionen zu spezifizieren. Wir stellen auch prototypische Übersetzer und Editoren für die drei Konsistenzspezifikationssprachen vor, welche auf dem Vitruvius-Rahmenwerk für Multi-Sichten-Modellierung basieren. Mit diesem Rahmenwerk werden Änderungen in textuellen und graphischen Editoren automatisch beobachtet, um Reaktionen auszulösen, Abbildungen durchzusetzen und Invarianten zu überprüfen. Dies geschieht indem der von unseren Übersetzern erzeugte Java-Code ausgeführt wird. Außerdem haben wir für alle Sprachen, die in dieser Dissertation vorgestellt werden, folgende theoretischen und praktischen Eigenschaften evaluiert: Vollständigkeit, Korrektheit, Anwendbarkeit, und Nutzen. So zeigen wir, dass die Sprachen ihre vorgesehenen Einsatzbereiche vollständig abdecken und analysieren ihre Berechnungsvollständigkeit. Außerdem diskutieren wir die Korrektheit jeder einzelnen Sprache sowie die Korrektheit einzelner Sprachmerkmale. Die operatorspezifischen Invertierer, die wir zur Bidirektionalisierung von Abbildungsbedingungen entwickelt haben, erfüllen beispielsweise immer das neu eingeführte Konzept bestmöglich erzogener Round-trips. Dieses basiert auf dem bewährten Konzept wohlerzogener Transformationen und garantiert, dass übliche Round-trip-Gesetze erfüllt werden, wann immer dies möglich ist. Wir veranschaulichen die praktische Anwendbarkeit mit Fallstudien, in denen Konsistenz erfolgreich mit Hilfe von Werkzeugen erhalten wurde, die in den von uns vorgestellten Sprachen geschrieben wurden. Zum Schluss diskutieren wir den potenziellen Nutzen unserer Sprachen und vergleichen beispielsweise Konsistenthaltungswerkzeuge die in zwei Fallstudien realisiert wurden. Die Werkzeuge, die mit der Reaktionssprache entwickelt wurden, benötigen zwischen 33% und 71% weniger Zeilen Quelltext als funktional gleichwertige Werkzeuge, die mit in Java oder dem Java-Dialekt Xtend entwickelt wurden

A Historical Perspective on Runtime Assertion Checking in Software Development

This report presents initial results in the area of software testing and analysis produced as part of the Software Engineering Impact Project. The report describes the historical development of runtime assertion checking, including a description of the origins of and significant features associated with assertion checking mechanisms, and initial findings about current industrial use. A future report will provide a more comprehensive assessment of development practice, for which we invite readers of this report to contribute information