Semantic model-driven development of web service architectures.

Building service-based architectures has become a major area of interest since the advent of Web services. Modelling these architectures is a central activity. Model-driven development is a recent approach to developing software systems based on the idea of making models the central artefacts for design representation, analysis, and code generation. We propose an ontology-based engineering methodology for semantic model-driven composition and transformation of Web service architectures. Ontology technology as a logic-based knowledge representation and reasoning framework can provide answers to the needs of sharable and reusable semantic models and descriptions needed for service engineering. Based on modelling, composition and code generation techniques for service architectures, our approach provides a methodological framework for ontology-based semantic service architecture

Semantic model-driven development of service-centric software architectures

Service-oriented architecture (SOA) is a recent architectural paradigm that has received much attention. The prevalent focus on platforms such as Web services, however, needs to be complemented by appropriate software engineering methods. We propose the model-driven development of service-centric software systems. We present in particular an investigation into the role of enriched semantic modelling for a modeldriven development framework for service-centric software systems. Ontologies as the foundations of semantic modelling and its enhancement through architectural pattern modelling are at the core of the proposed approach. We introduce foundations and discuss the benefits and also the challenges in this context

Ontologies in domain specific languages : a systematic literature review

The systematic literature review conducted in this paper explores the current techniques employed to leverage the development of DSLs using ontologies. Similarities and differences between ontologies and DSLs, techniques to combine DSLs with ontologies, the rationale of these techniques and challenges in the DSL approaches addressed by the used techniques have been investigated. Details about these topics have been provided for each relevant research paper that we were able to investigate in the limited amount of time of one month. At the same time, a synthesis describing the main trends in all the topics mentioned above has been done

The Object Management Group Ontology Definition Metamodel

Report of a submission being made to a major international software engineering standards group, the Object Management Group which ties together OMG standards with World-Wide Web Consortium and International Standards Organization standards. Major industry bodies including IBM are collaborating, and the submission has the support of 24 companies. OMG, W3C and ISO standards strongly influence the industry, especially in combination. Colomb was a major contributor, responsible for 30% of the submission, and the primary author of the paper

Towards Sharing Rules Between OWL/SWRL and UML/OCL

The paper presents a metamodel-driven model transformation approach to interchanging rules between the Semantic Web Rule Language along with the Web Ontology Language (OWL/SWRL) and Object Constraint Language (OCL) along with UML (UML/OCL). The solution is based on the REWERSE Rule Markup Language (R2ML), a MOF-defined general rule language, as a pivotal metamodel and the bidirectional transformations between OWL/SWRL and R2ML and between UML/OCL and R2ML. Besides describing mapping rules between three rule languages, the paper proposes the implementation by using ATLAS Transformation language (ATL) and describes the whole transformation process involving several MOF-based metamodels, XML schemas, EBNF grammars

HybridMDSD: Multi-Domain Engineering with Model-Driven Software Development using Ontological Foundations

Software development is a complex task. Executable applications comprise a mutlitude of diverse components that are developed with various frameworks, libraries, or communication platforms. The technical complexity in development retains resources, hampers efficient problem solving, and thus increases the overall cost of software production. Another significant challenge in market-driven software engineering is the variety of customer needs. It necessitates a maximum of flexibility in software implementations to facilitate the deployment of different products that are based on one single core. To reduce technical complexity, the paradigm of Model-Driven Software Development (MDSD) facilitates the abstract specification of software based on modeling languages. Corresponding models are used to generate actual programming code without the need for creating manually written, error-prone assets. Modeling languages that are tailored towards a particular domain are called domain-specific languages (DSLs). Domain-specific modeling (DSM) approximates technical solutions with intentional problems and fosters the unfolding of specialized expertise. To cope with feature diversity in applications, the Software Product Line Engineering (SPLE) community provides means for the management of variability in software products, such as feature models and appropriate tools for mapping features to implementation assets. Model-driven development, domain-specific modeling, and the dedicated management of variability in SPLE are vital for the success of software enterprises. Yet, these paradigms exist in isolation and need to be integrated in order to exhaust the advantages of every single approach. In this thesis, we propose a way to do so. We introduce the paradigm of Multi-Domain Engineering (MDE) which means model-driven development with multiple domain-specific languages in variability-intensive scenarios. MDE strongly emphasize the advantages of MDSD with multiple DSLs as a neccessity for efficiency in software development and treats the paradigm of SPLE as indispensable means to achieve a maximum degree of reuse and flexibility. We present HybridMDSD as our solution approach to implement the MDE paradigm. The core idea of HybidMDSD is to capture the semantics of particular DSLs based on properly defined semantics for software models contained in a central upper ontology. Then, the resulting semantic foundation can be used to establish references between arbitrary domain-specific models (DSMs) and sophisticated instance level reasoning ensures integrity and allows to handle partiucular change adaptation scenarios. Moreover, we present an approach to automatically generate composition code that integrates generated assets from separate DSLs. All necessary development tasks are arranged in a comprehensive development process. Finally, we validate the introduced approach with a profound prototypical implementation and an industrial-scale case study.Softwareentwicklung ist komplex: ausführbare Anwendungen beinhalten und vereinen eine Vielzahl an Komponenten, die mit unterschiedlichen Frameworks, Bibliotheken oder Kommunikationsplattformen entwickelt werden. Die technische Komplexität in der Entwicklung bindet Ressourcen, verhindert effiziente Problemlösung und führt zu insgesamt hohen Kosten bei der Produktion von Software. Zusätzliche Herausforderungen entstehen durch die Vielfalt und Unterschiedlichkeit an Kundenwünschen, die der Entwicklung ein hohes Maß an Flexibilität in Software-Implementierungen abverlangen und die Auslieferung verschiedener Produkte auf Grundlage einer Basis-Implementierung nötig machen. Zur Reduktion der technischen Komplexität bietet sich das Paradigma der modellgetriebenen Softwareentwicklung (MDSD) an. Software-Spezifikationen in Form abstrakter Modelle werden hier verwendet um Programmcode zu generieren, was die fehleranfällige, manuelle Programmierung ähnlicher Komponenten überflüssig macht. Modellierungssprachen, die auf eine bestimmte Problemdomäne zugeschnitten sind, nennt man domänenspezifische Sprachen (DSLs). Domänenspezifische Modellierung (DSM) vereint technische Lösungen mit intentionalen Problemen und ermöglicht die Entfaltung spezialisierter Expertise. Um der Funktionsvielfalt in Software Herr zu werden, bietet der Forschungszweig der Softwareproduktlinienentwicklung (SPLE) verschiedene Mittel zur Verwaltung von Variabilität in Software-Produkten an. Hierzu zählen Feature-Modelle sowie passende Werkzeuge, um Features auf Implementierungsbestandteile abzubilden. Modellgetriebene Entwicklung, domänenspezifische Modellierung und eine spezielle Handhabung von Variabilität in Softwareproduktlinien sind von entscheidender Bedeutung für den Erfolg von Softwarefirmen. Zur Zeit bestehen diese Paradigmen losgelöst voneinander und müssen integriert werden, damit die Vorteile jedes einzelnen für die Gesamtheit der Softwareentwicklung entfaltet werden können. In dieser Arbeit wird ein Ansatz vorgestellt, der dies ermöglicht. Es wird das Multi-Domain Engineering Paradigma (MDE) eingeführt, welches die modellgetriebene Softwareentwicklung mit mehreren domänenspezifischen Sprachen in variabilitätszentrierten Szenarien beschreibt. MDE stellt die Vorteile modellgetriebener Entwicklung mit mehreren DSLs als eine Notwendigkeit für Effizienz in der Entwicklung heraus und betrachtet das SPLE-Paradigma als unabdingbares Mittel um ein Maximum an Wiederverwendbarkeit und Flexibilität zu erzielen. In der Arbeit wird ein Ansatz zur Implementierung des MDE-Paradigmas, mit dem Namen HybridMDSD, vorgestellt

Extensibility of Enterprise Modelling Languages

Die Arbeit adressiert insgesamt drei Forschungsschwerpunkte. Der erste Schwerpunkt setzt sich mit zu entwickelnden BPMN-Erweiterungen auseinander und stellt deren methodische Implikationen im Rahmen der bestehenden Sprachstandards dar. Dies umfasst zum einen ganz konkrete Spracherweiterungen wie z. B. BPMN4CP, eine BPMN-Erweiterung zur multi-perspektivischen Modellierung von klinischen Behandlungspfaden. Zum anderen betrifft dieser Teil auch modellierungsmethodische Konsequenzen, um parallel sowohl die zugrunde liegende Sprache (d. h. das BPMN-Metamodell) als auch die Methode zur Erweiterungsentwicklung zu verbessern und somit den festgestellten Unzulänglichkeiten zu begegnen. Der zweite Schwerpunkt adressiert die Untersuchung von sprachunabhängigen Fragen der Erweiterbarkeit, welche sich entweder während der Bearbeitung des ersten Teils ergeben haben oder aus dessen Ergebnissen induktiv geschlossen wurden. Der Forschungsschwerpunkt fokussiert dabei insbesondere eine Konsolidierung bestehender Terminologien, die Beschreibung generisch anwendbarer Erweiterungsmechanismen sowie die nutzerorientierte Analyse eines potentiellen Erweiterungsbedarfs. Dieser Teil bereitet somit die Entwicklung einer generischen Erweiterungsmethode grundlegend vor. Hierzu zählt auch die fundamentale Auseinandersetzung mit Unternehmensmodellierungssprachen generell, da nur eine ganzheitliche, widerspruchsfreie und integrierte Sprachdefinition Erweiterungen überhaupt ermöglichen und gelingen lassen kann. Dies betrifft beispielsweise die Spezifikation der intendierten Semantik einer Sprache

Validation Framework for RDF-based Constraint Languages

In this thesis, a validation framework is introduced that enables to consistently execute RDF-based constraint languages on RDF data and to formulate constraints of any type. The framework reduces the representation of constraints to the absolute minimum, is based on formal logics, consists of a small lightweight vocabulary, and ensures consistency regarding validation results and enables constraint transformations for each constraint type across RDF-based constraint languages