Modular and composable extensions to smalltalk using composition filters

Current and future trends in computer science require extensions to Smalltalk. Rather than arguing for particular language mechanisms to deal with specific requirements, in this position paper we want to make a case for two requirements that Smalltalk extensions should fulfill. The first is that the extensions must be integrated with Smalltalk without violating its basic object model. The second requirement is that extensions should allow for defining objects that are still adaptable, extensible and reusable, and in particular do not cause inheritance anomalies. We propose the composition filters model as a framework for language extensions that fulfills these criteria. Its applicability to solving various modeling problems is briefly illustrated

ENCOMPASS: A SAGA based environment for the compositon of programs and specifications, appendix A

ENCOMPASS is an example integrated software engineering environment being constructed by the SAGA project. ENCOMPASS supports the specification, design, construction and maintenance of efficient, validated, and verified programs in a modular programming language. The life cycle paradigm, schema of software configurations, and hierarchical library structure used by ENCOMPASS is presented. In ENCOMPASS, the software life cycle is viewed as a sequence of developments, each of which reuses components from the previous ones. Each development proceeds through the phases planning, requirements definition, validation, design, implementation, and system integration. The components in a software system are modeled as entities which have relationships between them. An entity may have different versions and different views of the same project are allowed. The simple entities supported by ENCOMPASS may be combined into modules which may be collected into projects. ENCOMPASS supports multiple programmers and projects using a hierarchical library system containing a workspace for each programmer; a project library for each project, and a global library common to all projects

A hybrid approach to software repository retrieval: Blending faceted classification and type signatures

We present a user interface for software reuse repository that relies both on the informal semantics of faceted classification and the formal semantics of type signatures for abstract data types. The result is an interface providing both structural and qualitative feedback to a software reuser

Collected software engineering papers, volume 8

A collection of selected technical papers produced by participants in the Software Engineering Laboratory (SEL) during the period November 1989 through October 1990 is presented. The purpose of the document is to make available, in one reference, some results of SEL research that originally appeared in a number of different forums. Although these papers cover several topics related to software engineering, they do not encompass the entire scope of SEL activities and interests. Additional information about the SEL and its research efforts may be obtained from the sources listed in the bibliography. The seven presented papers are grouped into four major categories: (1) experimental research and evaluation of software measurement; (2) studies on models for software reuse; (3) a software tool evaluation; and (4) Ada technology and studies in the areas of reuse and specification

Designing Software Architectures As a Composition of Specializations of Knowledge Domains

This paper summarizes our experimental research and software development activities in designing robust, adaptable and reusable software architectures. Several years ago, based on our previous experiences in object-oriented software development, we made the following assumption: ‘A software architecture should be a composition of specializations of knowledge domains’. To verify this assumption we carried out three pilot projects. In addition to the application of some popular domain analysis techniques such as use cases, we identified the invariant compositional structures of the software architectures and the related knowledge domains. Knowledge domains define the boundaries of the adaptability and reusability capabilities of software systems. Next, knowledge domains were mapped to object-oriented concepts. We experienced that some aspects of knowledge could not be directly modeled in terms of object-oriented concepts. In this paper we describe our approach, the pilot projects, the experienced problems and the adopted solutions for realizing the software architectures. We conclude the paper with the lessons that we learned from this experience

Adaptive object management for distributed systems

This thesis describes an architecture supporting the management of pluggable software components and evaluates it against the requirement for an enterprise integration platform for the manufacturing and petrochemical industries. In a distributed environment, we need mechanisms to manage objects and their interactions. At the least, we must be able to create objects in different processes on different nodes; we must be able to link them together so that they can pass messages to each other across the network; and we must deliver their messages in a timely and reliable manner. Object based environments which support these services already exist, for example ANSAware(ANSA, 1989), DEC's Objectbroker(ACA,1992), Iona's Orbix(Orbix,1994)Yet such environments provide limited support for composing applications from pluggable components. Pluggability is the ability to install and configure a component into an environment dynamically when the component is used, without specifying static dependencies between components when they are produced. Pluggability is supported to a degree by dynamic binding. Components may be programmed to import references to other components and to explore their interfaces at runtime, without using static type dependencies. Yet thus overloads the component with the responsibility to explore bindings. What is still generally missing is an efficient general-purpose binding model for managing bindings between independently produced components. In addition, existing environments provide no clear strategy for dealing with fine grained objects. The overhead of runtime binding and remote messaging will severely reduce performance where there are a lot of objects with complex patterns of interaction. We need an adaptive approach to managing configurations of pluggable components according to the needs and constraints of the environment. Management is made difficult by embedding bindings in component implementations and by relying on strong typing as the only means of verifying and validating bindings. To solve these problems we have built a set of configuration tools on top of an existing distributed support environment. Specification tools facilitate the construction of independent pluggable components. Visual composition tools facilitate the configuration of components into applications and the verification of composite behaviours. A configuration model is constructed which maintains the environmental state. Adaptive management is made possible by changing the management policy according to this state. Such policy changes affect the location of objects, their bindings, and the choice of messaging system

Extensible Languages for Flexible and Principled Domain Abstraction

Die meisten Programmiersprachen werden als Universalsprachen entworfen. Unabhängig von der zu entwickelnden Anwendung, stellen sie die gleichen Sprachfeatures und Sprachkonstrukte zur Verfügung. Solch universelle Sprachfeatures ignorieren jedoch die spezifischen Anforderungen, die viele Softwareprojekte mit sich bringen. Als Gegenkraft zu Universalsprachen fördern domänenspezifische Programmiersprachen, modellgetriebene Softwareentwicklung und sprachorientierte Programmierung die Verwendung von Domänenabstraktion, welche den Einsatz von domänenspezifischen Sprachfeatures und Sprachkonstrukten ermöglicht. Insbesondere erlaubt Domänenabstraktion Programmieren auf dem selben Abstraktionsniveau zu programmieren wie zu denken und vermeidet dadurch die Notwendigkeit Domänenkonzepte mit universalsprachlichen Features zu kodieren. Leider ermöglichen aktuelle Ansätze zur Domänenabstraktion nicht die Entfaltung ihres ganzen Potentials. Einerseits mangelt es den Ansätzen für interne domänenspezifische Sprachen an Flexibilität bezüglich der Syntax, statischer Analysen, und Werkzeugunterstützung, was das tatsächlich erreichte Abstraktionsniveau beschränkt. Andererseits mangelt es den Ansätzen für externe domänenspezifische Sprachen an wichtigen Prinzipien, wie beispielsweise modularem Schließen oder Komposition von Domänenabstraktionen, was die Anwendbarkeit dieser Ansätze in der Entwicklung größerer Softwaresysteme einschränkt. Wir verfolgen in der vorliegenden Doktorarbeit einen neuartigen Ansatz, welcher die Vorteile von internen und externen domänenspezifischen Sprachen vereint um flexible und prinzipientreue Domänenabstraktion zu unterstützen. Wir schlagen bibliotheksbasierte erweiterbare Programmiersprachen als Grundlage für Domänenabstraktion vor. In einer erweiterbaren Sprache kann Domänenabstraktion durch die Erweiterung der Sprache mit domänenspezifischer Syntax, statischer Analyse, und Werkzeugunterstützung erreicht werden . Dies ermöglicht Domänenabstraktionen die selbe Flexibilität wie externe domänenspezifische Sprachen. Um die Einhaltung üblicher Prinzipien zu gewährleisten, organisieren wir Spracherweiterungen als Bibliotheken und verwenden einfache Import-Anweisungen zur Aktivierung von Erweiterungen. Dies erlaubt modulares Schließen (durch die Inspektion der Import-Anweisungen), unterstützt die Komposition von Domänenabstraktionen (durch das Importieren mehrerer Erweiterungen), und ermöglicht die uniforme Selbstanwendbarkeit von Spracherweiterungen in der Entwicklung zukünftiger Erweiterungen (durch das Importieren von Erweiterungen in einer Erweiterungsdefinition). Die Organisation von Erweiterungen in Form von Bibliotheken ermöglicht Domänenabstraktionen die selbe Prinzipientreue wie interne domänenspezifische Sprachen. Wir haben die bibliotheksbasierte erweiterbare Programmiersprache SugarJ entworfen und implementiert. SugarJ Bibliotheken können Erweiterungen der Syntax, der statischen Analyse, und der Werkzeugunterstützung von SugarJ deklarieren. Eine syntaktische Erweiterung besteht dabei aus einer erweiterten Syntax und einer Transformation der erweiterten Syntax in die Basissyntax von SugarJ. Eine Erweiterung der Analyse testet Teile des abstrakten Syntaxbaums der aktuellen Datei und produziert eine Liste von Fehlern. Eine Erweiterung der Werkzeugunterstützung deklariert Dienste wie Syntaxfärbung oder Codevervollständigung für bestimmte Sprachkonstrukte. SugarJ Erweiterungen sind vollkommen selbstanwendbar: Eine erweiterte Syntax kann in eine Erweiterungsdefinition transformiert werden, eine erweiterte Analyse kann Erweiterungsdefinitionen testen, und eine erweiterte Werkzeugunterstützung kann Entwicklern beim Definieren von Erweiterungen assistieren. Um eine Quelldatei mit Erweiterungen zu verarbeiten, inspizieren der SugarJ Compiler und die SugarJ IDE die importierten Bibliotheken um die aktiven Erweiterungen zu bestimmen. Der Compiler und die IDE adaptieren den Parser, den Codegenerator, die Analyseroutine und die Werkzeugunterstützung der Quelldatei entsprechend der aktiven Erweiterungen. Wir beschreiben in der vorliegenden Doktorarbeit nicht nur das Design und die Implementierung von SugarJ, sondern berichten darüber hinaus über Erweiterungen unseres ursprünglich Designs. Insbesondere haben wir eine Generalisierung des SugarJ Compilers entworfen und implementiert, die neben Java alternative Basissprachen unterstützt. Wir haben diese Generalisierung verwendet um die bibliotheksbasierten erweiterbaren Programmiersprachen SugarHaskell, SugarProlog, und SugarFomega zu entwickeln. Weiterhin haben wir SugarJ ergänzt um polymorphe Domänenabstraktion und Kommunikationsintegrität zu unterstützen. Polymorphe Domänenabstraktion ermöglicht Programmierern mehrere Transformationen für die selbe domänenspezifische Syntax bereitzustellen. Dies erhöht die Flexibilität von SugarJ und unterstützt bekannte Szenarien aus der modellgetriebenen Entwicklung. Kommunikationsintegrität spezifiziert, dass die Komponenten eines Softwaresystems nur über explizite Kanäle kommunizieren dürfen. Im Kontext von Codegenerierung stellt dies eine interessante Eigenschaft dar, welche die Generierung von impliziten Modulabhängigkeiten untersagt. Wir haben Kommunikationsintegrität als weiteres Prinzip zu SugarJ hinzugefügt. Basierend auf SugarJ und zahlreicher Fallstudien argumentieren wir, dass flexible und prinzipientreue Domänenabstraktion ein skalierbares Programmiermodell für die Entwicklung komplexer Softwaresysteme darstellt

Safe-guarded multi-agent control for mechatronic systems: implementation framework and design patterns

This thesis addresses two issues: (i) developing an implementation framework for Multi-Agent Control Systems (MACS); and (ii) developing a pattern-based safe-guarded MACS design method.\ud \ud The Multi-Agent Controller Implementation Framework (MACIF), developed by Van Breemen (2001), is selected as the starting point because of its capability to produce MACS for solving complex control problems with two useful features:\ud • MACS is hierarchically structured in terms of a coordinated group of elementary and/or composite controller-agents;\ud • MACS has an open architecture such that controller-agents can be added, modified or removed without redesigning and/or reprogramming the remaining part of the MACS