Project Final Report Use and Dissemination of Foreground

This document is the final report on use and dissemination of foreground, part of the CONNECT final report. The document provides the lists of: publications, dissemination activities, and exploitable foregroun

DiaSuite: a Tool Suite To Develop Sense/Compute/Control Applications

International audienceWe present DiaSuite, a tool suite that uses a software design approach to drive the development process. DiaSuite focuses on a specific domain, namely Sense/Compute/Control (SCC) applications. It comprises a domain-specific design language, a compiler producing a Java programming framework, a 2D-renderer to simulate an application, and a deployment framework. We have validated our tool suite on a variety of concrete applications in areas including telecommunications, building automation, robotics and avionics

Languages of games and play: A systematic mapping study

Digital games are a powerful means for creating enticing, beautiful, educational, and often highly addictive interactive experiences that impact the lives of billions of players worldwide. We explore what informs the design and construction of good games to learn how to speed-up game development. In particular, we study to what extent languages, notations, patterns, and tools, can offer experts theoretical foundations, systematic techniques, and practical solutions they need to raise their productivity and improve the quality of games and play. Despite the growing number of publications on this topic there is currently no overview describing the state-of-the-art that relates research areas, goals, and applications. As a result, efforts and successes are often one-off, lessons learned go overlooked, language reuse remains minimal, and opportunities for collaboration and synergy are lost. We present a systematic map that identifies relevant publications and gives an overview of research areas and publication venues. In addition, we categorize research perspectives along common objectives, techniques, and approaches, illustrated by summaries of selected languages. Finally, we distill challenges and opportunities for future research and development

Fold-based fusion as a library: a generative programming pearl

Fusion is a program optimisation technique commonly implemented using special-purpose compiler support. In this paper, we present an alternative approach, implementing fold-based fusion as a standalone library. We use staging to compose operations on folds; the operations are partially evaluated away, yielding code that does not construct unnecessary intermediate data structures. The technique extends to partitioning and grouping of collections

Language Support for Programming High-Performance Code

Nowadays, the computing landscape is becoming increasingly heterogeneous and this trend is currently showing no signs of turning around. In particular, hardware becomes more and more specialized and exhibits different forms of parallelism. For performance-critical codes it is indispensable to address hardware-specific peculiarities. Because of the halting problem, however, it is unrealistic to assume that a program implemented in a general-purpose programming language can be fully automatically compiled to such specialized hardware while still delivering peak performance. One form of parallelism is single instruction, multiple data (SIMD). Part I of this thesis presents Sierra: an extension for C ++ that facilitates portable and effective SIMD programming. Part II discusses AnyDSL. This framework allows to embed a so-called domain-specific language (DSL) into a host language. On the one hand, a DSL offers the application developer a convenient interface; on the other hand, a DSL can perform domain-specific optimizations and effectively map DSL constructs to various architectures. In order to implement a DSL, one usually has to write or modify a compiler. With AnyDSL though, the DSL constructs are directly implemented in the host language while a partial evaluator removes any abstractions that are required in the implementation of the DSL.Die Rechnerlandschaft wird heutzutage immer heterogener und derzeit ist keine Trendwende in Sicht. Insbesondere wird die Hardware immer spezialisierter und weist verschiedene Formen der Parallelität auf. Für performante Programme ist es unabdingbar, hardwarespezifische Eigenheiten zu adressieren. Wegen des Halteproblems ist es allerdings unrealistisch anzunehmen, dass ein Programm, das in einer universell einsetzbaren Programmiersprache implementiert ist, vollautomatisch auf solche spezialisierte Hardware übersetzt werden kann und dabei noch Spitzenleistung erzielt. Eine Form der Parallelität ist „single instruction, multiple data (SIMD)“. Teil I dieser Arbeit stellt Sierra vor: eine Erweiterung für C++, die portable und effektive SIMD-Programmierung unterstützt. Teil II behandelt AnyDSL. Dieses Rahmenwerk ermöglicht es, eine sogenannte domänenspezifische Sprache (DSL) in eine Gastsprache einzubetten. Auf der einen Seite bietet eine DSL dem Anwendungsentwickler eine komfortable Schnittstelle; auf der anderen Seiten kann eine DSL domänenspezifische Optimierungen durchführen und DSL-Konstrukte effektiv auf verschiedene Architekturen abbilden. Um eine DSL zu implementieren, muss man gewöhnlich einen Compiler schreiben oder modifizieren. In AnyDSL werden die DSL-Konstrukte jedoch direkt in der Gastsprache implementiert und ein partieller Auswerter entfernt jegliche Abstraktionen, die in der Implementierung der DSL benötigt werden

A Scholarship Approach to Model-Driven Engineering

Model-Driven Engineering is a paradigm for software engineering where software models are the primary artefacts throughout the software life-cycle. The aim is to define suitable representations and processes that enable precise and efficient specification, development and analysis of software. Our contributions to Model-Driven Engineering are structured according to Boyer\u27s four functions of academic activity - the scholarships of teaching, discovery, application and integration. The scholarships share a systematic approach towards seeking new insights and promoting progressive change. Even if the scholarships have their differences they are compatible so that theory, practice and teaching can strengthen each other.Scholarship of Teaching: While teaching Model-Driven Engineering to under-graduate students we introduced two changes to our course. The first change was to introduce a new modelling tool that enabled the execution of software models while the second change was to adapt pair lecturing to encourage the students to actively participate in developing models during lectures. Scholarship of Discovery: By using an existing technology for transforming models into source code we translated class diagrams and high-level action languages into natural language texts. The benefit of our approach is that the translations are applicable to a family of models while the texts are reusable across different low-level representations of the same model.Scholarship of Application: Raising the level of abstraction through models might seem a technical issue but our collaboration with industry details how the success of adopting Model-Driven Engineering depends on organisational and social factors as well as technical. Scholarship of Integration: Building on our insights from the scholarships above and a study at three large companies we show how Model-Driven Engineering empowers new user groups to become software developers but also how engineers can feel isolated due to poor tool support. Our contributions also detail how modelling enables a more agile development process as well as how the validation of models can be facilitated through text generation.The four scholarships allow for different possibilities for insights and explore Model-Driven Engineering from diverse perspectives. As a consequence, we investigate the social, organisational and technological factors of Model-Driven Engineering but also examine the possibilities and challenges of Model-Driven Engineering across disciplines and scholarships

Metodología dirigida por modelos para las pruebas de un sistema distribuido multiagente de fabricación

Las presiones del mercado han empujado a las empresas de fabricación a reducir costes a la vez que mejoran sus productos, especializándose en las actividades sobre las que pueden añadir valor y colaborando con especialistas de las otras áreas para el resto. Estos sistemas distribuidos de fabricación conllevan nuevos retos, dado que es difícil integrar los distintos sistemas de información y organizarlos de forma coherente. Esto ha llevado a los investigadores a proponer una variedad de abstracciones, arquitecturas y especificaciones que tratan de atacar esta complejidad. Entre ellas, los sistemas de fabricación holónicos han recibido una atención especial: ven las empresas como redes de holones, entidades que a la vez están formados y forman parte de varios otros holones. Hasta ahora, los holones se han implementado para control de fabricación como agentes inteligentes autoconscientes, pero su curva de aprendizaje y las dificultades a la hora de integrarlos con sistemas tradicionales han dificultado su adopción en la industria. Por otro lado, su comportamiento emergente puede que no sea deseable si se necesita que las tareas cumplan ciertas garantías, como ocurren en las relaciones de negocio a negocio o de negocio a cliente y en las operaciones de alto nivel de gestión de planta. Esta tesis propone una visión más flexible del concepto de holón, permitiendo que se sitúe en un espectro más amplio de niveles de inteligencia, y defiende que sea mejor implementar los holones de negocio como servicios, componentes software que pueden ser reutilizados a través de tecnologías estándar desde cualquier parte de la organización. Estos servicios suelen organizarse como catálogos coherentes, conocidos como Arquitecturas Orientadas a Servicios (‘Service Oriented Architectures’ o SOA). Una iniciativa SOA exitosa puede reportar importantes beneficios, pero no es una tarea trivial. Por este motivo, se han propuesto muchas metodologías SOA en la literatura, pero ninguna de ellas cubre explícitamente la necesidad de probar los servicios. Considerando que la meta de las SOA es incrementar la reutilización del software en la organización, es una carencia importante: tener servicios de alta calidad es crucial para una SOA exitosa. Por este motivo, el objetivo principal de la presente Tesis es definir una metodología extendida que ayude a los usuarios a probar los servicios que implementan a sus holones de negocio. Tras considerar las opciones disponibles, se tomó la metodología dirigida por modelos SODM como punto de partida y se reescribió en su mayor parte con el framework Epsilon de código abierto, permitiendo a los usuarios que modelen su conocimiento parcial sobre el rendimiento esperado de los servicios. Este conocimiento parcial es aprovechado por varios nuevos algoritmos de inferencia de requisitos de rendimiento, que extraen los requisitos específicos de cada servicio. Aunque el algoritmo de inferencia de peticiones por segundo es sencillo, el algoritmo de inferencia de tiempos límite pasó por numerosas revisiones hasta obtener el nivel deseado de funcionalidad y rendimiento. Tras una primera formulación basada en programación lineal, se reemplazó con un algoritmo sencillo ad-hoc que recorría el grafo y después con un algoritmo incremental mucho más rápido y avanzado. El algoritmo incremental produce resultados equivalentes y tarda mucho menos, incluso con modelos grandes. Para sacar más partidos de los modelos, esta Tesis también propone un enfoque general para generar artefactos de prueba para múltiples tecnologías a partir de los modelos anotados por los algoritmos. Para evaluar la viabilidad de este enfoque, se implementó para dos posibles usos: reutilizar pruebas unitarias escritas en Java como pruebas de rendimiento, y generar proyectos completos de prueba de rendimiento usando el framework The Grinder para cualquier Servicio Web que esté descrito usando el estándar Web Services Description Language. La metodología completa es finalmente aplicada con éxito a un caso de estudio basado en un área de fabricación de losas cerámicas rectificadas de un grupo de empresas español. En este caso de estudio se parte de una descripción de alto nivel del negocio y se termina con la implementación de parte de uno de los holones y la generación de pruebas de rendimiento para uno de sus Servicios Web. Con su soporte para tanto diseñar como implementar pruebas de rendimiento de los servicios, se puede concluir que SODM+T ayuda a que los usuarios tengan una mayor confianza en sus implementaciones de los holones de negocio observados en sus empresas

Model Transformation Languages with Modular Information Hiding

Model transformations, together with models, form the principal artifacts in model-driven software development. Industrial practitioners report that transformations on larger models quickly get sufficiently large and complex themselves. To alleviate entailed maintenance efforts, this thesis presents a modularity concept with explicit interfaces, complemented by software visualization and clustering techniques. All three approaches are tailored to the specific needs of the transformation domain

Model Transformation Languages with Modular Information Hiding

Model transformations, together with models, form the principal artifacts in model-driven software development. Industrial practitioners report that transformations on larger models quickly get sufficiently large and complex themselves. To alleviate entailed maintenance efforts, this thesis presents a modularity concept with explicit interfaces, complemented by software visualization and clustering techniques. All three approaches are tailored to the specific needs of the transformation domain