Engineering scalable modelling Languages

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Escuela Politécnica Superior, Departamento de Ingeniería Informática. Fecha de lectura: 08-11-2019Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 08-05-2021Model-Driven Engineering (MDE) aims at reducing the cost of system development by raising the level of abstraction at which developers work. MDE-based solutions frequently involve the creation of Domain-Specific Modelling Languages (DSMLs). WhilethedefinitionofDSMLsandtheir(sometimesgraphical)supportingenvironments are recurring activities in MDE, they are mostly developed ad-hoc from scratch. The construction of these environments requires high expertise by developers, which currently need to spend large efforts for their construction. This thesis focusses on the development of scalable modelling environments for DSMLs based on patterns. For this purpose, we propose a catalogue of modularity patterns that can be used to extend a modelling language with services related to modularization and scalability. More specifically, these patterns allows defining model fragmentation strategies, scoping and visibility rules, model indexing services, and scoped constraints. Once the patterns have been applied to the meta-model of a modelling language, we synthesize a customized modelling environment enriched with the defined services, which become applicable to both existing monolithic legacy models and new models. A second contribution of this thesis is a set of concepts and technologies to facilitate the creation of graphical editors. For this purpose, we define heuristics which identify structures in the DSML abstract syntax, and automatically assign their diagram representation. Using this approach, developers can create a graphical representation by default from a meta-model, which later can be customised. These contributions have been implemented in two Eclipse plug-ins called EMFSplitter and EMF-Stencil. On one hand, EMF-Splitter implements the catalogue of modularity patterns and, on the other hand, EMF-Stencil supports the heuristics and the generation of a graphical modelling environment. Both tools were evaluated in different case studies to prove their versatility, efficiency, and capabilitieEl Desarrollo de Software Dirigido por Modelos (MDE, por sus siglas en inglés) tiene como objetivo reducir los costes en el desarrollo de aplicaciones, elevando el nivel de abstracciónconelqueactualmentetrabajanlosdesarrolladores. Lassolucionesbasadas en MDE frecuentemente involucran la creación de Lenguajes de Modelado de Dominio Específico (DSML, por sus siglas en inglés). Aunque la definición de los DSMLs y sus entornos gráficos de modelado son actividades recurrentes en MDE, actualmente en la mayoría de los casos se desarrollan ad-hoc desde cero. La construcción de estos entornos requiere una alta experiencia por parte de los desarrolladores, que deben realizar un gran esfuerzo para construirlos. Esta tesis se centra en el desarrollo de entornos de modelado escalables para DSML basados en patrones. Para ello, se propone un catálogo de patrones de modularidad que se pueden utilizar para extender un lenguaje de modelado con servicios relacionados con la modularización y la escalabilidad. Específicamente, los patrones permiten definir estrategias de fragmentación de modelos, reglas de alcance y visibilidad, servicios de indexación de modelos y restricciones de alcance. Una vez que los patrones se han aplicado al meta-modelo de un lenguaje de modelado, se puede generar automáticamente un entorno de modelado personalizado enriquecido con los servicios definidos, que se vuelven aplicables tanto a los modelos monolíticos existentes, como a los nuevos modelos. Una segunda contribución de esta tesis es la propuesta de conceptos y tecnologías para facilitar la creación de editores gráficos. Para ello, definimos heurísticas que identifican estructuras en la sintaxis abstracta de los DSMLs y asignan automáticamente su representación en el diagrama. Usando este enfoque, los desarrolladores pueden crear una representación gráfica por defecto a partir de un meta-modelo. Estas contribuciones se implementaron en dos plug-ins de Eclipse llamados EMFSplitter y EMF-Stencil. Por un lado, EMF-Splitter implementa el catálogo de patrones y, por otro lado, EMF-Stencil implementa las heurísticas y la generación de un entorno de modelado gráfico. Ambas herramientas se han evaluado con diferentes casos de estudio para demostrar su versatilidad, eficiencia y capacidade