Using a Dynamic Domain-Specific Modeling Language for the Model-Driven Development of Cross-Platform Mobile Applications

There has been a gradual but steady convergence of dynamic programming languages with modeling languages. One area that can benefit from this convergence is modeldriven development (MDD) especially in the domain of mobile application development. By using a dynamic language to construct a domain-specific modeling language (DSML), it is possible to create models that are executable, exhibit flexible type checking, and provide a smaller cognitive gap between business users, modelers and developers than more traditional model-driven approaches. Dynamic languages have found strong adoption by practitioners of Agile development processes. These processes often rely on developers to rapidly produce working code that meets business needs and to do so in an iterative and incremental way. Such methodologies tend to eschew “throwaway” artifacts and models as being wasteful except as a communication vehicle to produce executable code. These approaches are not readily supported with traditional heavyweight approaches to model-driven development such as the Object Management Group’s Model-Driven Architecture approach. This research asks whether it is possible for a domain-specific modeling language written in a dynamic programming language to define a cross-platform model that can produce native code and do so in a way that developer productivity and code quality are at least as effective as hand-written code produced using native tools. Using a prototype modeling tool, AXIOM (Agile eXecutable and Incremental Objectoriented Modeling), we examine this question through small- and mid-scale experiments and find that the AXIOM approach improved developer productivity by almost 400%, albeit only after some up-front investment. We also find that the generated code can be of equal if not better quality than the equivalent hand-written code. Finally, we find that there are significant challenges in the synthesis of a DSML that can be used to model applications across platforms as diverse as today’s mobile operating systems, which point to intriguing avenues of subsequent research

Automatic generation of user interfaces from rigorous domain and use case models

Tese de doutoramento. Engenharia Informática. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 201

Customizable Feature based Design Pattern Recognition Integrating Multiple Techniques

Die Analyse und Rückgewinnung von Architekturinformationen aus existierenden Altsystemen ist eine komplexe, teure und zeitraubende Aufgabe, was der kontinuierlich steigenden Komplexität von Software und dem Aufkommen der modernen Technologien geschuldet ist. Die Wartung von Altsystemen wird immer stärker nachgefragt und muss dabei mit den neuesten Technologien und neuen Kundenanforderungen umgehen können. Die Wiederverwendung der Artefakte aus Altsystemen für neue Entwicklungen wird sehr bedeutsam und überlebenswichtig für die Softwarebranche. Die Architekturen von Altsystemen unterliegen konstanten Veränderungen, deren Projektdokumentation oft unvollständig, inkonsistent und veraltet ist. Diese Dokumente enthalten ungenügend Informationen über die innere Struktur der Systeme. Häufig liefert nur der Quellcode zuverlässige Informationen über die Struktur von Altsystemen. Das Extrahieren von Artefakten aus Quellcode von Altsystemen unterstützt das Programmverständnis, die Wartung, das Refactoring, das Reverse Engineering, die nachträgliche Dokumentation und Reengineering Methoden. Das Ziel dieser Dissertation ist es Entwurfsinformationen von Altsystemen zu extrahieren, mit Fokus auf die Wiedergewinnung von Architekturmustern. Architekturmuster sind Schlüsselelemente, um Architekturentscheidungen aus Quellcode von Altsystemen zu extrahieren. Die Verwendung von Mustern bei der Entwicklung von Applikationen wird allgemein als qualitätssteigernd betrachtet und reduziert Entwicklungszeit und kosten. In der Vergangenheit wurden unterschiedliche Methoden entwickelt, um Muster in Altsystemen zu erkennen. Diese Techniken erkennen Muster mit unterschiedlicher Genauigkeit, da ein und dasselbe Muster unterschiedlich spezifiziert und implementiert wird. Der Lösungsansatz dieser Dissertation basiert auf anpassbaren und wiederverwendbaren Merkmal-Typen, die statische und dynamische Parameter nutzen, um variable Muster zu definieren. Jeder Merkmal-Typ verwendet eine wählbare Suchtechnik (SQL Anfragen, Reguläre Ausdrücke oder Quellcode Parser), um ein bestimmtes Merkmal eines Musters im Quellcode zu identifizieren. Insbesondere zur Erkennung verschiedener Varianten eines Musters kommen im entwickelten Verfahren statische, dynamische und semantische Analysen zum Einsatz. Die Verwendung unterschiedlicher Suchtechniken erhöht die Genauigkeit der Mustererkennung bei verschiedenen Softwaresystemen. Zusätzlich wurde eine neue Semantik für Annotationen im Quellcode von existierenden Softwaresystemen entwickelt, welche die Effizienz der Mustererkennung steigert. Eine prototypische Implementierung des Ansatzes, genannt UDDPRT, wurde zur Erkennung verschiedener Muster in Softwaresystemenen unterschiedlicher Programmiersprachen (JAVA, C/C++, C#) verwendet. UDDPRT erlaubt die Anpassung der Mustererkennung durch den Benutzer. Alle Abfragen und deren Zusammenspiel sind konfigurierbar und erlauben dadurch die Erkennung von neuen und abgewandelten Mustern. Es wurden umfangreiche Experimente mit diversen Open Source Software Systemen durchgeführt und die erzielten Ergebnisse wurden mit denen anderer Ansätze verglichen. Dabei war es möglich eine deutliche Steigerung der Genauigkeit im entwickelten Verfahren gegenüber existierenden Ansätzen zu zeigen.Recovering design information from legacy applications is a complex, expensive, quiet challenging, and time consuming task due to ever increasing complexity of software and advent of modern technology. The growing demand for maintenance of legacy systems, which can cope with the latest technologies and new business requirements, the reuse of artifacts from the existing legacy applications for new developments become very important and vital for software industry. Due to constant evolution in architecture of legacy systems, they often have incomplete, inconsistent and obsolete documents which do not provide enough information about the structure of these systems. Mostly, source code is the only reliable source of information for recovering artifacts from legacy systems. Extraction of design artifacts from the source code of existing legacy systems supports program comprehension, maintenance, code refactoring, reverse engineering, redocumentation and reengineering methodologies. The objective of approach used in this thesis is to recover design information from legacy code with particular focus on the recovery of design patterns. Design patterns are key artifacts for recovering design decisions from the legacy source code. Patterns have been extensively tested in different applications and reusing them yield quality software with reduced cost and time frame. Different techniques, methodologies and tools are used to recover patterns from legacy applications in the past. Each technique recovers patterns with different precision and recall rates due to different specifications and implementations of same pattern. The approach used in this thesis is based on customizable and reusable feature types which use static and dynamic parameters to define variant pattern definitions. Each feature type allows user to switch/select between multiple searching techniques (SQL queries, Regular Expressions and Source Code Parsers) which are used to match features of patterns with source code artifacts. The technique focuses on detecting variants of different design patterns by using static, dynamic and semantic analysis techniques. The integrated use of SQL queries, source code parsers, regular expressions and annotations improve the precision and recall for pattern extraction from different legacy systems. The approach has introduced new semantics of annotations to be used in the source code of legacy applications, which reduce search space and time for detecting patterns. The prototypical implementation of approach, called UDDPRT is used to recognize different design patterns from the source code of multiple languages (Java, C/C++, C#). The prototype is flexible and customizable that novice user can change the SQL queries and regular expressions for detecting implementation variants of design patterns. The approach has improved significant precision and recall of pattern extraction by performing experiments on number of open source systems taken as baselines for comparisons

Proceedings of the 4th International Conference on Principles and Practices of Programming in Java

This book contains the proceedings of the 4th international conference on principles and practices of programming in Java. The conference focuses on the different aspects of the Java programming language and its applications

Model for WCET prediction, scheduling and task allocation for emergent agent-behaviours in real-time scenarios

[ES]Hasta el momento no se conocen modelos de tiempo real específicamente desarrollados para su uso en sistemas abiertos, como las Organizaciones Virtuales de Agentes (OVs). Convencionalmente, los modelos de tiempo real se aplican a sistemas cerrados donde todas las variables se conocen a priori. Esta tesis presenta nuevas contribuciones y la novedosa integración de agentes en tiempo real dentro de OVs. Hasta donde alcanza nuestro conocimiento, éste es el primer modelo específicamente diseñado para su aplicación en OVs con restricciones temporales estrictas. Esta tesis proporciona una nueva perspectiva que combina la apertura y dinamicidad necesarias en una OV con las restricciones de tiempo real. Ésto es una aspecto complicado ya que el primer paradigma no es estricto, como el propio término de sistema abierto indica, sin embargo, el segundo paradigma debe cumplir estrictas restricciones. En resumen, el modelo que se presenta permite definir las acciones que una OV debe llevar a cabo con un plazo concreto, considerando los cambios que pueden ocurrir durante la ejecución de un plan particular. Es una planificación de tiempo real en una OV. Otra de las principales contribuciones de esta tesis es un modelo para el cálculo del tiempo de ejecución en el peor caso (WCET). La propuesta es un modelo efectivo para calcular el peor escenario cuando un agente desea formar parte de una OV y para ello, debe incluir sus tareas o comportamientos dentro del sistema de tiempo real, es decir, se calcula el WCET de comportamientos emergentes en tiempo de ejecución. También se incluye una planificación local para cada nodo de ejecución basada en el algoritmo FPS y una distribución de tareas entre los nodos disponibles en el sistema. Para ambos modelos se usan modelos matemáticos y estadísticos avanzados para crear un mecanismo adaptable, robusto y eficiente para agentes inteligentes en OVs. El desconocimiento, pese al estudio realizado, de una plataforma para sistemas abiertos que soporte agentes con restricciones de tiempo real y los mecanismos necesarios para el control y la gestión de OVs, es la principal motivación para el desarrollo de la plataforma de agentes PANGEA+RT. PANGEA+RT es una innovadora plataforma multi-agente que proporciona soporte para la ejecución de agentes en ambientes de tiempo real. Finalmente, se presenta un caso de estudio donde robots heterogéneos colaboran para realizar tareas de vigilancia. El caso de estudio se ha desarrollado con la plataforma PANGEA+RT donde el modelo propuesto está integrado. Por tanto al final de la tesis, con este caso de estudio se obtienen los resultados y conclusiones que validan el modelo

Une modélisation de la variabilité multidimensionnelle pour une évolution incrémentale des lignes de produits

Le doctorat s'inscrit dans le cadre d'une bourse CIFRE et d'un partenariat entre l'ENSTA Bretagne, l'IRISA et Thales Air Systems. Les préoccupations de ce dernier, et plus particulièrement de l'équipe de rattachement, sont de réaliser des systèmes à logiciels prépondérants embarqués. La complexité de ces systèmes et les besoins de compétitivité associés font émerger la notion de "Model-Based Product Lines(MBPLs)". Celles-ci tendent à réaliser une synergie de l'abstraction de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) et de la capacité de gestion de la capitalisation et réutilisation des Lignes de Produits (LdPs). La nature irrévocablement dynamique des systèmes réels induit une évolution permanente des LdPs afin de répondre aux nouvelles exigences des clients et pour refléter les changements des artefacts internes de la LdP. L'objectif de cette thèse est unique, maîtriser des incréments d'évolution d'une ligne de produits de systèmes complexes, les contributions pour y parvenir sont duales. La thèse est que 1) une variabilité multidimensionnelle ainsi qu'une modélisation relationnelle est requise dans le cadre de lignes de produits de systèmes complexes pour en améliorer la compréhension et en faciliter l'évolution (proposition d'un cadre générique de décomposition de la modélisation et d'un langage (DSML) nommé PLiMoS, dédié à l'expression relationnelle et intentionnelle dans les MBPLs), et que 2) les efforts de spécialisation lors de la dérivation d'un produit ainsi que l'évolution de la LdP doivent être guidé par une architecture conceptuelle (introduction de motifs architecturaux autour de PLiMoS et du patron ABCDE) et capitalisés dans un processus outillé semi-automatisé d'évolution incrémentale des lignes de produits par extension.The PhD (CIFRE fundings) was supported by a partnership between three actors: ENSTA Bretagne, IRISA and Thales Air Systems. The latter's concerns, and more precisely the ones from the affiliation team, are to build embedded software-intensive systems. The complexity of these systems, combined to the need of competitivity, reveal the notion of Model-Based Product Lines (MBPLs). They make a synergy of the capabilities of modeling and product line approaches, and enable more efficient solutions for modularization with the distinction of abstraction levels and separation of concerns. Besides, the dynamic nature of real-world systems induces that product line models need to evolve continually to meet new customer requirements and to reflect changes in product line artifacts. The aim of the thesis is to handle the increments of evolution of complex systems product lines, the contributions to achieve it are twofolds. The thesis claims that i) a multidimensional variability and a relational modeling are required within a complex system product line in order to enhance comprehension and ease the PL evolution (Conceptual model modularization framework and PliMoS Domain Specific Modeling Language proposition; the language is dedicated to relational and intentional expressions in MBPLs), and that ii) specialization efforts during product derivation have to be guided by a conceptual architecture (architectural patterns on top of PLiMoS, e.g.~ABCDE) and capitalized within a semi-automatic tooled process allowing the incremental PL evolution by extension.RENNES1-Bibl. électronique (352382106) / SudocSudocFranceF

Combining SOA and BPM Technologies for Cross-System Process Automation

This paper summarizes the results of an industry case study that introduced a cross-system business process automation solution based on a combination of SOA and BPM standard technologies (i.e., BPMN, BPEL, WSDL). Besides discussing major weaknesses of the existing, custom-built, solution and comparing them against experiences with the developed prototype, the paper presents a course of action for transforming the current solution into the proposed solution. This includes a general approach, consisting of four distinct steps, as well as specific action items that are to be performed for every step. The discussion also covers language and tool support and challenges arising from the transformation