Synthesis of OCL Pre-conditions for Graph Transformation Rules

Proceedings of: Third International Conference on Model Transformation (ICMT 2010): Theory and Practice of Model Transformation. Málaga, Spain, 28 June-02 July, 2010Graph transformation (GT) is being increasingly used in Model Driven Engineering (MDE) to describe in-place transformations like animations and refactorings. For its practical use, rules are often complemented with OCL application conditions. The advancement of rule post-conditions into pre-conditions is a well-known problem in GT, but current techniques do not consider OCL. In this paper we provide an approach to advance post-conditions with arbitrary OCL expressions into pre-conditions. This presents benefits for the practical use of GT in MDE, as it allows: (i) to automatically derive pre-conditions from the meta-model integrity constraints, ensuring rule correctness, (ii) to derive pre-conditions from graph constraints with OCL expressions and (iii) to check applicability of rule sequences with OCL conditions.Work funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation through projects “Design and construction of a Conceptual Modeling Assistant” (TIN2008-00444/TIN - Grupo Consolidado), “METEORIC” (TIN2008-02081),mobility grants JC2009-00015 and PR2009-0019, and the R&D program of the Community of Madrid (S2009/TIC-1650, project “e-Madrid”).Publicad

Backwards reasoning for model transformations: Method and applications

This is the author’s version of a work that was accepted for publication in Journal of Systems and Software. Changes resulting from the publishing process, such as peer review, editing, corrections, structural formatting, and other quality control mechanisms may not be reflected in this document. Changes may have been made to this work since it was submitted for publication. A definitive version was subsequently published in Journal of Systems and Software, VOL 116, (2016) DOI 10.1016/j.jss.2015.08.017Model transformations are key elements of Model Driven Engineering. Current challenges for transformation languages include improving usability (i.e., succinct means to express the transformation intent) and devising powerful analysis methods. In this paper, we show how backwards reasoning helps in both respects. The reasoning is based on a method that, given an OCL expression and a transformation rule, calculates a constraint that is satisfiable before the rule application if and only if the original OCL expression is satisfiable afterwards. With this method we can improve the usability of the rule execution process by automatically deriving suitable application conditions for a rule (or rule sequence) to guarantee that applying that rule does not break any integrity constraint (e.g. meta-model constraints). When combined with model finders, this method facilitates the validation, verification, testing and diagnosis of transformations, and we show several applications for both inplace and exogenous transformations.Work partially funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (projects TIN2008-00444, TIN2011-24139 and TIN2014-52129-R), the Community of Madrid with project SICOMORO (S2013/ICE-3006), the EU Commission with project MONDO (FP7-ICT-2013-10, #611125) and a research grant from UOC-IN3 (Internet Interdisciplinary Institute). We would like to thank Hamza Ed-Douibi for his work on the tool implementation part, and the reviewers for their useful comments

Qualitätssicherung von Modelltransformationen - Über das dynamische Testen programmierter Graphersetzungssysteme

Modelle und Metamodelle repräsentieren Kernkonzepte der modellgetriebenen Softwareentwicklung (MDSD). Programme, die Modelle (unter Bezugnahme auf ihre Metamodelle) manipulieren oder ineinander überführen, werden als Modelltransformationen (MTs) bezeichnet und bilden ein weiteres Kernkonzept. Für dieses klar umrissene Aufgabenfeld wurden und werden speziell angepasste, domänenspezifische Transformationssprachen entwickelt und eingesetzt. Aufgrund der Bedeutung von MTs für das MDSD-Paradigma ist deren Korrektheit essentiell und eine gründliche Qualitätssicherung somit angeraten. Entsprechende Ansätze sind allerdings rar. In der Praxis erweisen sich die vornehmlich erforschten formalen Verifikationsansätze häufig als ungeeignet, da sie oft zu komplex oder zu teuer sind. Des Weiteren skalieren sie schlecht in Abhängigkeit zur Größe der betrachteten MT oder sind auf Abstraktionen bezogen auf die Details konkreter Implementierungen angewiesen. Demgegenüber haben testende Verfahren diese Nachteile nicht. Allerdings lassen sich etablierte Testverfahren für traditionelle Programmiersprachen aufgrund der Andersartigkeit der MT-Sprachen nicht oder nur sehr eingeschränkt wiederverwenden. Zudem sind angepasste Testverfahren grundsätzlich wünschenswert, da sie typische Eigenschaften von MTs berücksichtigen können. Zurzeit existieren hierzu überwiegend funktionsbasierte (Black-Box-)Verfahren. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Entwicklung eines strukturbasierten (White-Box-)Testansatzes für eine spezielle Klasse von Modelltransformationen, den sog. programmierten Graphtransformationen. Dafür ist anhand einer konkreten Vertreterin dieser Sprachen ein strukturelles Überdeckungskonzept zu entwickeln, um so den Testaufwand begrenzen oder die Güte der Tests bewerten zu können. Auch müssen Aspekte der Anwendbarkeit sowie der Leistungsfähigkeit der resultierenden Kriterien untersucht werden. Hierzu wird ein auf Graphmustern aufbauendes Testüberdeckungskriterium in der Theorie entwickelt und im Kontext des eMoflon-Werkzeugs für die dort genutzte Story- Driven-Modeling-Sprache (SDM) praktisch umgesetzt. Als Basis für eine Wiederverwendung des etablierten Ansatzes der Mutationsanalyse zur Leistungsabschätzung des Kriteriums hinsichtlich der Fähigkeiten zur Fehlererkennung werden Mutationen zur synthetischen Einbringung von Fehlern identifiziert und in Form eines Mutationstestrahmenwerks realisiert. Letzteres ermöglicht es, Zusammenhänge zwischen dem Überdeckungskonzept und der Mutationsadäquatheit zu untersuchen. Im Rahmen einer umfangreichen Evaluation wird anhand zweier nichttrivialer Modelltransformationen die Anwendbarkeit und die Leistungsfähigkeit des Ansatzes in der Praxis untersucht und eine Abgrenzung gegenüber einer quellcodebasierten Testüberdeckung durchgeführt. Es zeigt sich, dass das entwickelte Überdeckungskonzept praktisch umsetzbar ist und zu einer brauchbaren Überdeckungsmetrik führt. Die Visualisierbarkeit einzelner Überdeckungsanforderungen ist der grafischen Programmierung bei Graphtransformationen besonders nahe, so dass u. a. die Konstruktion sinnvoller Tests erleichtert wird. Die Mutationsanalyse stützt die These, dass die im Hinblick auf Steigerungen der Überdeckungsmaße optimierten Testmengen mehr Fehler erkennen als vor der Optimierung. Vergleiche mit quellcodebasierten Überdeckungskriterien weisen auf die Existenz entsprechender Korrelationen hin. Die Experimente belegen, dass die vorgestellte Überdeckung klassischen, codebasierten Kriterien vielfach überlegen ist und sich so insbesondere auch für das Testen von durch einen Interpreter ausgeführte Transformationen anbietet