Software Engineering 2 – Konstruktion interaktiver (CASE) Tools WS 13 / 14 Vorlesung: Albert Zündorf, Software Engineering Übungen: Andreas Scharf, Software

Software Engineering 2 – Konstruktion interaktiver (CASE) Tools

WS 13 / 14

Vorlesung: Albert Zündorf, Software Engineering

Übungen: Andreas Scharf, Software Engineering

SS 2007 Software Engineering 2 Albert Zündorf, University of Kassel 2

Administratives

Vorlesung: Montags 15-18 Uhr Raum 1340 (4 SWS)

Prüfung: Projektarbeit (wir basteln uns ein Objekt Diagramm Tool)


Überblick

1. Referenzarchitektur

2. Meta-Modell

3. Unparsing

4. Commands

5. Repository

6. Austauschformate

7. Checking

8. Code Generierung



Repository

Meta Model

GUI(Commands)

Generators / Interpreters

QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


2. Meta-modell

abstrakter Syntaxgraph (ASG)

logische Datenstruktur hinter der Darstellung am Bildschirm

speichert Editoreingaben

beschrieben durch Klassendiagramm

File Edit Tools X


2. Meta-modell





File Edit Tools X


2. Meta-modell





File Edit Tools X


2. Meta-modell


Meta Meta Meta

Time Levels


runtime

development time

tool development time

library development time



Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)

The Object Diagram Model

WS 12/13 Software Engineering 2 Albert Zündorf, University of Kassel

12

The Object Diagram Model

WS 12/13 Software Engineering 2 Albert Zündorf, University of Kassel

13


3. Unparsing

Metamodell: interne Speicherung z.B. für Code Generierung

GUI: Darstellung am Bildschirm z.B. mit GEF (oder Swing)

Unparsing: Erzeugung der Darstellung aus dem Metamodell

2 Teilprobleme:

1. Erzeugung von Darstellungselementen für Modell

2. Synchronisation bei Änderungen

?p1:Place t1:Transition

a1:Arc

pn:PetriNet

p2:Place

a2:Arc


Bildschirmdarstellung vs. interne Struktur

p1:Place t1:Transition

a1:Arc

pn:PetriNet

p2:Place

a2:Arc

c:Canvas

c1:Circle r1:Rectangle c1:Circle

l1:Label cn1:Connection cn2:Connection l2:Label

Model

View

GUI

Action Update


… The GMF Way (1)


a1:Arc

pn:PetriNet

p2:Place

a2:Arc

c:Canvas



Model

View

GUI

Update

Create/Update

Paint

Action

3 Probleme:

1. Initiales Unparsing

2. Update des Views bei Änderung am Model

3. Umsetzen von Nutzeraktionen in Modelländerungen

MVC


View-Update: Model-View-Controller


a1:Arc

pn:PetriNet

p2:Place

a2:Arc

c:Canvas



Model

View

Interface

Model weiß nichts über View Notification Mechanism

View weiß nichts über Model

Controller Bringt beides zusammen…

Interface

l1:Listener l2:Listener...

setGraphicalPropertyX()

…

setName(„myPlace“)

firePropertyChange(…)

setText(„myPlace“)

Controllerc1:Controller c2:Controller



a1:Arc

pn:PetriNet

p2:Place

a2:Arc

Interface

c:Canvas



Interface

… The GMF Way (2)

Model

View

create()setGraphicalPropertyX()

…

ControllerGEF

Action

ep1:EditPart ep2:EditPart...epf:EditPartFactory

c1:Command

ep1:EditPolicy

z.B. EMF

Draw2DFigures

„1:1“

1:1

create()


EMF + GEF = GMF

GEF ist schön und gut, aber …

… immer noch viel zu kompliziert und aufwändig

… nicht model-driven (Java-Hacken)

GMF (Graphical Modeling Framework)

Führt EMF und GEF zusammen

Spezifizieren statt Programmieren

… alles viel schöner, einfacher, schneller, besser !?

Sehr spezifische Anforderungen an das Modell(1:1 Umsetzung): Da gibt‘s noch was zu tun…


GMF Übersicht


Graphical Definition Model

Definiert die Diagrammelemente

Figure-Gallery enthält graphische Primitive

Nodes, Connections… binden Figures an logische Diagrammelemente

Graphical Definition Model =Visual Language


Tooling Definition

Toolbar

Menüs

…


Mapping Model / Notation Model

Bildet das Domain Model auf das Graphical Definition Model ab Im Wesentlichen 1:1 Kanten aus Objekten oder Links braucht Komposition im Modell … Etwas komplexere Mappings über

OCL-Bedingungen möglich In Zukunft (vielleicht) mal flexibler

durch „echtes“ Model-Mapping mit QVT

Mapping Model + Graphical Definition Model = Notation Model

Ordnet Tools aus Tooling Definition zu

Eugenia

GMF ist immer noch zu kompliziert

Eugenia: Annotation des Klassendiagramm Generierung der GMF Konfigurationen

Siehe Übung



Unparsing Summary



Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


4. Commands

Operationen auf der logischen Objektstruktur (EMF Modell)

Konsistenzanalysen

Refactorings

komplexe Editor Kommandos

Code Generierung

Aktionen hinter Menüpunkten und Buttons

Viele Buttons/Menüpunkte für ein Kommando denkbar

Undo/Redo Einheiten


4. Commands

Aufgabe

Konsistenzanalysen: Name ist Java Identifier Genau ein Start jede Aktion von Start aus erreichbar

Refactorings: Start to Task Task to Start Split Task to Task – Flow – Task Split Fow to Flow – Task – Flow Join Task – Flow – Task to Task Join Flow – Task – Flow to Flow

SS 2007 Software Engineering 2 Albert Zündorf, University of Kassel

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Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


3. Repository

Man will ja auch mal abspeichern und wieder laden:

Binäre File-Formate / Java Serialisierung

class C implements Serializable

bestimmen aller Objekte die gespeichert werden sollen( Composite Struktur)

transiente Attribute werden ausgeklammert

Anforderungen Serialisierung

Speichern und Laden +

Einfachheit ++

Tool-Kopplung O

Multi-User Support -

Versionierung --

Schema-Evolution ?

Scaling O


3. Repository

XML-Formate

generische Lade-/Speicher Routinen per Java Reflection

bestimmen aller Objekte die gespeichert werden sollen( Composite Struktur)

JDom / Xerces Basistechnologie(beherschbar)

Anforderungen XML - Formate


Einfachheit +

Tool-Kopplung +

Multi-User Support -

Versionierung --

Schema-Evolution +

Scaling -


3. Repository

Relationale Datenbanken

Objekte und Beziehungen werden als Tupel in Datenbanktabellen gespeichert

Zugriff per ODBC

Middleware (z.B. JPA)

Multi-User Betrieb durch Datenbank Sperrkonzepte und Transaktionen pessimistische Sperren Caching schwierig

Anforderungen Datenbanken


Einfachheit -

Tool-Kopplung +

Multi-User Support +

Versionierung -

Schema-Evolution +

Scaling ++


3. Repository

Coobra2: COmmon Object Replication frAmework

Basismechanismus von Fujaba

Protokollierung aller Attributzugriffe als Deltas per Listener

Undo / Redo

Deltas Checkin / Checkout in Repository

optimistisches Locking / Merging

Integriert in Fujaba Code Generierung

manuelle Implementierung möglich

Anforderungen Coobra


Einfachheit ++

Tool-Kopplung +

Multi-User Support ++

Versionierung ++

Schema-Evolution +

Scaling -


3. Repository

Anforderungen Serialisierung XML - Formate

Datenbanken Coobra

Speichern und Laden + + + +

Einfachheit ++ + - ++

Tool-Kopplung O + + +

Multi-User Support - - + ++

Versionierung -- -- - ++

Schema-Evolution ? + + +

Scaling O - ++ -



Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


Simulation / Interpreter


Simulation


Simulation



Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


setUp

Beispiel Petri Net: Uni-Party

Idea OrgaTeam

start

findPeople

Date

Bands

Room

corePlanning go

Advertising

PartyTeam

Equipment

FireDep.

DrinkingFood.

detailingprepareopen

entryparty

begincloseIt

wrapUP

teamParty

celebrate

increment


Nebenläufigkeit: corePlanning

OrgaTeam

Date

Bands

Room

planing

DatePlan BandPlan RoomPlan

dateNegos bandNegos roomNegos

DateFixed BandFixed RoomFixed

reviewing

[failure]

[success]

[success]

[success]


Semantikvorschlag:

ordne jeder Transition ein Java-Codefragment zu

In und Out Stellen sind Variablen (a bis e) vom Typ Stelle

Transitionen werden neu geschedult wenn sich an einerIn oder Out Stelle was ändert

Transition entscheidet ob und welche Token konsumiert und produziert werden

wenn eine Transition etwas tut, wird sie neu geschedult

es gibt spezielle Input und Output stellen

Input Stellen können von außen befüllt werden

Output Stellen können von außen geleert werden

Initial Marking ist leer

a

t

b c

d e



Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


Query – View – Transformation

Zentraler Teil der Model Driven Architecture (MDA) Initiative

„man will auch mal mit den schönen Modellen rechnen“

Konsistenzanalysen

Refactorings, …

Modell A in Modell B umbauen

Ausführung / Code Generierung


elementare Konsistenzanalysen:

Stellen und Transitionen eindeutig benannt

jede Transition hat mind. eine In und eine Out Stelle

jede Stelle hat mindestens eine Transition


inhaltliche Konsistenzanalysen:

jede Input Stelle trägt zu mind. einer Output stelle bei

jede Output Stelle wird von mind. einer Input Stelle versorgt


Konsistenzanalysen (2cd)

Inkonsistenzen fallen meist bei Ausführung / Code-Generierung auf

Einfache Strategie:

Fehler-Management-Objekt einführen

pro Fehler: fehler Markierungsobjekt erzeugen fehlerhafte Stelle markieren an Fehler-Management-Objekt anhängen Fehlerliste anzeigen vor jeder neuen Analyse / Ausführung / Code-Generierung alte

Fehler löschen


Refactorings: merge Transitions

fasse zwei Transitionen zu einer zusammen

name der ersten

Java Code von beiden hintereinander

In Stellen von beiden

Out Stellen von beiden


Refactorings: merge Places

fasse zwei Stellen zu einer zusammen

Name der ersten

Transitionen von beiden


Refactorings: split Place

ersetze Stelle durch zwei Stellen mit Transition dazwischen

die Transition liest und schreibt auf beiden neuen Stellen

Java Code kopiert alle Token vor und zurück



Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


Interpreter

1. Stufe:

Metamodell um Ausführungsinformation erweitern: Interpreter Objekt Token mit Zeigern auf Dokumente

Interpreter: bei Stellen als Listener für Tokenänderungen subscriben bei Tokenchange, benachbarte Transitionen in Todo-Queue Transitionen aus Todo-Queue feuern, d.h. Java Code ausführen


Action Language

Action Language Bean-Shell www.beanshell.org

import bsh.Interpreter;

Interpreter i = new Interpreter(); // Construct an interpreter

i.set("foo", 5); // Set variables i.set("date", new Date() );

Date date = (Date)i.get("date"); // retrieve a value from a variable

// Eval a statement and get the result i.eval("bar = foo*10"); System.out.println( i.get("bar") );

// Source an external script file i.source("somefile.bsh");


Ampel Beispiel:

red_yellow

ry

green

yellow

yggy

yr

red

Token t = red.getFirstFromTokens();if (t != null) {

// firered.removeFromTokens (t);t.getDocument.setYellow(true);red_yellow.addToTokens (t);

}


class Ampel

Ampel

red : Booleanyellow : Booleangreen : Boolean



Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


Code Generierung

Mehrere Alternativen:

Visitor der das Metamodell durchläuft und Strings in eine Datei schreibt. hoher Aufwand Indentieren und so ist doof Pretty Printer nehmen nicht sehr Wartungsfreundlich

Template basierte Code Generierung hat sich durchgesetzt


Template basierte Code Generierung

class $owner.name { public void initPetriNet () {

#foreach ( $place in $net.places)

Place $place = new Place ();$place.setName ("$place");

#end

#foreach ( $trans in $net.transitions)

Transition $trans = new Transition ();

#foreach ( $src in $trans.preplaces )

$trans.addToPreplaces ($src);

#end. . .

#end} }


Empfohlene Template Engine

Open architecture ware xpand

Codegenerierung

Klasse für das Board

Init Methode baut Schaltung

View Methode baut Bedienfenster

Main Methode startet Applikation


61

switch1 switch2

light_a light_b

switch1

switch2

light1

light2

Codegenerierung

class Board1 { public void init () {

switch1 = new Switch();switch2 = new Switch();light_a = new Light();ligth_b = new Light();switch1.withSucc(light_a);switch2.withSucc(light_a)

.withSucc(light_b); this.withCont(switch1)

.withCont(switch2) .withCont(light_a) .withCont(light_b);

}


62

switch1 switch2

light_a light_b

switch1

switch2

light1

light2

Codegenerierung

class Board1 {…

public void view() {frame = new JFrame();jpane = frame.getRootPane();

jpane.setLayout(…);switch1Button = new Jbutton();switch1Button.addActionListener(

new ActionListener() {public void actionPerformed(){

switch1.receiveMessage(on);}

}jpane.add(switch1Button);

…


63

switch1 switch2

light_a light_b

switch1

switch2

light1

light2


Zusammenfassung

Repository

Meta Model

GUI(Commands)


QVT

Import/ Export

GUI(Unparsing)


Diplomarbeiten am Fachgebiet

Johannes und Sys: Spieleprogrammierung Ruben:

Lego Mindstorms / Chumbee Ubiquitäre Systeme Fujaba – UML Lab Kopplung

Nina: GWT GUI Builder Web Apps

Jörn: Natural Text To Object / Android Apps Fujaba – UML Lab Kopplung

Andreas: Model Transformation in konkreter Syntax / Model Refactorings Fujaba – UML Lab Kopplung

Albert: Fujaba für verteilte Systeme Verifikation & Model Checking


Tool Demo Anforderungen

Graphischer Editor

Speichern und Laden

Undo / Redo

Interpreter

Code Generator

Sprachfeatures: BlockDecl BlockAppl Comp If / While Gen Rekursion?

Documents

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