1. Desarrollo de software orientado a servicios y procesos de aprendizaje
Itinerario de Doctorado en Modelado, Simulación y Pruebas de Procesos y Tratamiento de Señales y Datos
Model-Driven Engineering
&
Domain Specific Languages
Iván Ruiz Rube
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos
Universidad de Cádiz
10/04/2012 1

2. Contenidos
 Introducción
 La visión de la OMG
 Lenguajes específicos de dominio
 ¿Cómo desarrollar un DSL?
 Herramientas
 Conclusiones
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3. MDE y DSLs
INTRODUCCIÓN
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4. Evolución del desarrollo software
1. Programación en Ensamblador
x86
2. Programación Estructurada
Pascal, C
3. Orientación a Objetos
C++, Java
4. Componentes software
J2EE, .NET
5. Orientación a Aspectos
AspectJ, Spring Framework AOP
6. Arquitecturas orientadas a Servicios
WSDL, SOAP, REST
7. .…
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5. Modelos
 Hasta ahora, la programación siempre
es el centro de atención
 Al igual que en otras ingenierías..
¡tenemos que aumentar el nivel de
abstracción!
 Los modelos nos ayudan a construir
sistemas más complejos.
 Modelo: descripción o especificación
(de parte) de un sistema software
desde un determinado punto de vista
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6. Ejemplo de Modelo
Diagrama de componentes. Arquitectura de
diseño (3 capas) de un sistema web
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7. Características y utilidades
 Características:
◦ Abstracto: ocultación de elementos
◦ Comprensible: lenguaje entendible
◦ Preciso: correcto sintáctica y
semánticamente
◦ Barato: sencillo de construir
 Utilidades:
◦ Especificar las características del sistema a
desarrollar
◦ Comprenderlo con exactitud
◦ Detectar errores con antelación
◦ Guiar la programación
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8. Problemas
 Sólo suelen usarse como
documentación
 En muchas ocasiones su calidad se
mide “al peso”
 Falta de sincronía: entre modelos y
entre modelos-código
 No podemos optimizar o validar
modelos automáticamente
 ¿Cuál es el retorno de la inversión
que conseguimos al desarrollar
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9. Model-Driven Engineering
 MDE es un “nuevo” enfoque en
Ingeniería del Software
 Utilización de modelos como
artefactos software
 Podremos tener
editores, optimizadores, validadores y
compiladores (transformadores) de
modelos
 Objetivo perpetuo en IS: facilitar
trabajo y reducir tiempos de desarrollo
y número de errores
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10. Usos
 Model-Driven Web Engineering (MDWE)
◦ Generación automática de modelos de
ingeniería (requisitos, análisis, etc.)
 Software Process Engineering (SPE)
◦ Soporte a la gestión de procesos
(metodologías) organizacionales
 Model-Driven Testing (MDT)
◦ Construcción de casos de prueba
 Model-Driven Development (MDD)
◦ Generación automática de código fuente
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11. MDE y DSLs
LA VISIÓN DE LA OMG
(MDA)
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12. Model-Driven Architecture
 MDA es la propuesta
de la OMG para dar
soporte al enfoque
basado en modelos
 MDA ofrece un
conjunto de
estándares y un
enfoque de modelado
basado en niveles
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13. Estándares
 UML: Unified Modeling Language
 OCL: Object Constraint Language
 QVT: Query/View/Transformation
 XMI: XML Metadata Interchange
…
 MOF, SPEM, CWM, ODM, …
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14. Enfoque de modelado
 MDA promueve separar la
especificación de la funcionalidad de
un sistema, de los detalles de
implementación en cualquier
plataforma tecnológica
 Proceso paso a paso de refinamiento
de modelos
 Cercano a la concepción del ciclo de
vida clásico del desarrollo de software
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15. Niveles en MDA
 CIM: Computational Independent
Model
◦ Ej: Modelos de procesos de negocio (ej:
BMPN)
 PIM: Platform Independent Model
◦ Ej: Modelo de casos de uso
◦ Ej: Modelo entidad/relación
 PSM: Platform Specific Model
◦ Ej: Diagrama de clases de diseño
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16. Proceso de desarrollo MDA
Initial Manual Manual Manual
Definition Refinement Refinement Refinement
CIM PIM PSM Code
Transformation Transformation Transformation
Rules Rules Rules
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17. Relación entre siglas “model-
driven”
Jordi Cabot. http://modeling-languages.com/
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18. MDE y DSLs
LENGUAJES
ESPECÍFICOS DE
DOMINIO
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19. Domain Specific Languages
(DSL)
 Lenguaje de programación orientado
a un problema específico.
 Son opuestos a los lenguajes de
propósito general.
 Diseñado para ser utilizado para un
conjunto específico de tareas.
 Herramienta específica para un
trabajo concreto.
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20. Herramienta de Propósito
General
Peter Friese, itemis
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21. Herramienta de Propósito
Específico
Peter Friese, itemis
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22. Domain Specific Languages
(DSL)
 La semántica del lenguaje está muy
cercana al dominio de problema para
el cual se diseña.
 Los DSL ofrecen un alto nivel de
abstracción al usuario. Por
tanto, están dirigidos a “expertos en el
dominio”.
 Ofrecen un vocabulario controlado
para su ámbito.
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23. Clasificación de DSL
 Representación
◦ Visuales
◦ Textuales
 Implementación
◦ Internos
◦ Externos
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24. Ejemplos DSL
Apache Maven
Automatización de la gestión y construcción de
proyectos Java
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25. Ejemplos DSL (II)
JBOSS DROOLS
Reglas de negocio definidas en alto nivel, dentro
de un motor de procesos
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26. Ejemplos DSL (III)
TREW@
Modelado de procedimientos administrativos
telemáticos en el marco de la administración pública
en Andalucía
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27. Ejemplos DSL (IV)
Structured Query Language (SQL)
Manipulación de bases de datos relacionales
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28. Ejemplos DSL (V)
 HTML
◦ Utilizado para escribir páginas web
 CSS
◦ Usado para describir hojas de estilos en
la web
 Flex, Bison o ANTLR:
◦ Para generar compiladores
 AWK, plantillas Wikipedia, shell
scripts, etc.
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29. MDE y DSLs
¿CÓMO DESARROLLAR
UN DSL?
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30. Fases en el desarrollo de un
DSL externo (enfoque MDE)
Diseño del metamodelo
Desarrollo del formato de representación
Generación de transformaciones
Construcción de un IDE
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31. Diseño del metamodelo
 El objetivo es definir los conceptos y
relaciones del dominio del problema
que queremos abordar, mediante un
diagrama de clases.
 Se definen de forma
abstracta, independientemente del
formato de representación deseado.
 Los metamodelos definirán la sintaxis
abstracta de nuestro lenguaje.
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32. Metamodelo
Liberal Fernández, P.; López Urbina, M.; Sales Montes, N.; Tocino García, J.T.
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33. Desarrollo del formato de
representación
 Mecanismo para representar los
elementos del metamodelo.
 El formato más adecuado depende del
tipo de problema que queremos modelar
y de los potenciales usuarios del
lenguaje.
 Tipo de sintaxis:
◦ Visual: basada en el mapping entre
elementos gráficos y elementos de nuestro
metamodelo. usualmente son más fáciles de
interpretar por el usuario
◦ Textual: basada en una gramática (EBNF).
Son más expresivos que los visuales.
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34. Formato de representación
Liberal Fernández, P.; López Urbina, M.; Sales Montes, N.; Tocino García, J.T.
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35. Generación de
transformaciones
 Las transformaciones permiten
„evolucionar‟ modelos.
 Modelo a modelo (M2M)
◦ Mismo modelo:
 Ej: Refactorización o aplicación de un patrón de
diseño.
◦ Modelo distinto
 Ej: Refinamiento de un diagrama de clases de
análisis a un diagrama de clases para un
framework J2EE.
 Modelo a texto (M2T)
◦ Ej: Transformación de un diagrama de
clases de diseño MVC a un conjunto de
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36. Transformaciones M2T
Liberal Fernández, P.; López Urbina, M.; Sales Montes, N.; Tocino García, J.T.
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37. Construcción de un IDE
 Para un DSL visual necesitamos un
entorno de diseño que ofrezca, entre
otros:
◦ Paleta de componentes visuales
◦ Área de trazado
◦ Validación automática de modelos
 Para un DSL textual, sería de gran
ayuda disponer de un entorno que
ofrezca:
◦ Coloreado de sintaxis
◦ Formato de código
◦ Validación instantánea
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38. IDE Procesamiento de
Imágenes
Liberal Fernández, P.; López Urbina, M.; Sales Montes, N.; Tocino García, J.T.
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39. Uso del DSL
Liberal Fernández, P.; López Urbina, M.; Sales Montes, N.; Tocino García, J.T.
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40. MDE y DSLs
HERRAMIENTAS
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41. Herramientas basadas en
MDE
 Es evidente que necesitamos
herramientas que ofrezcan soporte a los
principios del enfoque MDE.
 Las herramientas MDE permiten diseñar
y validar modelos escritos en lenguajes
estándar, como UML y luego
transformarlos en otros modelos.
 Algunos ejemplos:
◦ Enterprise Architect
◦ Acceleo
◦ StarUML
◦ …
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42. Herramientas de desarrollo
DSL
 Para dar soporte a las fases del
desarrollo de un DSL, necesitamos
herramientas que nos asistan en
dicho proceso.
 Algunos ejemplos:
◦ Eclipse (Modeling Project)
◦ MS Visual Studio (DSL Tools)
◦ MetaEdit+
◦ …
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43. Eclipse Modeling Project
 MDT: Model Development Tools
 EMF: Eclipse Modeling Framework
 GMP: Graphical Modeling Project
 TMF: Textual Modeling Framework
 M2M: Model-to-Model Transformation
 M2T: Model To Text Transformation
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44. MDE y DSLs
CONCLUSIONES
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45. Conclusiones
 El enfoque MDE promueve el
desarrollo y transformación de
modelos para dar soporte a diversas
actividades en IS.
 Existe gran interés en el mundo
académico e investigador. Sin
embargo, aún no se ha consolidado
completamente en la industria.
 Podemos construir con poco esfuerzo
DSLs visuales o textuales.
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46. Model-Driven Engineering
&
Domain Specific Languages
Iván Ruiz Rube
ivan.ruiz@uca.es
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