Designing a Change-Driven Language for Model Consistency Repair Routines

Ein Software-System kann während der Entwicklung durch verschiedene Modelle beschrieben werden, um unterschiedliche Teile oder Abstraktionen des Systems darzustellen. Diese Modelle können voneinander abhängige oder sogar redundante Informationen enthalten.
Wenn ein Softwareentwickler an solchen Modellen Änderungen vornimmt ohne diese Abhängigkeiten zu beachten, können die Modelle inkonsistent werden. Ein Entwickler ist kaum in der Lage einen Überblick über alle Modelle eines Entwicklungsprozesses und deren Abhängigkeiten zu behalten. Daher sind automatisierte Verfahren zur Wiederherstellung von Konsistenz nach Modelländerungen notwendig.
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Existierende Methoden erlauben die deklarative Spezifikation von Abhängigkeiten zwischen Modellen, aus denen automatisiert Mechanismen zur Konsistenzerhaltung abgeleitet werden. Diese Ansätze sind in ihrer Ausdrucksmächtigkeit beschränkt und bieten nur eingeschränkten Einfluss auf die Art und Weise in der Konsistenz wiederhergestellt wird. Sie legen automatisiert eine Art der Wiederherstellung der Konsistenz fest, obwohl es verschiedene Möglichkeiten dafür gäbe.
In dieser Arbeit stellen wir die änderungsgetriebene Response-Sprache für die Konsistenzerhaltung von Modellen vor. Sie erlaubt es, die Art und Weise der Wiederherstellung von Konsistenz explizit in imperativen Programmen festzulegen, welche als Reaktion auf festgelegte Änderungen ausgeführt werden. Zusätzlich bietet sie Sprachkonstrukte an, die wiederkehrende Reaktionen kapseln und wiederverwendbar machen. Wir führen einen Konsistenzbegriff mit dem Fokus auf Verständlichkeit ein und stellen eine Kategorisierung von möglichen Modelländerungen vor. Die Sprache ist entsprechend einer allgemeingültigen Struktur für die änderungsgetriebene Wiederherstellung von Konsistenz aufgebaut, welche wir aus unserem Konsistenzbegriff herleiten.
Wir stellen eine Evaluation unseres Ansatzes anhand einer Fallstudie zur Konsistenzerhaltung von Architekturbeschreibungen und deren Implementierung in objektorientiertem Code vor. Die Evaluation zeigt die Anwendbarkeit der vorgestellten Sprache für die Sicherstellung von Modellkonsistenz in diesem konkreten Fall und verdeutlicht einige Vorteile gegenüber einer manuellen Implementierung der Mechanismen zur Konsistenzerhaltung.

A software system under development can be described by several models, which represent different concerns or abstractions of the system. These models can contain dependent or even redundant information.
Whenever a software developer changes such models without considering their dependencies, the models can get inconsistent. A developer can hardly maintain an overview of all models involved in a development process and the dependencies between them. Therefore, automated mechanisms for restoring the consistency after model changes are necessary.
Existing approaches provide declarative constructs for specifying the model dependencies and automatically derive consistency-restoring mechanisms from them. ... mehrThese approaches have limited expressiveness and only allow restricted influence on the way consistency is restored. They prescribe a certain way of restoring consistency although different possibilities exist.
In this thesis, we present the change-driven response language for the repair of model consistency. It allows to specify the way of repair explicitly in imperative routines, which are executed in reaction to specified changes. Besides, the language provides constructs that encapsulate recurring actions and make them reusable. We introduce a consistency definition focused on comprehensibility and a categorization of possible changes within models. The presented language reflects a generic structure for change-driven consistency repair, derived from our consistency definition.
We provide an evaluation of our approach in a case study realizing the consistency of architecture descriptions and their implementation in object-oriented code. The evaluation confirms the applicability of the proposed language for preserving consistency in that exemplary case and reveals benefits compared with a manual implementation.