Decomposition of Relations for Multi-model Consistency Preservation

Im üblichen Softwareentwicklungsprozess beinhaltet die Design-Phase die Erstellung von Modellen des Softwaresystems. Diese Modelle werden nach bestimmten Anforderungen entwickelt und dienen als Dokumentation für Softwareentwickler. UML-Diagramme sind ein Beispiel für häufig verwendete Modelle. Modellgetriebene Softwareentwicklung ist ein Ansatz, bei dem Modelle im Mittelpunkt der Softwareentwicklung stehen. Sie werden ein wichtiger Bestandteil des Softwaresystems, dadurch dass jedes Modell einen bestimmten Aspekt des Systems darstellt. Modelle werden entwickelt, gewartet und getestet. ... mehrAutomatisierte oder teilautomatisierte Modelltransformationen analysieren Modelle und erzeugen Quellcode.

Wenn zwei Modelle das gleiche Softwaresystem abbilden, können sie Informationen miteinander gemein haben. In diesem Fall werden sie als zusammenhängend bezeichnet. Beispielsweise haben der Code und das UML-Klassendiagramm eines objektorientierten Softwaresystems gemeinsame Klassennamen. Infolgedessen führt die Änderung eines Modells zu Inkonsistenzen. Die automatisierte oder teilautomatisierte Auflösung von Inkonsistenzen wird als Konsistenzhaltung bezeichnet. Darüber hinaus werden Abhängigkeiten zwischen Modellen als Konsistenzrelationen bezeichnet. Diese Relationen sind mit Modelltransformationen assoziiert. Falls eine Konsistenzrelation verletzt wird, modifiziert die assoziierte Transformation Modelle, um die Konsistenzrelation zu reparieren.

Multi-Modell-Konsistenzhaltung ist ein entstehendes Forschungsgebiet, das sich auf Netzwerke von Konsistenzrelationen bezieht, also darauf, was passiert, wenn mehrere Modelle und Konsistenzrelationen gleichzeitig funktionieren. Netzwerke von Konsistenzrelationen werfen neue Problem auf, zum Beispiel wenn zwei Konsistenzrelationen nicht kompatibel sind. Der Zweck dieser Masterarbeit ist das Design und die Implementierung der Dekomposition von Relationen, einer Optimierungstechnik für Netzwerke von Konsistenzrelationen. Ziel des Dekompositionsverfahrens ist die automatische Erkennung redundanter Informationen innerhalb von Konsistenzrelationen.

Das vorgestellte Dekompositionsverfahren verändert Konsistenzspezifikationen nicht. Stattdessen gibt es eine Dekomposition der Spezifikation aus. Eine Dekomposition ist eine Menge von unabhängigen und nicht redundanten Konsistenzrelationen. Diese Dekomposition erleichtert die Erkennung möglicher widersprüchlicher Konsistenzrelationen. Dadurch hilft das Dekompositionsverfahren dem Entwickler, Inkompatibilitäten in Konsistenzspezifikationen zu finden. Der Ansatz dieser Arbeit wird durch die funktionale Korrektheit des Verfahrens und die Anwendbarkeit des Prototyps evaluiert. Die Evaluation zeigt, dass die Verwendung des Verfahrens in einem Konsistenzhaltungsprozess von Vorteil ist.

In the usual software development cycle, the phase of conception involves the creation of models of the software system. These models are developed according to specifications and serve as documentation for software developers. UML diagrams are an example of frequently used models. Model-driven software development is an approach in which models are at the heart of software development. They are an integral part of the software system, each model representing a specific aspect of the system. Models are developed, maintained and tested. Automated or semi-automated model transformations analyze models and generate source code.
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When two models represent the same software system, they can share information. In this case, they are said to be interrelated. For example, the code and the UML class diagram of an object—oriented software system have class names in common. As a result, modifying a model results in inconsistencies. The automated or semi—automated management of inconsistencies is known as consistency preservation. Moreover, dependencies between models are called consistency relations. These relations are associated with model transformations. When a consistency relation is broken, the related transformation modifies models to repair it.

Multi-model consistency preservation is a recent area of research that focuses on consistency relation networks, i.e. on what happens when several models and consistency relations coexist. Consistency relation networks raise new issues, e.g. when two consistency relations are incompatible. The purpose of this thesis is the design and the implementation of the decomposition of relations, an optimization technique for consistency relation networks. The aim of the decomposition procedure is to detect redundant information within consistency relations.

The presented decomposition procedure does not alter consistency specifications. Instead, it returns a decomposition of the specification, i.e. a set of independent and non-redundant consistency relations. This decomposition facilitates the detection of possible contradictory consistency relations. As a result, the decomposition procedure helps the developer to find incompatibilities in consistency specifications. We provide an evaluation of our approach by assessing the functional correctness of the procedure and the applicability of its prototype. The evaluation shows that the use of the procedure in a consistency preservation process is beneficial.