Este documento presenta una introducción al enfoque de ingeniería dirigida por modelos (MDE) y los lenguajes específicos de dominio (DSL). Explica que MDE promueve el uso de modelos como artefactos de software clave y la generación automática de código a partir de modelos. También describe cómo la arquitectura dirigida por modelos (MDA) de la OMG propone un proceso de refinamiento de modelos en varios niveles de abstracción. Finalmente, resume los pasos clave para desarrollar un DSL,

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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