Диссертация (1148272), страница 16
Текст из файла (страница 16)
ВведениеВ данной главе рассматриваются основные этапы жизненного цикла визуального предметно-ориентированного языка и рассматриваются возможности поавтоматизации каждого этапа. Описывается «классическая» методика созданиявизуального языка с использованием метаредактора и методика «метамоделирования на лету». Формулируются требования к средствам инструментальнойподдержки, реализация этих требований в системе QReal будет описана в главе 4.3.2.
Фазы жизненного цикла визуальногопредметно-ориентированного языкаВизуальные предметно-ориентированные языки, как и все искусственныеязыки, создаются, развиваются, устаревают и выводятся из эксплуатации. Вслучае с предметно-ориентированными языками эти процессы проходят относительно быстро и часто повторяются, нередко случается так, что язык создаётся иразвивается вместе с решением той задачи, для которой предназначен. Поэтомудля предметно-ориентированных языков понимать их жизненный цикл особенноважно, чтобы иметь возможность организовать процесс их массового создания иподдержки.
Исходя из проведённого анализа методик и собственного опыта, будем выделять следующие этапы жизненного цикла предметно-ориентированныхязыков.1. Анализ применимости.782. Анализ предметной области.3. Проектирование и реализация.4. Развёртывание.5. Эволюция языка.6. Вывод из эксплуатации.Данные этапы не обязательно проходятся последовательно, более типичнаситуация, когда разработка языка ведётся итеративно. Кроме того, возможно дажеперекрытие деятельностей, ведущихся в разных фазах, так что между фазамичасто нет чётких границ.
Представленные фазы жизненного цикла общие длявсех предметно-ориентированных языков (в том числе и текстовых), конкретнаяпоследовательность фаз, через которую проходит проект, определяется моделью жизненного цикла, которая будет введена позже, при описании методики.Кроме того, видно, что жизненный цикл предметно-ориентированного языкарассматривается здесь в тесной связи с жизненным циклом использующего егопредметно-ориентированного решения — существуют языки, живущие независимо от реализующих их инструментов (в том числе и предметно-ориентированныеязыки, такие как SQL), но в данной работе такие языки не рассматриваются.
Реализация предметно-ориентированного решения для уже разработанногоязыка, как и разработка языка без разработки инструментальных средств егоподдержки, являются частными случаями более общей задачи разработки DSMрешения целиком и достаточно нетипичны, чтобы их можно было отдельно нерассматривать.Некоторые исследователи разделяют фазы проектирования и реализации, атакже выделяют в отдельную фазу стабилизацию решения. Несмотря на то,что по нашему опыту решение может находиться в фазе стабилизации годами,мы будем считать её частью фазы проектирования и реализации, посколькутрудно разделить деятельности, ведущиеся на этих этапах.
Сами проектированиеи реализацию также, как представляется, не следует разделять, поскольку прииспользовании DSM-платформы довольно большая часть реализации может бытьсоздана автоматически по результатам проектирования (как правило, метамодели).79Ниже приводится описание основных деятельностей, проводимых на каждомэтапе, и соображения по поводу возможности их автоматизации.3.2.1.
Анализ применимостиНа этом этапе имеется задача, к которой может быть применён предметноориентированный подход, однако неясно, насколько оправдано его применение.Задачей фазы анализа применимости является оценка всех факторов, которыемогут оказать влияние на успешность применения предметно-ориентированногорешения, и вынесение решения о целесообразности начала его разработки. Средитаких факторов наиболее важными являются следующие.• Наличие достаточно узкой предметной области и наличие повторяющихсязадач в ней, либо же задачи с большим количеством необходимых для еёрешения повторяющихся действий.• Наличие экспертизы в предметной области.
Перед тем, как создавать своёDSM-решение, как правило, желательно реализовать несколько проектовв предметной области вручную. В любом случае, в разработке долженучаствовать человек, обладающий достаточно полным представлением опредметной области.• Наличие команды высококвалифицированных программистов, которые будут заниматься разработкой самого предметно-ориентированного решения. Ошибки и недоделки в инструментальных средствах решения будутпроявляться во всех проектах, выполненных с помощью этого решения,поэтому для разработки требуется привлекать по возможности лучшихпрофессионалов.• Наличие необходимых ресурсов и поддержки со стороны руководства.Создание предметно-ориентированного решения сопряжено с довольновысоким уровнем риска и является в некотором смысле долгосрочнойинвестицией — преимущества от его внедрения проявятся только черезнекоторое (иногда довольно значительное) время.
Кроме того, внедрениепредметно-ориентированного решения может привести к изменениям в80структуре и в бизнес-процессах компании, руководство должно быть кэтому готово.Эта фаза наиболее сложна в автоматизации. Оценка должна быть выполненаэкспертом на основании собственного опыта и слабоформализуемых знаний.Могут помочь рекомендации и анкета, приведённые в [36], эта (или подобная)анкета также может быть реализована в каком-либо инструменте, но каждыйпроект имеет слишком много особенностей, чтобы их можно было учесть и предоставить авторам DSM-решения содержательную помощь. Кроме того, обычноесли авторы уже начали пользоваться каким-либо инструментом, решение оначале проекта уже принято. Таким образом, неудивительно, что фаза анализаприменимости не автоматизирована ни в одном из известных нам инструментов.3.2.2.
Анализ предметной областиНа данном этапе используется опыт экспертов предметной области, чтобывыделить ключевые сущности создаваемого языка и отношения между ними.Существует ряд формальных методик анализа, таких как FAST, FODA и другие.Однако такие методики используются довольно редко (поскольку, как правило,ресурсоёмки, и подходят только для больших проектов), чаще используются болеенеформальные подходы. Некоторые указания по этому поводу можно найти в[47], [99], [42] и опять же в [36]. Следует отметить, что в данном случае методы,применимые для текстовых языков, могут быть перенесены на визуальные языкибез изменений, поскольку подходы к анализу предметной области мало зависят отпоследующей реализации языков.
Результатом этой фазы должна стать концептуальная модель предметной области, включающая в себя основные сущности(которые потом станут сущностями создаваемого визуального языка), атрибутыэтих сущностей, связи между сущностями. Кроме того, может быть полезносоставить словарь предметной области и описание общих и отличающихся частейсоздаваемого продукта (или линейки программных продуктов), для разработкикоторого создаётся предметно-ориентированный язык.Кратко перечислим методы анализа предметной области здесь.811. Предметно-ориентированные визуальные языки часто строятся над существующей библиотекой.
В таком случае концепции можно брать напрямуюиз существующего кода.2. Эксперты предметной области могут уже иметь средства выражения знанийпредметной области, имеют свой профессиональный язык, но не имеют инструментов для формализации своих знаний. Часто употребляемыеэкспертом в разговоре существительные могут стать сущностями, режеупотребляемые существительные — атрибутами сущностей, глаголы —операциями или связями.3. Если язык призван визуализировать аппаратную систему, то хорошие кандидаты для сущностей — физические компоненты.4.
Хорошим источником сущностей может служить пользовательский интерфейс системы.5. Бывает полезно проанализировать пространство изменчивости предметнойобласти (variability space), тогда язык может визуализировать изменяющиеся её части, а постоянные части будут реализованы в виде предметноориентированной библиотеки или фиксированы в генераторе. Такой подходнаиболее уместен при разработке линейки программных продуктов.Инструментальная поддержка фазы анализа может быть весьма развитой, но,как отмечается авторами [47], существующие инструменты такой поддержкой необладают, оставляя её специализированным инструментам инженерии знаний.Различные методики анализа предметной области требуют различных инструментов (например, для FODA нужен визуальный язык описания требований, дляанализа знаний экспертов достаточно обычной ER-диаграммы).
Наличие такихинструментов в DSM-платформе может существенно облегчить и упорядочитьсбор и анализ сведений о предметной области, тем более потому, что этоделается всё равно, но неформально, или формальными средствами, для этогоне предназначенными. По результатам анализа возможно автоматически генерировать прототип метамодели языка, можно организовать трассировку междуметамоделью и моделью предметной области, давая возможность отслеживать,как изменения в наших знаниях о предметной области отразятся на метамодели.82Проект QReal ориентирован на «легковесный» процесс создания предметноориентированных языков и предназначен для небольших и средних проектов,поэтому инструментальная поддержка формального анализа предметной области,хотя и является важной и интересной темой, выходит за рамки данной работы. ВQReal предлагается новый подход к анализу предметной области, совмещённомус созданием прототипа метамодели и одновременно с тестированием языка, подробнее об этом в разделе 3.4.
Возможно, другие виды анализа будут реализованыв QReal в дальнейшем.3.2.3. Проектирование и реализацияПроектирование и реализация визуального языка — наиболее хорошо изученная и поддержанная в существующих инструментах фаза его жизненногоцикла. Помимо описания самого языка, обычно требуется реализовать визуальный редактор для него, генератор, предметно-ориентированную библиотеку,другие инструментальные средства (подробнее о составляющих DSM-решенияи соображениях по их реализации см. в [36]). На этой фазе опыт разработкитекстовых языков оказывается неприменим, поскольку текстовые языки обычнозадаются с помощью грамматик, а визуальные языки — с помощью метамоделей.Типичная деятельность по проектированию и реализации визуального языкавключает в себя формализацию абстрактного синтаксиса создаваемого языка(в подавляющем большинстве случаев с помощью метамодели), задание конкретного синтаксиса, автоматическую генерацию по этим описаниям редактораязыка, описание в том или ином виде семантики языка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
