Les travaux proposés dans cette thèse, effectuée dans le cadre du projet ANR TASCCC, présentent une technique de génération de tests à partir de modèles comportementaux en UML/OCL et de proprié- tés temporelles. Pour cela, nous décrivons un langage de propriétés temporelles inspiré des patrons de propriétés introduits par M. Dwyer et al.. Une propriété est définie comme la combinaison d'une portée, qui représente les exécutions du système dans laquelle un motif doit être satisfait. Nous associons à chaque portée et motif une sémantique à base d'automates particuliers, les automates de substitution. Par un mécanisme de substitution d'un automate de motif dans un automate de portée, nous obtenons un automate représentant la sémantique de la propriété. Nous avons ensuite défini des critères de couverture nominaux, inspirés des critères de couverture classiques sur les automates, spécifiques à nos automates de propriété. Ces critères se concentrent sur les informations supplémentaires apportées par la propriété originale, telles que ses évènements, sa portée et son motif. En complément, nous avons défini un critère de couverture qui, par le biais de mutation d'évènements de certaines transitions, permet de cibler des exécutions potentiellement dangereuses du système en tentant de provoquer les évènements interdits de la propriété. Ensuite, nous avons défini pour chaque critère un algorithme qui permet d'extraire des chemins dans l'automate, ciblant les éléments du critère considéré. Ces chemins sont traduits en scénarios dans un langage que nous avons défini. Enfin, un dépliage combinatoire de ces scénarios, éventuellement guidé par des directives de pilotage intégrées à celui-ci, permet la génération de cas de tests abstraits. Finalement, cette approche a été validée par une expérimentation sur une étude de cas dans ce document et sur GlobalPlatform, l'étude de cas de taille industrielle dans le cadre du projet TASCCC.

In this paper, the method is proposed for transforming UML class diagrams with OCL constraints to relational database schemas, having advantages over “UML Profile for Databases” models. The proposed method consists of two phases supplementing each other: metamodel based transformations and pattern-based transformations. All transformations are based on OMG official standards or RFPs (Request for Proposals) and are prepared for use in MDA (Model Driven Architecture) context. This means, that resulting models, created using the described method, are long-lasting, independent from platform and abstract enough to be independent from technology. This work covers analysis of the field of object – relational transformations, analysis of support of OCL in currently used UML tools, transformation rule sets of metamodel transformations and pattern-based transformations, a lot of examples illustrating every transformation. Metamodel transformations are designed to transform object models written in UML language to corresponding relational models: types, classes, attributes, association classes, associations to tables, columns, foreign keys and other concepts. Pattern-based transformations are designed for generating static relational concepts such as check constraints, views, stored procedures and triggers. Using the two described transformation types and the whole method described, one can generate full-fledged relational database schemas, have precise UML models and keep much more... [to full text]

Zugl.: Dresden, Techn. Univ., Diss, 2005

Zugl.: Leiden, Univ., Diss., 2006

University, Diss.--Bremen, 2005.

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Le paradigme ingénierie-dirigée par les modèles (Model-Driven Engine MDE) encourage l'utilisation des modèles et des langages de modélisation durant le processus de développement afin d'améliorer la qualité et la productivité. Les métamodèles sont des composants essentiels de tout écosystème de langage de modélisation afin de définir les aspects structurels d'un domaine d'activité. En complément, l'Object Constraint Language (OCL) est utilisé pour spécifier en détail les aspects du domaine d'activité, par exemple plus de 750 contraintes viennent avec le métamodèle UML. Malheureusement, les métamodèles sont constamment soumis aux changements et évolution qui affectent les contraintes OCL définies qui peuvent avoir besoin d'être co-évolué en conséquence. Bien que plusieurs approches aient été proposées pour détecter les changements de métamodèle lors de l'évolution et de les utiliser par la suite pour co-évoluer les contraintes OCL. Ils ne peuvent toujours pas détecter une trace d'évolution complète et correcte du métamodèle tout en proposant une résolution unique par contrainte OCL impactée alors que des résolutions multiples et alternatives peuvent être appliquées. Dans cette thèse, nous proposons une approche pour détecter les changements de métamodèle lors d'une évolution, tout en visant la complétude et une haute précision. Notre approche de détection considère les changements atomiques et complexes au cours de l'évolution. Par ailleurs, nous proposons une approche dédiée à la co-évolution des contraintes OCL tout en tenant compte des résolutions alternatives et à veiller à ce que seules les résolutions appropriées sont proposées à l'utilisateur pour chaque contrainte OCL impactée. Notre validation montre d'une part que le rappel (recall) de 100% est toujours atteint dans nos cas d'études avec une précision moyenne de 70,75%, qui est encore améliorée par nos heuristiques jusqu'à 91% et 100% dans certains cas. D'autre part, une moyenne de 92% et 93% respectivement syntaxiquement et sémantiquement correcte de co-évolution d'OCL sont atteintes dans nos études de cas. Les deux approches sont implémentées sous forme de plugins pour l'IDE Eclipse, un environnement de développement très répandu pour les développeurs de logiciels. Les plugins sont testés par nos partenaires industriels du projet ANR MoNoGe. Cette thèse a abouti à huit articles publiés et trois autres articles qui sont en cours de soumission / phase de révision. / Model-Driven Engineering (MDE) paradigm promotes the use of models and modeling languages during the development process aiming at a better quality and productivity. Metamodels are core components of any modeling language ecosystem to define structural aspects of a business domain. As a complement, the Object Constraint Language (OCL) is used to specify detailed aspects of the business domain, e.g. more than 750 constraints come with the UML metamodel. Unfortunately, metamodels are subject to a constant change and evolution which impacts the defined OCL constraints that may need to be co-evolved as well. Although several approaches have been proposed to detect metamodel changes during evolution and to use them to co-evolve OCL constraints. They still cannot detect a complete and a correct evolution trace of the metamodel while proposing a unique resolution per impacted OCL constraint whereas multiple and alternative ones can be applied. In this thesis, we propose an approach to detect metamodel changes during evolution while aiming at completeness and high precision. Our detection approach considers both atomic and complex changes during evolution. In addition, we propose a dedicated approach to co-evolve OCL constraints while considering alternative resolutions and ensuring that only the appropriate resolutions are proposed to the user for each impacted OCL constraint. Our validation shows on the one hand that a 100% recall is always reached in our case studies with an average precision of 70.75%, which is improved by our heuristics up to 91% and 100% in some cases. On the other hand, an average of 92% and 93% of respectively syntactically and semantically correct OCL co-evolution are reached in our case studies. Both approaches are implemented as plugins for the Eclipse IDE a wide-spread development environment for software developers. The plugins are under test by our industrial partners in the ANR MoNoGe project. This PhD resulted in eight published papers and three other papers are currently under submission/revision phase.

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Metamodellierung im Sinne der Meta Object Facility (MOF) stellt eine Methode für die strukturelle Definition der abstrakten Syntax von Modellierungssprachen und Modellen im Softwareentwicklungsprozess dar. Um Modellsimulation und dynamische Analysen für metamodellbasierte Sprachen zu unterstützen, fehlt es an einem Kalkül zur operationalen Semantik. In dieser Arbeit wird ausgehend von MOF die Aktionssemantik MActions entwickelt, die die Definition von operationaler Semantik als Verhalten in Metamodellen ermöglicht. Diese Erweiterung geht einher mit der Beschreibung von Laufzeitmodellen sowie Zuständen und Parallelitätseigenschaften, so dass eine Verifikation von dynamischen Eigenschaften möglich wird. Zu diesem Zweck wird mit der Linear Temporal Object Constraint Language (LT-OCL) exemplarisch eine prädikatenlogische Temporallogik entwickelt, die eine metamodellunabhängige Analyse für ausführbare Modelle erlaubt. Dabei ist die Semantik von temporalen Ausdrücken über Zuständsänderungen von (aufgezeichneten) Ausführungsläufen beschrieben, wobei eine Linearisierung parallele Änderungen zusammenführt. Als weiteren Anwendungsfall der dynamischen Analyse untersuchen wir die Relation zum Verhaltensvergleich im Sinne der Bisimulationstheorie. Metamodelle, Aktionssemantik und Temporallogik werden mittels einer erweiterten Abstract State Machine (ASM) formal beschrieben und kommen in zwei Fallstudien zur Anwendung (Timed Automata und C#). / Object-oriented metamodelling as defined by the Meta Object Facility (MOF) provide a means to describe the structure of models and the abstract syntax of modelling languages at various stages in a software development process. However, MOF lacks concepts for the definition of operational semantics and there is no support for dynamic model analysis based on the semantics and abstract states of a language definition. This thesis investigates on extending the metamodelling framework with an action semantics - the MActions - to support the definition of operational semantics in metamodels and enable simulation as well as verification of dynamic properties. For this purpose, runtime models are incorporated with semantics for states, time, and properties of parallelism that allow a generic analysis solely bound to a certain metamodel definition. Furthermore, we develop the Linear Temporal Object Constraint Language (LT-OCL) to perform a dynamic analysis of execution runs based on the executable models. The semantics of this temporal predicate logic is bound to state changes of (recorded) execution traces that are linearizations of parallel changes of the runtimes model. This establishes the link to the theory of bisimulation as a second application case of dynamic analysis. Abstract State Machines (ASM) have been used to formally define the action language in conjunction with metamodels and the temporal logic. As proof of concept of the whole approach, the framework has been implemented and applied to two languages as case studies (namely Timed Automata and C#).

The Model Driven Architecture (MDA) allows moving the software development from the time consuming and error-prone level of writing program code to the next higher level of modeling. In order to gain benefit from this innovative technology, it is necessary to satisfy two requirements. These are first, the creation of compact, complete and correct platform independent models (PIM) and second, the development of a flexible and extensible model transformation framework taking into account frequent changes of the target platform. In this thesis a platform-based methodology is developed to create PIM by abstracting common modeling elements into a platform independent modeling library called Design Platform Model (DPM). The DPM contains OCL-based types for modeling primitive and collection types, a platform independent GUI toolkit as well as other common modeling elements, such as those for IO-operations. Furthermore, a DPM profile containing diverse domain specific and design pattern-based stereotypes is also developed to create PIM with high-level semantics. The behavior in PIM is specified using an OCL-like action language called eXecutable OCL (XOCL), which is also developed in this thesis. For model transformation, the model compiler MOCCA is developed based on a flexible and extensible architecture. The model mapper components in the current version of MOCCA are able to map desktop applications onto JSE platform; the both business object layer and persistence layer of a three-layered enterprise applications onto JEE platform and SAP ABAP platform. The entire model transformation process is finished with complete code generation.