РОЗРОБКА ПРОБЛЕМНО-ОРІЄНТОВАНОЇ МОВИ МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ПІДТРИМКИ ВАРІАБЕЛЬНОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ В СИСТЕМАХ "РОЗУМНИЙ БУДИНОК"
DOI:
https://doi.org/10.30837/ITSSI.2023.23.045Ключові слова:
проблемно-орієнтована мова; програмне забезпечення; моделювання; варіабельність;Анотація
Побудова концептуальних моделей для проєктування програмного забезпечення (ПЗ), зокрема для таких високотехнологічних застосунків, як системи "Розумний будинок", є складним завданням, від результатів виконання якого суттєво залежить ефективність процесів їхнього розроблення. Одним з інноваційних методів вирішення цієї проблеми є використання предметно орієнтованих мов моделювання (DSML), що дають змогу скоротити витрати часу та інших проєктних ресурсів, потрібних для створення таких систем. Предметом дослідження в роботі є підходи з метою розроблення DSML для систем "Розумний будинок" як окремого класу систем Internet of Things. Мета роботи – запропонувати підхід до розроблення DSML на основі моделі варіабельності властивостей такої системи. Вирішуються такі завдання: аналіз деяких уже наявних підходів до створення DSML; побудова багатоаспектної класифікацій вимог до них, застосування цих вимог щодо проєктування синтаксису конкретного DSML-V для створення варіабельного ПЗ у системах "Розумний будинок"; розроблення технологічної схеми й кількісних метрик для експериментального оцінювання ефективності запропонованого підходу. Використовуються такі методи: моделювання варіабельності, основане на моделі властивостей, формальні нотації для опису синтаксису мови DSML-V, застосування відкритого інструментального CASE-засобу metaDepth. Здобуті результати: побудовано багатоаспектну класифікацію вимог до широко класу мов DSML; розроблено основні синтаксичні конструкції мови DSML-V для підтримки властивостей варіабельності ПЗ систем "Розумний будинок"; надано формальний опис такого синтаксису в нотації Бекуса – Наура; створено технологічну схему компіляції специфікацій мовою DSML-V у синтаксис мови відкритого інструментального CASE-засобу metaDepth; експериментально досліджено ефективність застосування запропонованого підходу з використанням кількісних метрик. Висновки: запропонований метод розроблення спеціалізованої проблемно орієнтованої мови для систем "Розумний будинок" дає змогу проводити багаторівневе моделювання властивостей варіабельності її програмних компонентів і забезпечує зростання ефективності програмування таких моделей приблизно на 14% порівняно з наявними підходами.
Посилання
References
Joanna, F., DeFranco, a, Mohamad, Kassab. (2021), "Smart Home Research Themes: An Analysis and Taxonomy", Procedia Computer Science, Vol. 185. P. 91–100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2021.05.010
Davydov, V., & Hrebeniuk, D. (2020), "Development of the methods for resource reallocation in cloud computing systems", Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, 3 (13), P. 25–33. DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2020.13.025
Gamzayev R.O., Tkachuk M.V., Shevkoplias D.O. (2020), "Knowledge-oriented Information Technology to Variability Management on Domain Analysis Stage in Software Development", Advanced Information Systems, Vol. 4, No. 4, P. 39–47. DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.4.06
D. Karagiannis, H.C. Mayr, J. Mylopoulos. (2016), "Domain-Specific Conceptual Modeling: Concepts, Methods and Tools", Springer, Berlin, 606 p.
Tomaž Kos, Marjan Mernik and Tomaž Kosar. (2022), "Evolution of Domain-Specific Modeling Language: An Example of an Industrial Case Study on an RT-Sequencer", Appl. Sci., 12 (23), 12286. https://doi.org/10.3390/app122312286
Berger, Th., Chechik, M., Kehrer, T. (2019), "Software Evolution in Time and Space: Unifying Version and Variability Management", Dagstuhl Seminar Reports, Vol. 9, Issue 5, P. 1–31.
Jaffari, A., Lee, J., Kim, E. (2021), "Variability Modeling in Software Product Line: A Systematic Literature Review", Studies in Computational Intelligence, vol 930. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-64773-5_1
Huber, R., Pueschel, L., Roeglinger, M. (2019), "Capturing smart service systems: Development of a domain‐specific modelling language", Inf. Systems Journal, Volume 29, Issue 6, P. 1207–1255.
Leila Samimi-Dehkordi, Bahman Zamani, Shekoufeh Kolahdouz-Rahimi. (2019), "Leveraging product line engineering for the development of domain-specific metamodeling languages", Journal of Computer Language,s Volume 51, P. 193–213. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cola.2019.02.006
Maouaheb Belarbi (2018), "A methodological framework to enable the generation of code from DSML in SPL", Proceedings of the 22nd International Systems and Software Product Line Conference (SPLC 2018) – Vol. 2, P. 64–71. DOI: https://doi.org/10.1145/3236405.3236426
Eko K. Budiardjo, Elviawaty M. Zamzami. (2014), "Feature Modeling and Variability Modeling Syntactic Notation Comparison and Mapping", Journal of Computer and Communications, Vol. 2, No. 2, P. 102–108. DOI: 10.4236/jcc.2014.22018
Vale, A., Fernandes, S., Magalhães, A. P. (2019), "Towards a customizable Student Information System
integrating MDD and SPL (S)", Proceedings of the 31st International Conference on Software Engineering
and Knowledge Engineering (SEKE 2019), Lisbon, Portugal, July 10–12 2019, P. 98–106. DOI: https://doi.org/10.18293/SEKE2019-089
Cunha, A., Fernandes, S. and Magalhães, A. (2019), "Integrating SPL and MDD to Improve the Development of Student Information Systems", Proceedings of the 21st International Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2019), P. 197–204. DOI: https://doi.org/10.5220/0007711201970204
Maouaheb Belarbi and Vincent Englebert (2022), "Transforming Domain Specific Modeling Languages into Feature Models", Proceedings of the 10th International Conference on Model-Driven Engineering and Software Development (MODELSWARD 2022), P. 137–146. DOI: https://doi.org/10.5220/0010772000003119
Frank, U., (2010), "Outline of a method for designing domain-specific modelling languages", Research Reports, Institut für Informatik und Wirtschaftsinformatik (ICB), Universität Duisburg-Essen, Germany, P. 1–76.
Rustam Gamzayev, Mykola Tkachuk and Oleksandr Nelipa. (2021), "Domain-Specific Language for Adaptive Development of "Smart-Home" Applications", Proceedings of the 1st International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems 2021 (ITTAP-2021) Ternopil, Ukraine, November 16-18, 2021, CEUR-WS.org/Vol-3039, P. 154–165.
Rustam Gamzayev, (2023), "A Methodology for Development and Usage of Problem-oriented Modeling Languages in "Internet Of Things" Systems", Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference Stockholm, Sweden (February 07–10, 2023), P. 603–608. DOI: https://doi.org/10.46299/ISG.2023.1.5
Cavalcanti Y.C., Machado I.C., Lobato L.L. et al. (2011), "Towards Metamodel Support for Variability and Traceability in Software Product Lines", Proceedings of the 5th International Workshop on Variability Modelling of Software-Intensive Systems, Namur, Belgium (January 27–29, 2011), P. 1–10. DOI: https://doi.org/10.1145/1944892.1944898.
Bashroush R., Garba M., Rabiser Е. et al. (2017), "CASE Tool Support for Variability Management in Software Product Lines", ACM Computing Surveys, 50 (1), Р. 1–45. DOI: https://doi.org/10.1145/3034827
Quinlan, D, Wells, JB & Kamareddine, F., (2019), "BNF-Style Notation as It Is Actually Used", Proceedings of the 12th Conference on Intelligent Computer Mathematics 2019, Prague, Czech Republic, P. 187–204. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-23250-413
Mazurova, O., Naboka, A., Shirokopetleva, M. (2021), "Research of ACID transaction implementation methods for distributed databases using replication technology", Innovative Technologies and Scientific Solutions for Sndustries, № 2 (16), Р. 19–31. DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2021.16.019
Juan de Lara, Esther Guerra, Jesús Sánchez Cuadrado. (2015), "Model-driven engineering with domain-specific meta-modelling languages", Software and Systems Modeling (Springer), Vol 14(1). P. 429–459.
A. Philippot, B. Riera, M. Koza, et al. (2017). "HOME I/O and FACTORY I/O: 2 Pieces of innovative PO simulation software for automation education", European Association for Education in Electrical and Information Engineering Annual Conference (EAEEIE), Grenoble, France, P. 1–6. DOI: https://doi.org/10.1109/EAEEIE.2017.8768639
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.