Кафедра ИУ3
8 октября 2015, 12:00

Исследование и автоматизация процессов синхронизации моделей данных

Докладчик: Д. В. Ошкало

Организация: МГТУ им. Н. Э. Баумана

Аннотация
Важнейшее место в моделе-ориентированной разработке программного обеспечения занимают процессы трансформации моделей, направленные на выполнение таких задач, как создание одних моделей на основе других, рефакторинг моделей, перенос изменений между моделями и т.д. Особый интерес представляет задача синхронизации моделей, которая в настоящее время остается одной из наименее изученных областей моделе-ориентированной разработки. Целью синхронизации является поддержание семантически взаимосвязанных моделей в состоянии, называемом консистентным и характеризуемым отношением, определенным на элементах этих моделей, в условиях внесения в них изменений в процессе разработки.

Приведен обзор современных подходов к трансформации моделей и построенных на их основе систем, особое внимание уделено способу задания отношения консистентности между моделями и набора правил их преобразования. Проведен анализ возможности применения таких систем для решения задачи синхронизации на примере объектно-ориентированных и реляционных моделей, рассмотрены особенности процесса синхронизации и предъявляемые к нему требования. По результатам анализа принято решение о проектировании системы синхронизации моделей и выделены следующие направления исследования: создание полного и корректного набора правил синхронизации, форма записи правил и организация процесса синхронизации, описание компонентов системы, взаимодействия между ними и доказательство ее свойств.

Для решения задачи построения полного и корректного набора правил синхронизации сформулирован критерий, позволяющий судить о возможности построения процесса синхронизации для моделей. Предложен алгоритм, проверяющий модели на соответствие этому критерию, основанный на методе семантической абстракции и поиске эквивалентных связей между элементами синхронизируемых моделей.

При разработке процессов синхронизации предлагается осуществить переход от представления моделей с использованием стандарта MOF к представлению моделей в виде биграфов – структур, объединяющих в себе такие особенности моделируемой системы, как взаимное расположение ее элементов и связи между ними, представленные в виде двух графов. Приведен алгоритм создания правил синхронизации моделей с использованием их биграфового представления в качестве графической нотации. Для обеспечения корректности набора правил применяются ограничения, накладываемые структурой биграфов и шаблоны правил синхронизации. Предложен алгоритм анализа полученного набора правил с целью обнаружения критических пар и возможных конфликтов приоритета при применении правил.

Биграфовое представление также используется при проектировании системы синхронизации как совокупности параллельных взаимодействующих процессов, описанных в виде правил синхронизации моделей и правил реакции, соответствующих поведению компонентов системы и её пользователей. Данный подход позволяет выполнять проверку свойств системы, выраженных в виде LTL-формул, путем применения метода Model Checking.

В заключение проводится сравнение предложенного подхода к проектированию с наиболее используемыми в настоящее время и обсуждаются перспективы развития.
815
5