Integration of a graph-based model indexer in commercial modelling tools

Softeam has over 20 years of experience providing UML-based modelling solutions, such as its Modelio modelling tool, and its Constellation enterprise model management and collaboration environment. Due to the increasing number and size of the models used by Softeam’s clients, Softeam joined the MONDO FP7 EU research project, which worked on solutions for these scalability challenges and produced the Hawk model indexer among other results. This paper presents the technical details and several case studies on the integration of Hawk into Softeam’s toolset. The first case study measured the performance of Hawk’s Modelio support using varying amounts of memory for the Neo4j backend. In another case study, Hawk was integrated into Constellation to provide scalable global querying of model repositories. Finally, the combination of Hawk and the Epsilon Generation Language was compared against Modelio for document generation: for the largest model, Hawk was two orders of magnitude faster.

Stress-testing centralised model stores

One of the current challenges in model-driven engineering is enabling effective collaborative modelling. Two common approaches are either storing the models in a central repository, or keeping them under a traditional file-based version control system and build a centralized index for model-wide queries. Either way, special attention must be paid to the nature of these repositories and indexes as networked services: they should remain responsive even with an increasing number of concurrent clients. This paper presents an empirical study on the impact of certain key decisions on the scalability of concurrent model queries, using an Eclipse Connected Data Objects model repository and a Hawk model index. The study evaluates the impact of the network protocol, the API design and the internal caching mechanisms and analyzes the reasons for their varying performance.

Story Driven Web Applications

Kern der vorliegenden Arbeit ist die Modellierung komplexer Webapplikationen mit dem Story-Driven-Modeling Ansatz.Ziel ist es hierbei,die komplette Applikation allein durch die Spezifikation von Modellen zu entwickeln. Das händische Erstellen von Quelltext ist nicht notwendig. Die vorliegende Arbeit zeigt sowohl den Forschungsweg, der die angestrebte Modellierung von Webapplikationen ermöglicht, als auch die resultierenden Ergebnisse auf. Zur Unterstützung des Entwicklungsprozesses wird weiterhin ein modellgetriebener Softwareentwicklungsprozess vorgestellt, der die Modellierung einer Webapplikation von der Aufnahme der Anforderungen, bis zur abschließenden Erzeugung des Quelltextes durch Codegenerierung aus den spezifizierten Modellen, abdeckt. Für den definierten Prozess wird ferner Werkzeugunterstützung innerhalb der Fujaba Toolsuite bereitgestellt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die bestehede Toolsuite hierzu um alle zur Prozessunterstützung notwendigen Werkzeuge erweitert. Darüber hinaus wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit die in Fujaba bestehenden Werkzeuge erweitert, um neben den klassischen Möglichkeiten zur Modellierung komplexer Java-Applikationen auch die Erzeugung von Webapplikationen zu ermöglichen. Neben der genauen Beschreibung des Entwicklungsprozesses werden im Rahmen dieser Arbeit die entstehenden Webapplikationen mit ihren spezifischen Eigenschaften genau beschrieben. Zur Erzeugung dieser Applikationen wird neben dem Entwicklungsprozess die Diagrammart der Workflowdiagramme eingeführt und beschrieben. Diese Diagramme dienen der Abbildung des intendierten Userworkflows der Applikation im Rahmen der Anforderungsanalyse und stellen im weiteren Entwicklungsverlauf ein dediziertes Entwicklungsartefakt dar. Basierend auf den Workflowdiagrammen werden sowohl die grafische Benutzerschnittstelle der Webapplikation beschrieben, als auch ein Laufzeitsystem initialisiert, welches basierend auf den im Workflowdiagramm abgebildeten Abläufen die Anwendung steuert. Dieses Laufzeitsystem wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit entwickelt und in der Prozessunterstützung verankert. Alle notwendigen Änderungen und Anpassungen und Erweiterungen an bereits bestehenden Teilen der Fujaba Toolsuite werden unter dem Aspekt der Erstellung clientseitiger Datenmodelle einer Webapplikation genau beschrieben und in Verbindung mit den zu erfüllenden Voraussetzungen erläutert. In diesem Zusammenhang wird ebenfalls beschrieben, wie Graphtransformationen zur Umsetzung von Businesslogik auf der Clientseite einer Webapplikation eingesetzt werden können und auf welche Weise Datenmodelländerungen zwischen unterschiedlichen Clients synchronisiert werden können. Insgesamt zeigt die vorliegende Arbeit einen Weg auf, den bestehenden Ansatz des StoryDriven-Modeling für die Erzeugung von Webapplikationen einzusetzen. Durch die im Rahmen dieser Arbeit beschriebene Herangehensweise werden hierbei gleichzeitig Webbrowser zu einer neuen Klasse von Graphersetzungs-Engines erweitert, indem Graphtransformationen innerhalb der Ajax-Engine des Browsers ausgeliefert und ausgeführt werden.

Traceability support in software product lines

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática.

A framework to operate transformations between distinct models differing in modelling concepts

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Scalable Intelligence for Scheduling Systems

A personalização é um aspeto chave de uma interação homem-computador efetiva. Numa era em que existe uma abundância de informação e tantas pessoas a interagir com ela, de muitas maneiras, a capacidade de se ajustar aos seus utilizadores é crucial para qualquer sistema moderno. A criação de sistemas adaptáveis é um domínio bastante complexo que necessita de métodos muito específicos para ter sucesso. No entanto, nos dias de hoje ainda não existe um modelo ou arquitetura padrão para usar nos sistemas adaptativos modernos. A principal motivação desta tese é a proposta de uma arquitetura para modelação do utilizador que seja capaz de incorporar diferentes módulos necessários para criar um sistema com inteligência escalável com técnicas de modelação. Os módulos cooperam de forma a analisar os utilizadores e caracterizar o seu comportamento, usando essa informação para fornecer uma experiência de sistema customizada que irá aumentar não só a usabilidade do sistema mas também a produtividade e conhecimento do utilizador. A arquitetura proposta é constituída por três componentes: uma unidade de informação do utilizador, uma estrutura matemática capaz de classificar os utilizadores e a técnica a usar quando se adapta o conteúdo. A unidade de informação do utilizador é responsável por conhecer os vários tipos de indivíduos que podem usar o sistema, por capturar cada detalhe de interações relevantes entre si e os seus utilizadores e também contém a base de dados que guarda essa informação. A estrutura matemática é o classificador de utilizadores, e tem como tarefa a sua análise e classificação num de três perfis: iniciado, intermédio ou avançado. Tanto as redes de Bayes como as neuronais são utilizadas, e uma explicação de como as preparar e treinar para lidar com a informação do utilizador é apresentada. Com o perfil do utilizador definido torna-se necessária uma técnica para adaptar o conteúdo do sistema. Nesta proposta, uma abordagem de iniciativa mista é apresentada tendo como base a liberdade de tanto o utilizador como o sistema controlarem a comunicação entre si. A arquitetura proposta foi desenvolvida como parte integrante do projeto ADSyS - um sistema de escalonamento dinâmico - utilizado para resolver problemas de escalonamento sujeitos a eventos dinâmicos. Possui uma complexidade elevada mesmo para utilizadores frequentes, daí a necessidade de adaptar o seu conteúdo de forma a aumentar a sua usabilidade. Com o objetivo de avaliar as contribuições deste trabalho, um estudo computacional acerca do reconhecimento dos utilizadores foi desenvolvido, tendo por base duas sessões de avaliação de usabilidade com grupos de utilizadores distintos. Foi possível concluir acerca dos benefícios na utilização de técnicas de modelação do utilizador com a arquitetura proposta.

Sustainability of systems interoperability in dynamic business networks

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Derivation and consistency checking of models in early software product line engineering

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Informática

Analysable software language translations

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Informática

Child programming: an adequate domain specific language for programming specific robots

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Uma abordagem para derivar modelos de requisitos a partir de mecanismos de reconhecimento de voz

A elicitação de requisitos é uma das primeiras actividades do processo de Engenharia de Requisitos. Através desta etapa é possível capturar e estruturar os requisitos dos stakeholders e do sistema a ser implementado. Tipicamente esta estruturação é representada através de notação gráfica com o auxílio de ferramentas CASE. Estas ferramentas tornam esta actividade exclusiva, em termos de acessibilidade, a engenheiros sem deficiências físicas devido à complexidade das funcionalidades oferecidas pelas mesmas que permitem construir estes modelos. Nesta dissertação de mestrado é proposto desenvolver uma abordagem com suporte de uma ferramenta para melhorar a acessibilidade, e consequentemente,integrar um engenheiro de requisitos com limitações físicas na actividade de elicitação de requisitos. A ferramenta também possibilita uma alternativa para os stakeholders em geral para produzir modelos sem usar as mãos quando for mais conveniente. Esta abordagem propõe usar mecanismos de voz na geração de modelos de requisitos, mais concretamente modelos de requisitos orientados a objectivos, modelos de objectos e modelos de features usando técnicas de Model-Driven Development (MDD) (e.g., metamodelos). O stakeholder assim irá capturar os seus requisitos através de mecanismos de reconhecimento de voz, sendo automaticamente realizada uma transformação do seu discurso para um modelo KAOS, para um modelo conceptual ou para um modelo de features.

Família de DSLs para integrated modular avionics

Na atualidade existe a necessidade de produzir novos aviões de forma rápida, eficiente e económica com o objetivo de abrir novas rotas de voo, expansão das já existentes e substituição de aviões em fim de vida útil. Neste contexto, e sem nunca deixar de cumprir os apertados requisitos do domínio que incluem a exigência de elevada qualidade, a indústria adotou a arquitetura IMA que permite executar várias aplicações aviónicas num único sistema de computação partilhado. Com esta arquitetura, o desenvolvimento do software para as aeronaves ganhou uma elevada relevância, sendo necessário gerar código automaticamente, reutilizar código já testado proveniente de outras aplicações anteriormente desenvolvidas e garantir o mais cedo possível que o software desenvolvido se encontra de acordo com os standards. Apesar da complexidade do domínio, desenvolveu-se uma ferramenta que permite produzir a estrutura do código de novas aplicações para a aviónica. Aferramenta lida com a variabilidade das diversas linhas de produto e reduz o tempo de desenvolvimento. Uma DSL poderia ser uma solução apropriada, pois permite cobrir diversos requisitos exigidos, no entanto, esta solução não é exequível porque seria necessário produzir uma linguagem para cada configuração de software aviónico diferente se pretendêssemos tirar partido da especificidade. Com esta dissertação, solucionou-se esta dificuldade com recurso à noção de família de DSLs. Trata-se de um conjunto de linguagens para um domínio específico, que apresentam um conjunto comum de conceitos chave, mas que adaptam alguns desses conceitos para cumprir a variabilidade dos requisitos. Utilizou-se a abordagem MDD para desenvolver um gerador automático de DSLs que é capaz de produzir a linguagem desejada de acordo com a configuração de software pretendida para a partição pertencente a um módulo aviónico. As linguagens geradas apresentam um nível de usabilidade adequada para o domínio, bem como têm a capacidade de validar as construções efetuadas usando a DSL e produzir os artefactos pretendidos.

A DSL for querying building data streams of energy, eeather and occupation data

The superfluous consumption of energy is faced by the modern society as a Socio-Economical and Environmental problem of the present days. This situation is worsening given that it is becoming clear that the tendency is to increase energy price every year. It is also noticeable that people, not necessarily proficient in technology, are not able to know where savings can be achieved, due to the absence of accessible awareness mechanisms. One of the home user concerns is to balance the need of reducing energy consumption, while producing the same activity with all the comfort and work efficiency. The common techniques to reduce the consumption are to use a less wasteful equipment, altering the equipment program to a more economical one or disconnecting appliances that are not necessary at the moment. However, there is no direct feedback from this performed actions, which leads to the situation where the user is not aware of the influence that these techniques have in the electrical bill. With the intension to give some control over the home consumption, Energy Management Systems (EMS) were developed. These systems allow the access to the consumption information and help understanding the energy waste. However, some studies have proven that these systems have a clear mismatch between the information that is presented and the one the user finds useful for his daily life, leading to demotivation of use. In order to create a solution more oriented towards the user’s demands, a specially tailored language (DSL) was implemented. This solution allows the user to acquire the information he considers useful, through the construction of questions about his energy consumption. The development of this language, following the Model Driven Development (MDD) approach, took into consideration the ideas of facility managers and home users in the phases of design and validation. These opinions were gathered through meetings with experts and a survey, which was conducted to the purpose of collecting statistics about what home users want to know.

A domain specific language for domotic systems

To cope with modernity, the interesting of having a fully automated house has been increasing over the years, as technology evolves and as our lives become more stressful and overloaded. An automation system provides a way to simplify some daily tasks, allowing us to have more spare time to perform activities where we are really needed. There are some systems in this domain that try to implement these characteristics, but this kind of technology is at its early stages of evolution being that it is still far away of empowering the user with the desired control over a habitation. The reason is that the mentioned systems miss some important features such as adaptability, extension and evolution. These systems, developed from a bottom-up approach, are often tailored for programmers and domain experts, discarding most of the times the end users that remain with unfinished interfaces or products that they have difficulty to control. Moreover, complex behaviors are avoided, since they are extremely difficult to implement mostly due to the necessity of handling priorities, conflicts and device calibration. Besides, these solutions are only reachable at very high costs, yet they still have the limitation of being difficult to configure by non-technical people once in runtime operation. As a result, it is necessary to create a tool that allows the execution of several automated actions, with an interface that is easy to use but at the same time supports all the main features of this domain. It is also desirable that this tool is independent of the hardware so it can be reused, thus a Model Driven Development approach (MDD) is the ideal option, as it is a method that follows those principles. Since the automation domain has some very specific concepts, the use of models should be combined with a Domain Specific Language (DSL). With these two methods, it is possible to create a solution that is adapted to the end users, but also to domain experts and programmers due to the several levels of abstraction that can be added to diminish the complexity of use. The aim of this thesis is to design a Domain Specific Language (DSL) that uses the Model Driven Development approach (MDD), with the purpose of supporting Home Automation (HA) concepts. In this implementation, the development of simple and complex scenarios should be supported and will be one of the most important concerns. This DSL should also support other significant features in this domain, such as the ability to schedule tasks, which is something that is limited in the current existing solutions.

Sensitivity of the Amazon biome to high resolution climate change projections

ABSTRACT: Despite the reduction in deforestation rate in recent years, the impact of global warming by itself can cause changes in vegetation cover. The objective of this work was to investigate the possible changes on the major Brazilian biome, the Amazon Rainforest, under different climate change scenarios. The dynamic vegetation models may simulate changes in vegetation distribution and the biogeochemical processes due to climate change. Initially, the Inland dynamic vegetation model was forced with initial and boundary conditions provided by CFSR and the Eta regional climate model driven by the historical simulation of HadGEM2-ES. These simulations were validated using the Santarém tower data. In the second part, we assess the impact of a future climate change on the Amazon biome by applying the Inland model forced with regional climate change projections. The projections show that some areas of rainforest in the Amazon region are replaced by deciduous forest type and grassland in RCP4.5 scenario and only by grassland in RCP8.5 scenario at the end of this century. The model indicates a reduction of approximately 9% in the area of tropical forest in RCP4.5 scenario and a further reduction in the RCP8.5 scenario of about 50% in the eastern region of Amazon. Although the increase of CO2 atmospheric concentration may favour the growth of trees, the projections of Eta-HadGEM2-ES show increase of temperature and reduction of rainfall in the Amazon region, which caused the forest degradation in these simulations.