Modellbasierte Softwareentwicklung

Modellgetriebene Softwareentwicklung (englisch Model-Driven Software Development, MDSD) ist ein Oberbegriff für Techniken, die aus formalen Modellen automatisiert lauffähige Software erzeugen.^[1] Dabei werden domänenspezifische Sprachen (englisch Domain-Specific Languages, DSL) zusammen mit entsprechenden Codegeneratoren und Interpretern eingesetzt.

Der häufig auch im Deutschen benutzte englische Begriff Model Driven Development (MDD) wurde von der OMG markenrechtlich geschützt, weshalb auch der nicht markenrechtlich geschützte Begriff, das Model Driven (Software) Engineering (MD(S)E) als MDD-Äquivalent genutzt wird.

Definition

Bei MDSD nach Stahl et al.^[1] geht es darum, sich bei der Entwicklung von Softwaresystemen möglichst nicht zu wiederholen (DRY-Prinzip). Weil allein mit den Mitteln der jeweiligen Programmiersprache nicht immer passende Abstraktionen zur Beschreibung verschiedener Sachverhalte (Domain) eines Softwaresystems gefunden werden können, werden zielsprachunabhängig entsprechende Abstraktionen in Form von domänenspezifischen Sprachen erschaffen. Diese werden dann entweder generativ oder interpretativ auf die Zielplattform abgebildet.

Natürlich hat der Einsatz dieser Variante eine Auswirkung auf allen Ebenen eines Projektes (sowohl technisch, fachlich als auch im Managementbereich). Deshalb beschreibt die MDSD nicht nur, wie man DSLs, Generatoren usw. entwickelt, sondern auch, wie man diese in (hauptsächlich agilen) Entwicklungsprozessen sinnvoll integriert.

Vorteile von MDSD

Durch den erhöhten Abstraktionsgrad der DSLs, sind Problembeschreibung wesentlich klarer, einfacher und weniger redundant festgehalten. Das erhöht nicht nur die Entwicklungsgeschwindigkeit, sondern sorgt innerhalb des Projektes für klar verstandende Domänenkonzepte. Das Konzept der Ubiquitous Language aus dem Domain-Driven Design wird hier auf die Konzeptebene der Softwarearchitektur angewandt.

Weiterhin wird die Evolution der Software durch die Trennung der technischen Abbildung und der fachlichen Modelle wesentlich vereinfacht. Auch das Testen fällt leichter, da man nicht mehr jede einzelne Zeile Code testet, sondern nur exemplarisch.

Domänenspezifische Validierung in den Entwicklungswerkzeugen sorgt für sehr kurze Turnarounds.

Werkzeuge für MDSD

• Reine Modellierungswerkzeuge: Diese dienen lediglich zur grafischen Darstellung und unterstützen keine automatischen Transformationen. Das Modell wird hier in ein Austauschformat (XMI) exportiert und mit gesonderten Transformatoren weiterbearbeitet.
• Reine Transformatoren: Diese dienen ausschließlich der Transformation von Modellen und beinhalten keine grafischen Modellierungsfunktionalitäten. Modelle werden in einem Austauschformat wie XMI in ein internes Modellformat importiert, transformiert und danach wieder exportiert.
• Integrierte MDD-Werkzeuge: Diese bieten Modellierung, Modelltransformationen und Codegenerierung in einem Werkzeug. Überflüssige Export- und Importvorgänge, Kompatibilitätsprobleme beim Datenaustausch und Rüstaufwand bezüglich Integration werden vermieden. Die Navigierbarkeit und Synchronisation zwischen fachlichem und technischem Modell und Implementierungscode wird optimal unterstützt.

Beispiele für integrierte MDD-Werkzeuge

• OOMEGA Modellgetriebene Softwareentwicklung auf der Grundlage von Objektpersistenz mit Unterstützung von openArchitectureWare
• Apollo for Eclipse Modeling Tool für Eclipse (Gentleware)
• Select Architect Werkzeug für modellgetriebene Softwareentwicklung mit MDA Unterstützung und Modelltransformationen
• Sympedia GenFw EMF Basiertes Generator Framework
• ArcStyler (Interactive Objects Software GmbH)
• Eclipse + openArchitectureWare + EMF (Eclipse Foundation)
• Eclipse + openArchitectureWare + Enterprise Architect (Eclipse UML2)
• MagicDraw (NoMagic) MagicDraw UML
• objectiF (microTOOL)
• TargetLink (dSPACE)
• Together Architect (Borland)
• Rational Application Developer (IBM)
• Simulink (Erweiterung zu Matlab)
• ASCET (ETAS)
• TOPCASED - (Open Source)
• OptimalJ (Compuware)
• HyperSenses und ANGIE (DELTA Software Technology)
• Rhapsody (Telelogic)
• ARTiSAN Studio
• GUIDE Studio (Elektrobit Corporation)
• Modulestudio (Guite) Eclipse-basiertes MDSD-Tool für das Zikula PHP Application Framework

Literatur

• Thomas Stahl, Markus Völter, Sven Efftinge: Modellgetriebene Softwareentwicklung. Techniken, Engineering, Management. 2. Auflage. d.punkt Verlag, Mai 2007, ISBN 978-3898644488. 
• Georg Pietrek, Jens Trompeter (Hrsg.): Modellgetriebene Softwareentwicklung. MDA und MDSD in der Praxis. 1. Auflage. Entwickler-Press, Juni 2007, ISBN 978-3939084112. 
• Christian Welzel: Modellgetriebene Softwareentwicklung im E-Government. 1. Auflage. Vdm Verlag Dr. Müller, Mai 2008, ISBN 978-3639010268. 
• Sven Efftinge, Peter Friese, Jan Köhnlein: Best Practices of Model-Driven Software Development

Siehe auch

• Model Driven Architecture, eine Umsetzung der modellgetriebenen Entwicklung der OMG
• Modellbasiertes Testen als Gegenstück zu MDD

Quellen

1. ↑ ^{a b} Thomas Stahl, Markus Völter, Sven Efftinge: Modellgetriebene Softwareentwicklung. Techniken, Engineering, Management. 2. Auflage. d.punkt Verlag, Mai 2007, ISBN 978-3898644488.