Concretizing software architectures using a formal language: towards domain-specific languages for formal development based on π-ADL
Concrétisation des architectures logicielles à l'aide d'un langage formel : vers les langages dédiés au développement formel fondés sur π-ADL
Résumé
Under its various manifestations, the software development life cycle is characterized by the stages of analysis, design, development, testing and maintenance. Various techniques and notations have been proposed for tackling the first three stages, in the interest of establishing an engineering approach to software development. Architecture Description Languages or ADLs are languages designed to model software architectures. The architectural approach suggests the definition of a high-level model of the software system, which can go through multiple stages of refinement to a point where the model is capable of generating implementation code. Most existing ADLs are primarily focused on describing software architectures, and therefore are not well suited for use as implementation platforms. Particularly, the code generated is incomplete and addresses certain but not all aspects of the target system. To address the problem of decoupling between model and implementation, in this dissertation I present research work that poses π-ADL as a programming language while predominantly retaining its identity as an architecture description language. To accomplish the integration of π-ADL into the implementation side of the software development life-cycle, a compilation and analysis environment named π-ADL.NET is provided. The design problem of representing a formally-founded, process-oriented ADL in terms of the object oriented .NET platform is explored in detail in the context of our implemented solution. This development effort and subsequent testing is documented in the form of a reusable artefact for developing other language processing tools for π-ADL or other π-calculus based languages. The π-ADL.NET development effort opened the possibility of π-ADL benefiting from the vast libraries of software components available for the .NET platform. Consequently this research also proposes platform specific extensions to π-ADL for the .NET platform, formally expressed in terms of existing π-ADL syntax. Finally, this dissertation presents a comprehensive case study in modelling service oriented architectures using π-ADL, and discusses a few language adaptations focused on the modelling needs of this domain.
L'architecture logicielle est devenue un thème scientifique majeur de l'informatique. En effet, l'architecture logicielle fournit l'abstraction qui permet de développer rigoureusement et de faire évoluer des systèmes logiciels complexes au vu des besoins tant fonctionnels que non fonctionnels. Afin de modéliser les architectures logicielles, un nouveau type de langage est apparu : les langages de description d'architectures (ADL, Architecture Description Language). Divers ADL ont été proposés dans la littérature, mais ces ADL sont restreints à la modélisation d'architectures abstraites, indépendantes des plateformes d'implémentation. Lors de l'implémentation, l'architecture n'est plus représentée. Cette thèse s'inscrit dans le domaine des ADL et porte sur la définition et la mise en œuvre d'un langage pour la concrétisation, c'est-à-dire l'implémentation explicite, d'architectures logicielles. Elle adresse le problème de la construction d'un tel langage et son système d'exécution. Pour cela elle aborde le problème d'un point de vue nouveau : la construction d'un langage centré sur l'architecture logicielle. Assis sur des bases formelles, notamment sur le π-calcul et π-ADL, ces travaux ont donné lieu à un langage formel pour décrire et garantir l'intégrité architecturale d'un système au niveau de sa spécification, de son implémentation et de ses évolutions ultérieures. La machine virtuelle et le compilateur associé sont enfouis dans la plateforme .NET.
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