Ontology-driven metamodeling towards hypervisor design automation: a graphical metamodeling environment

Abstract

Nowadays Graphical User Interfaces (GUI) are very popular in computer systems and many users expect they exist when using some software, especially less experienced users. From the user's point of view, they are the entry point of the system, upon which users communicate with the underlying software. Domain-Specific Languages (DSL) are programming languages developed to solve problems in a specific domain, in contrast to General-Purpose Languages (GPL) [1]. However, there are some issues and challenges in the development and use of DSLs, respectively for the DSL designers and DSL users. One possible solution is specifying a DSL with integrated ontologies, which allows this DSL to be enriched with knowledge of each subdomain so that it can be easily used to build different domain-specific models [2]. With this in mind, an ontology-enriched DSL will be developed to automate the design of a hypervisor. In this way, it is essential to create a modeling environment that allows the construction of models that reflects the syntax and the semantics of the DSL and guides the designer to prevent errors, when a syntactic, semantic inconsistency or incompleteness is found. This Graphical Integrated Development Environment (IDE) abstracts the designer from the DSL infrastructure making it easier to use, improving design complexity management. This Master Thesis describes the ontology-enriched DSM environment co-developed by several members at ESRG to automate the design of a hypervisor as well as the modeling environment created that uses this DSL infrastructure to build different domain-specific models.

Hoje em dia, interfaces gráficas (Graphical User Interfaces - GUI) são muito populares em sistemas computacionais, e muitos utilizadores esperam que elas existam quando usam algum software, principalmente utilizadores menos experientes. Do ponto de vista do utilizador, elas são o ponto de entrada do sistema, através das quais os utilizadores comunicam com o software subjacente. Linguagens de Domínio Específico (Domain-Specific Languages - DSL) são linguagens de programação desenvolvidas para resolver problemas num domínio específico, em contraste com Linguagens de Propósito Geral (General-Purpose Languages - GPL) [1]. No entanto, existem algumas questões e desafios no desenvolvimento e utilização de DSLs, respetivamente para os seus designers e utilizadores. Uma solução possível é especificar uma DSL com ontologias integradas, permitindo que esta DSL seja enriquecida com conhecimento específico de cada subdomínio de modo a ser facilmente usada para construir diferentes modelos de domínio específico [2]. Com isto em mente, uma DSL enriquecida com ontologias será desenvolvida para automatizar a conceção de um hipervisor. Desta forma, é essencial criar um ambiente de modelação que permita construir modelos que reflitam a sintaxe e a semântica da DSL e que guie o designer de forma a impedir a criação de modelos sintaticamente e semanticamente incompletos ou inconsistentes. Este ambiente de desenvolvimento integrado (Integrated Development Environment - IDE) abstrai o designer da infraestrutura da DSL, tornando-a mais fácil de utilizar, e melhorando a gestão de complexidade. Esta dissertação de mestrado descreve o ambiente DSM enriquecido com ontologias colaborativamente desenvolvido por vários membros do ESRG, destinado à automatização do desenho de um hipervisor, e o ambiente de modelação criado que usa esta infraestrutura da DSL para construir diferentes modelos de domínio específico.