Directed evolution of model-driven spreadsheets

Abstract

Spreadsheets are among the most used programming languages today. The easy to use and the intuitive nature of the visual interface makes them a preferred programming tool for any kind of individual or organization. The flexibility they provide to organize data as users need to is one of the reasons that makes them so popular. However, this flexibility also makes them very error-prone. In order to improve spreadsheet quality and reduce the number of errors, software engineering practices were introduced, namely object oriented and model-driven techniques. These techniques enabled the specification of the spreadsheet business logic, which offers the possibility to better structure data, while at the same time narrowing the range of types of errors made by user input. While these developments had a huge impact, spreadsheet evolution is still an inherently human process, which is in itself error-prone. In many real world applications of spreadsheets, they are used to store and disseminate data between different systems. Different systems can use different data formats, this leads to the need to change and adapt the data produced by a source system so that it complies to the data format consumed by a target system. Usually in these cases, both the initial and final data models are known in advance. The objective of this thesis is to present techniques that enable data evolution to be made automatically, using model-driven spreadsheets.

Folhas de cálculo são um dos paradigmas de programação mais utilizados actualmente. A sua facilidade de utilização e reduzida curva de aprendizagem torna-as numa das ferramentas de programação mais utilizadas diariamente por milhões de indivíduos e organizações. A flexibilidade concedida pelas folhas de cálculo para organizar dados consoante a preferência dos utilizadores é uma das razões que as torna tão populares. Esta flexibilidade tem, contudo, uma grande desvantagem: torna-as muito propícias a erros. De forma a elevar a qualidade, e reduzir o número de erros em folhas de cálculo, foram introduzidas práticas já estabelecidas em engenharia de software, nomeadamente técnicas de desenvolvimento orientado a objectos e desenvolvimento dirigido por modelos. Com estas técnicas passou a ser possível especificar a lógica de negócio de folhas de cálculo, o que proporciona a estruturação dos dados nelas contidos e, ao mesmo tempo, limita o tipo de erros passíveis de serem cometidos pelos utilizadores. Embora estes desenvolvimentos tenham tido um grande impacto, a evolução de folhas de cálculo continua a ser um processo inerentemente humano, o que pode, ainda assim, originar erros. Em muitos casos reais de utilização de folhas de cálculo, elas são utilizadas para armazenar e disseminar informação entre diferentes sistemas. Diferentes sistemas podem utilizar diferentes formatos de dados, isto leva à necessidade de adaptar os dados produzidos por um sistema para que sejam compatíveis com um determinado sistema de destino. Normalmente nestes casos, ambos os modelos de dados são conhecidos à partida. O objectivo desta tese é apresentar um conjunto de técnicas que permitam fazer esta evolução de forma totalmente automática, utilizando para isso folhas de cálculo dirgidas por modelos.