Quality driven model transformations for feedback provisioning

Verifying that a software system has certain non-functional properties is a primary concern in many engineering fields. Although several model-driven approaches exist to predict the quality attributes of a system from design models, they still lack the proper level of automation envisioned by Model Driven Software Development. In particular, when a potential issue concerning the non-functional properties is discovered in system models, the identification of a solution is still entirely up to the engineer and to his/her experience. Automation for the interpretation of the analysis results, for the identification of the potential quality-related issues, and for the identification of the possible solutions and design alternatives is mandatory for the successful application of Model Driven Engineering techniques in the current development practice. This problem, known in literature with the term feedback provisioning, is the problem on which our research concentrates. In this thesis we present QVT-Rational, our multi-modeling and programmable framework to automate the detection-solution loop characteristic of feedback provisioning. QVT-Rational proposes the adoption of quality-driven model transformations to specify how alternative system variants exhibiting certain quality properties can be automatically generated and proposed as feedback to the engineer. Our framework represents a valid improvement in the process of designing for quality. It provides a language to define the non-functional properties of interest for a particular engineering domain, a language to specify requirements about them, a convenient mechanism to integrate existing analysis tool-chains in order to predict quality, and provides an engine to automatically explore the solution space and identify valid system alternatives.

La verifica delle proprietà non funzionali esibite da un sistema software è un aspetto di estrema importanza in molti ambiti ingegneristici. Sebbene diversi approcci esistano per predire la qualità di un sistema tramite i modelli di design, questi non forniscono ancora il livello di automazione ipotizzato dalle tecniche di sviluppo software basate sui modelli. In particolare, quando un potenziale problema riguardante le proprietà non funzionali è identificato nei modelli di design di un sistema, l'ingegnere è obbligato a fare affidamento solo sulle sue capacità e sulle sue esperienze passate per identificare una soluzione. Automazione nell'interpretazione dei risultati delle analisi di qualità, nell'evidenziazione dei potenziali problemi riguardanti le proprietà non funzionali, e nell'identificazione delle possibili soluzioni e alternative di design sono caratteristiche necessarie per il successo delle tecniche basate sui modelli nella pratica corrente dello sviluppo software. Questo problema, noto in letteratura con il termine feedback provisioning, è il problema sul quale si concentra la nostra ricerca. In questa tesi presentiamo QVT-Rational, il sistema multi-modello e programmibile che proponiamo per automatizzare il ciclo di identificazione-risoluzione caratteristico del feedback provisioning. QVT-Rational propone l'adozione di un particolare tipo di trasformazioni tra modelli, le trasformazioni tra modelli dirette dagli aspetti qualitativi, per specificare come possibili alternative di design che esibiscono determinate e diverse proprietà non funzionali possano essere automaticamente generate e proposte all'ingegnere durante le fasi di design di un software. Il nostro approccio migliora il processo di gestione delle proprietà non funzionali durante le fasi di progettazione. QVT-Rational fornisce infatti un linguaggio per definire le proprietà non funzionali di interesse per un particolare ambito ingegneristico, un linguaggio per specificare requisiti concernenti gli aspetti qualitativi, un meccanismo conveniente per integrare gli strumenti di analisi esistenti per predire le proprietà non funzionali di sistema a partire dai sui modelli, e un motore per esplorare in modo automatico lo spazio delle soluzioni e identificare automaticamente varianti di sistema valide rispetto ai requisiti ingegneristici.