Méta-modélisation avec Eclipse/EMF

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1 UTM M2 ICE INGÉNIERIE DIRIGÉE PAR LES MODÈLES BE mai 202 Comprendre les outils de méta-modélisation de Topcased L objectif de ces premiers exercices est de prendre en main les outils proposés par Eclipse Modeling Tools pour la méta-modélisation. En fait, nous allons surtout utiliser les outils dévéloppés dans le cadre d Eclipse EMF (Eclipse Modeling Framework) et l éditeur Ecore développé dans le cadre du projet TOPCASED et contribué au projet EMF. Nous nous appuyons sur un langage simplifié de modélisation de processus de développement, appelé SimplePDL. Son méta-modèle Ecore est présenté à la figure. Process name: EString[] << enumeration >> WorkSequenceType..* activities worksequences finishtostart starttofinish WorkDefinition name: EString[] predecessor successor linkstosuccessors linkstopredecessors WorkSequence linktype: WorkSequenceType[] FIGURE Méta-modèle initial de SimplePDL Exercice : Préparation Nous allons commencer par créer un projet et y placer le méta-modèle fourni.. Création d un projet sous Eclipse. Comme toujours sous Eclipse, il faut commencer par créer un projet. On peut faire File / New / Project..., puis sélectionner «General / Project». Après avoir donné un nom au projet, par exemple IDM, faire Finish. Le projet est créé et apparaît dans le navigateur de projets («Navigator»), généralement sur la gauche..2 Sélection de la perspective Topcased. La perspective Ecore est composée de l éditeur (ici l éditeur Ecore) dans la partie centrale, avec en dessous une partie avec la vue «Properties» listant et permettant de modifier les propriétés de l élément sélectionné sur l éditeur. Sur la gauche, il y a le navigateur des projets en haut et l Outline en bas. L Outline présente, sous une forme BE /7

2 arborescente, une vue complète du modèle dont l un des diagrammes est en cours d édition. Un diagramme est une vue du modèle. Pour sélectionner la perspective Ecore, on peut faire Window / Open perspective / other, puis cliquer «Ecore»..3 Récupérer le modèle fourni. Mettre le modèle Ecore de SimplePDL fourni, SimplePDL.ecore, dans le projet créé à la question.. Il suffit par exemple de sélectionner le projet «IDM», faire un clic droit pour sélectionner «import», puis General / File System. Exercice 2 : Visualiser le méta-modèle Le méta-modèle de SimplePDL est fourni sous la forme d un fichier Ecore. Voyons comment en consulter le contenu. 2. Avec un simple éditeur texte. Le fichier Ecore n est pas très... lisible! Pour s en convaincre, il suffit de l ouvrir dans un éditeur texte, par exemple choisissant «Text Editor» pour «open with» dans le menu contextuel. 2.2 Avec l éditeur arborescent Ecore d EMF. Nous pouvons aussi le visualiser sous forme arborescente en utilisant le «Sample Ecore Model Editor». Utilisable mais pas forcément des plus pratique Avec l éditeur graphique Ecore de EMF. Nous allons donc utiliser l éditeur graphique Ecore développé dans le projet Topcased et contribué à EMF pour visualiser ce méta-modèle. Il suffit de faire «New / Ecore Diagram», vérifier que l option «Create from an existing model» est sélectionnée ainsi que le modèle SimplePDL.ecore. Après avoir vérifié que l option «Initialize the diagram with existing model objectfs» est activée, cliquer sur Finish. L éditeur graphique Ecore apparaît alors avec une fenêtre contenant un paquetage rempli avec tous les élements contenus dans le fichier Ecore SimplePDL.ecore. Modifier la position des éléments pour retrouver un méta-modèle SimplePDL proche de celui donné à la figure. Exercice 3 : Valider un modèle Ecore À tout moment, il est possible de vérifier la validité du méta-modèle par rapport aux règles Ecore. En fait, on vérifie que le fichier Ecore contient bien un modèle conforme au méta-modèle Ecore. Vérifions maintenant la correction du méta-modèle que l on vient d écrire. Commencer par sauver le méta-modèle. 3. Depuis l éditeur graphique. Il suffit de cliquer sur le symbole vert (Validate the model), à la fin de la barre des boutons. 3.2 Depuis l éditeur arborescent. Après avoir ouvert le modèle Ecore dans l éditeur arborescent (voir question 2.2), il suffit de se placer sur l élément racine (SimplePDL), sélectionner Validate après avoir cliqué à droite. La vérification est lancée. Exercice 4 : Engendrer le code Java et l éditeur arborescent Une fois le méta-modèle construit, nous pouvons engendrer le code Java correspondant ainsi qu un éditeur arborescent permettant de saisir un modèle conforme au méta-modèle SimplePDL. Encore beaucoup de clics en perspective! BE 2/7

3 4. Créer un projet EMF. Faire ensuite File / New / Project, ouvrir Eclipse Modeling Framework, sélectionner EMF Project et faire Next. Donner un nom au projet, par exemple pdlemf. Faire Next. Sélectionner Ecore model puis Next. Sélectionner le fichier SimplePDL.ecore, en faisant Browse workspace..., puis ouvrir Workspace, cliquer sur le projet initial (TPMM) et cocher SimplePDL.ecore avant de cliquer OK. Faire enfin Next et Finish. Le projet pdlemf doit apparaître dans le Navigator et le fichier SimplePDL.genmodel apparaît dans la partie centrale. 4.2 Configurer la génération. Le fichier SimplePDL.genmodel contient les propriétés qui permettent de configurer la génération du code. Par exemple, on peut décider si la valeur d un attribut sera éditable ou non. Nous nous limitons ici à une configuration minimale, donc pas de changements. 4.3 Engendrer le code Java et l éditeur arborescent. En sélectionnant la racine SimplePDL (du.genmodel), on peut maintenant sélectionner Generate All. Les projets pdlemf.edit et pdlemf.editor apparaissent. Exercice 5 : Utiliser l éditeur arborescent Pour utiliser l éditeur arborescent que l on vient d engendrer, il faut lancer un nouvel Eclipse. 5. Lancer un nouvel Eclipse. Sélectionner le projet pdlemf, en faisant un clic droit, sélectionner Run As / Run... Sélectionner Eclipse Application, puis New_configuration. Si New_configuration n apparaît pas, sélectionner sur New, en faisant un clic droit sur Eclipse Application. On peut ensuite cliquer Run. 5.2 Créer un projet. Comme toujours, nous commençons par créer un projet (File / New / Project, puis General / Project) que l on peut appeler ExemplePDL. 5.3 Lancer l éditeur arborescent. Dans le projet que l on vient de créer, on peut lancer l éditeur arborescent en faisant New / Other... puis dans Example EMF Model Creation Wizards, on sélectionne SimplePDL Model. C est bien le notre! On peut ensuite conserver le nom par défaut proposé pour le modèle (My.SimplePDL). Sur l écran suivant, il faut choisir le Model Object, l élément racine de notre modèle. On prend Process. On peut enfin faire Finish. 5.4 Saisir un modèle de processus. Le fichier My.SimplePDL est dans la fenêtre principale. Il contient l élément Process. On peut cliquer à droite pour créer des activités (WorkDefinition) ou des dépendances (WorkSequence). Cet éditeur s appuie sur la propriété containment pour savoir ce qui peut être créé (en utilisant New Child du menu contextuel). Par exemple, en se plaçant sur un élément WorkDefinition, on ne peut pas créer de WorkSequence puisque les référence linktopredecessors ou linktosuccessors sont des références avec containment positionné à faux. Pour avoir accès aux propriétés, il est conseillé de repasser dans la perspective Ecore (vue «Properties»). Créer le modèle de processus qui est présenté à la figure 2. On peut utiliser Validate sur chacun des éléments du modèle. Ceci vérifie cet élément et ses sous-éléments. 5.5 Quitter le deuxième Eclipse. Maintenant que notre modéle de processus est saisi, nous pouvons le sauver et quitter Eclipse pour revenir au premier Eclipse que nous avions lancé. BE 3/7

4 Conception finishtostart RedactionDoc Developement RédactionTests FIGURE 2 Exemple de modèle de procédé 2 Compléter le méta-modèle de SimplePDL Notre but est maintenant de compléter le méta-modèle de SimplePDL. Nous proposons un nouveau méta-modèle (figure 3) qui a deux modiciations principales :. la notion de ProcessElement a été ajoutée comme généralisation de WorkDefinition et WorkSequence. Un processus est donc un ensemble de d éléments de processus qui sont soit des activités, soit des précédences. 2. la notion de Guidance a été également ajoutée. C est l équivalent d une annotation UML qui permet de décrire un élément de processus. Elle contient un seul attribut qui est un texte. Process name: EString[] processelements ProcessElement elements Guidance << enumeration >> text: EString[] WorkSequenceType finishtostart starttofinish WorkDefinition name: EString[] predecessor successor linkstosuccessors linkstopredecessors WorkSequence linktype: WorkSequenceType[] FIGURE 3 Nouveau méta-modèle de SimplePDL Exercice 6 Discuter les avantages/inconvénients du nouveau méta-modèle par rapport au précédent. Exercice 7 Modifier le méta-modèle fourni pour qu il corresponde à celui de la figure 3. Attention, il faut utiliser l option validate pour vérifier que le méta-modèle de SimplePDL ne contient pas d erreurs. Exercice 8 Engendrer l éditeur arborescent et vérifier le modèle initialement saisi. BE 4/7

5 3 Définir un méta-modèle des réseaux de Petri Maintenant que nous avons manipulé les techniques liées à la méta-modélisation sous Eclipse/EMF, nous pouvons définir un méta-modèle pour les réseaux de Petri. Voici quelques explications concernant les réseaux de Petri. Elles sont largement inspirées de Définition Un réseau de Petri est un tuple (S, T, F, M 0, W ) où : S définit une ou plusieurs places. T définit une ou plusieurs transitions. F définit un ou plusieurs arcs (flèches). Un arc ne peut pas être connecté entre 2 places ou 2 transitions ; plus formellement : F (S T ) (T S). M 0 : S N appelé place initiale, où, pour chaque place s S, il y a n N jetons. W : F N + appelé ensemble d arcs primaires, assignés à chaque arc f F un entier positif n N + qui indique combien de jetons sont consommés depuis une place vers une transition, ou sinon, combien de jetons sont produis par une transition et arrivent pour chaque place. De nombreuses définitions formelles existent. Cette définition concerne un réseau placetransition (ou P-T). Représentation Un réseau de Petri se représente par un graphe orienté composé d arcs reliant des places et des transitions. Deux places ne peuvent pas être reliées entre elles, ni deux transitions. Les places peuvent contenir des jetons. La distribution des jetons dans les places est appelée le marquage du réseau de Petri. Les entrées d une transition sont les places desquelles part une flèche pointant vers cette transition, et les sorties d une transition sont les places pointées par une flèche ayant pour origine cette transition. La figure 4 propose quelques exemples de réseaux de Petri. Dynamique d exécution Un réseau de Petri évolue lorsqu on exécute une transition : des jetons sont pris dans les places en entrée de cette transition et envoyés dans les places en sortie de cette transition. Le nombre de jetons pris dans les places d entrée et mis dans les places de sortie est celui indiqué par l arc correspondant. Une transition ne peut être exécutée que si elle est exécutable 2, c est-à-dire qu il y a dans chaque place d entrée un nombre de jetons au moins égal au nombre de jetons indiqué sur l arc. L exécution d une transition est une opération indivisible qui est déterminée par la présence du jeton sur la place d entrée.. On emploie aussi les verbes franchir ou tirer. 2. On dit aussi franchissable, sensibilisée, validée ou tirable. BE 5/7

6 hiver printemps automne été Producteur Tampon Consommateur FIGURE 4 Exemples de réseaux de Petri L exécution d un réseau de Petri n est pas déterministe, car il peut y avoir plusieurs possibilités d évolution à un instant donné. Si chaque transition dans un réseau de Petri a exactement une entrée et une sortie alors ce réseau est un automate fini. Extensions On définit deux extensions sur ces réseaux de Petri. Tout d abord nous définissons une notion de temps sur les transitions sous la forme d un intervalle [temps min, temps max ]. Le temps commence à s écouler à partir du moment où la transition est exécutable. Elle doit alors s exécuter dans l intervalle de temps indiqué. On parle alors de réseau de Petri temporel. On ajoute aussi un nouveau type d arc appelé read-arc. Il s agit d un arc qui relie nécessairement une place d entrée à une transition. Il consiste à vérifier que la place a bien au moins le nombre de jetons indiqué sur cet arc. Si c est le cas, la transition est exécutable. Lors de l exécution de la transition, les jetons ne sont pas enlevés de la place d entrée du read-arc. Cette notion de read-arc n a de sens que dans le cas de réseau de Petri temporel. Sinon, elle pourrait être simulée par un arc remettant les jetons consommés par la transition dans la place concernée. Dans le cas d un réseau de Petri temporel, le temps serait remis à 0 pour les transitions qui ont cette place pour entrée. La figure 5 présente un exemple de réseau de Petri temporel avec read-arc FIGURE 5 Le même réseau de Petri avec un read-arc et sans Exercice 9 Proposer un méta-modèle pour représenter les réseaux de Petri décrit ci-dessus et BE 6/7

7 saisir le modèle Ecore correspondant. On pourra l appeler PetriNet.ecore. Exercice 0 Engendrer l éditeur arborescent EMF, saisir des exemples de réseau de Petri et les valider. Exercice Est-ce que tous les modèles conformes au méta-modèle PetriNet correspondent effectivement des réseaux de Petri. Donner quelques contre-exemples. Est-il facile/possible de modifier le méta-modèle pour exclure ces modèles indésirables? BE 7/7