Xem mẫu
- Công nghệ thông tin & Cơ sở toán học cho tin học
PHÁT TRIỂN THUẬT TOÁN SINH CODE CHO ỨNG DỤNG WEB
CHUẨN ĐOÁN BỆNH THỦY SẢN VỚI ATL
Trần Đình Diễn*, Huỳnh Quyết Thắng, Nguyễn Thành Đạt
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu phát triển các quy tắc và giải thuật sinh mã nguồn tự
động từ các mô hình theo kỹ thuật web UWE (UML-based Web Engineering) để tạo ứng
dụng web chẩn đoán bệnh thủy sản (benhthuysan.vn). Các quy tắc được thực nghiệm bằng
ngôn ngữ chuyển đổi ATL, đảm bảo hiệu quả chuyển đổi mô hình cho phát triển ứng dụng
Web hướng mô hình theo kiến trúc MVC. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày phương
pháp tiếp cận MDE để tạo ra các ứng dụng Web từ các mô hình theo kỹ thuật web UWE.
Chúng tôi đã cải tiến xây dựng một số quy tắc, giải thuật sinh code tự động nhằm cải tiến,
nâng cao hiệu quả chuyển đổi từ mô hình UWE sang mã nguồn và xây dựng công cụ
CODEGER-UWE để xây dựng các ứng dựng Web. Đây là một phương pháp với quy trình
phát triển rõ ràng và tiện dụng.
Từ khóa: Sinh mã tự động; Chuyển đổi mô hình; ATL; Phát triển ứng dụng web.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Sinh mã tự động là mục tiêu lâu dài trong kỹ thuật phần mềm và là một bước thiết yếu trong
kỹ thuật hướng mô hình (MDE) [1-5] để phát triển phần mềm, cho phép các nhà thiết kế tự động
tạo ra các ứng dụng từ mô hình thiết kế. Kỹ thuật UWE hoàn toàn tuân thủ theo MDE mục tiêu
tiếp cận của UWE là xây dựng những mô hình CIM, PIM, PSM và sinh code tự động cho ứng
dụng web (hình 1).
Hình 1. Sinh code trong UWE.
Các kỹ thuật chính trong sinh mã tự động bao gồm: Templates and metamodel, Templates
and filtering, API-based generators, Inline code generation, Visitor-Based Approaches [6-9]. Kỹ
thuật Template và Metamodel, mã được tạo bằng cách áp dụng khuôn mẫu cho đặc tả mô hình
thành văn bản (thường là XML/XMI) [10]. Một cách trực quan cho yêu cầu này là cách tiếp cận
dựa trên template nơi mà văn bản được sinh ra từ mô hình được quy định như là một tập các
template dạng văn bản mà được tham số hóa với các phần tử mô hình, một Template xác định
một template văn bản cùng với các điểm mốc (placeholders) cho dữ liệu được trích xuất ra từ mô
hình. Những điểm mốc đó về bản chất là các biểu thức quy định các thành phần metamodel cùng
với các truy vấn là cơ chế chính cho việc lựa chọn và trích xuất giá trị từ mô hình. Giá trị đó
được chuyển đổi qua văn bản bằng cách sử dụng ngôn ngữ biểu thức dựa trên các thư viện xử lý
chuỗi. Template có thể được sử dụng để giải quyết các yêu cầu chuyển đổi phức tạp và chủ yếu
được sử dụng để tạo mã nguồn và đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau [10].
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp Template và Metamodel với nền tảng
công nghệ J2EE, mô hình Web MVC cho kỹ thuật UWE, kết hợp với sự tương đồng về mặt định
nghĩa của bốn mô hình trong UWE là mô hình nội dung, điều hướng, xử lý, trình bày với ba
thành phần trong mô hình MVC, nhóm nghiên cứu phát triển các quy tắc và giải thuật sinh mã
cho ứng dụng web benhthuysan.vn theo kỹ thuật UWE.
Hiện nay, có nhiều nghiên cứu về việc sinh mã theo kỹ thuật UWE. Nghiên cứu [11] đã đề
102 T. Đ. Diễn, H. Q. Thắng, N. T. Đạt, “Phát triển thuật toán … bệnh thủy sản với ATL.”
- Nghiên cứu khoa học công nghệ
xuất sử dụng ATL để chuyển đổi mô hình nhằm hỗ trợ cho nhà thiết kế các hoạt động tạo lập mô
hình bằng cách sử dụng cấu hình UWE và chuyển đổi mô hình bán tự động. Do vậy, còn nhiều
thành phần của mô hình vẫn phải xây dựng lại thủ công; việc sinh code mới chỉ dừng lại ở việc
tạo ra các khung, để lập trình viên viết code.
Hình 2. Sử dụng ngôn ngữ ATL để tạo ra các phần tử JSP [11].
Marianne Busch and Nora Koch [12] phát triên công cụ MagicUWE là một plugin cho
MagicDraw, được phát triển để hỗ trợ thiết kế các ứng dụng web bằng phương pháp UWE.
MagicUWE được pháp triển để hỗ trợ cho nhà thiết kế cho các hoạt động tạo lập mô hình bằng
cách sử dụng cấu hình UWE và chuyển đổi mô hình bán tự động.
Nghiên cứu của Imane Essebaa, Chantit Salima, Mohammed Ramdani [13] là một minh
chứng rất gần đây về việc ứng dụng MDE cho các ứng dụng Web. Công việc của họ mô tả một
công cụ (MoDAr-WA) nhằm mục đích tự động hóa các chuyển đổi từ CIM sang mã. Các tác giả
sử dụng các quy tắc QVT để chuyển đổi giữa các mô hình (CIM sang PIM và PIM sang PSM) và
Acceleo để tạo mã tuân theo kiến trúc MVC từ các mô hình PSM.
Hình 3. Tổng quan về cách tiếp cận trong [13].
Trong tài liệu [14, 15], các tác giả áp dụng MDA để phát triển Ứng dụng web theo cấu trúc
MVC. Nghiên cứu sử dụng ATL (Atlas Transformation Language) làm ngôn ngữ chuyển đổi
thực hiện các phép biến đổi đến mã nguồn Java.
Trong các nghiên cứu [11, 16-18] các tác giả đã đề xuất các quy tắc chuyển đổi mô hình từ
CIM sang PIM sang PSM và [19] bổ sung bộ quy tắc chuyển đổi từ mô hình yêu cầu sang mô
hình xử lý và mô hình trình bày, nhằm cải thiện quá trình chuyển đổi tự động cho các ứng dụng
web sử dụng UWE.
Trong bài báo [20], công bố năm 2018, chúng tôi đã đề xuất bổ sung một số quy tắc chuyển
đổi sang mô hình xử lý và mô hình trình bày, nhằm cải tiến, nâng cao hiệu quả chuyển đổi mô
hình UWE từ công cụ MagicUWE. Nghiên cứu này [20], đã phát triển 03 quy tắc sinh mã từ mô
hình PSM: Quy tắc CM2M sinh mã thành phần Model từ mô hình nội dung; Quy tắc PRES2V
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 72, 04 - 2021 103
- Công nghệ thông tin & Cơ sở toán học cho tin học
sinh mã thành phần View từ mô hình trình bày và Quy tắc NPROM2C sinh mã thành phần
Controller từ mô hình điều hướng và xử lý. Tương ứng với 03 quy tắc này, đã xây dựng 03 giải
thuật sinh mã: CM2M, NPROM2C, PRES2V. Từ các quy tắc, giải thuật xây dựng, nhóm nghiên
cứu đã xây dựng công cụ CODEGER-UWE để hỗ trợ sinh mã nguồn cho ví dụ “Address Book”
Plugin ODEGER-UWE đã cho phép sinh mã nguồn từ bốn mô hình UWE tương ứng với các
thành phần trong mô hình Web MVC, kết quả cho thấy, sinh mã tự động tốt hơn, đây là một vấn
đề thiết thực, nhằm tăng năng suất, tiết kiệm thời gian, chi phí cho nhà phát triển.
Trong nghiên cứu này, kế thừa các kết quả trong [20], chúng tôi tập trung hoàn thiện các quy
tắc và giải thuật sinh code từ các mô hình UWE bằng ATL. Như thế, chúng ta sẽ có một tập các
quy tắc sinh code đầy đủ. Cụ thể, các mô hình mức PIM trong UWE sẽ được chuyển đổi sang
thành phần tương ứng trong kiến trúc MVC. Phương pháp đề suất của chúng tôi được thể hiện tại
hình 4.
- Mô hình nội dung và mô hình xử lý được chuyển đổi sang thành phần Model, trong đó, mô
hình nội dung dùng để định nghĩa cấu trúc cơ sở dữ liệu, mô hình xử lý định nghĩa các hàm,
phương thức mà Model cần cung cấp cho Controller (các Service trong Spring).
- Mô hình điều hướng được chuyển đổi sang thành phần Controller.
- Mô hình trình bày được chuyển đổi sang thành phần View.
Hình 4. Tổng quan phương pháp đề xuất.
Module sinh code gồm có 2 thành phần, phần model-to-model cho phép chuyển đổi từ các mô
hình mức PIM sang các mô hình mức PSM (mô hình Java và mô hình JSP), phần model-to-code
cho phép sinh code từ các mô hình mức PSM thu được thành các file mã nguồn .java và .jsp.
Các đóng góp khoa học của bài báo này bao gồm:
Thứ nhất, xây dựng 23 quy tắc chuyển đổi từ mô hình PIM sang PSM (mô hình Java). Trong
đó, 12 quy tắc chuyển thành thành phần Model từ mô hình nội dung; 08 quy tắc tạo thành phần
View từ mô hình trình bày và 03 quy tắc tạo thành phần Controller từ mô hình điều hướng.
Thứ hai, phát triển 06 truy vấn ATL để sinh mã nguồn từ các mô hình Java; 04 truy vấn ATL
để sinh mã nguồn từ mô hình JSP.
Thứ ba, từ các quy tắc, truy vấn ATL và phương pháp được đề xuất, nhóm nghiên cứu đã xây
dựng công cụ CODEGER-UWE để hỗ trợ sinh mã nguồn cho ứng dụng web benhthuysan.vn.
Nội dung bài báo được cấu trúc như sau: Mục 2 trình bày kỹ thuật Tự động sinh mã nguồn
trong phát triển ứng dụng web hướng mô hình theo kiến trúc MVC, mục 3 trình bày thử nghiệm
đánh giá và phần 4 trình bày kết luận.
2. XÂY DỰNG QUY TẮC CHUYÊN ĐỔI MODEL TO TEXT THEO KIẾN TRÚC MVC
2.1. Tạo thành phần Model
2.1.1. Chuyển đổi mô hình nội dung
Mô hình nội dung chứa biểu đồ lớp của ứng dụng web được mô hình hoá bằng các phần tử mô
104 T. Đ. Diễn, H. Q. Thắng, N. T. Đạt, “Phát triển thuật toán … bệnh thủy sản với ATL.”
- Nghiên cứu khoa học công nghệ
hình UML 2.0 tiêu chuẩn. Mỗi class trong mô hình nội dung được ánh xạ với một class trong phần
model, các thuộc tính được để private và được truy cập thông qua các phương thức getter, setter.
Quy trình thực hiện gồm các bước như sau:
Bước 1: Đọc mô hình nội dung, tìm gói Content;
Bước 2: Với mỗi class trong gói Content, tạo class Java với tên tương ứng, sau đó lấy ra danh
sách các thuộc tính của class;
Bước 3: Với mỗi thuộc tính của class, tạo thuộc tính tương ứng và các phương thức getter,
setter trong class đó.
Trong kiến trúc MVC thành phần Model chứa các lớp dùng để định nghĩa cấu trúc cơ sở dữ
liệu (mỗi lớp tương ứng với một bảng, mỗi trường tương ứng với một cột của bảng trong cơ sở
dữ liệu). Việc chuyển đổi từ mô hình nội dung sang mô hình Java được thực hiện dựa trên 08
luật được thể hiện chi tiết tại bảng 1.
Bảng 1. Các luật chuyển đổi từ mô hình nội dung sang mô hình Java.
Tên luật Phần tử mô hình nội dung Phần tử Java tương ứng
Package2Package Package Package
Class2Class Class Class
Property2Field Property Field
Property2GetterMethod Property Method (get)
Property2SetterMethod Property Method (set)
CollectionProperty2Field Property (số nhiều) Field (Set hoặc List)
CollectionProperty2 GetterMethod Property (số nhiều) Method (get)
CollectionProperty2 SetterMethod Property (số nhiều) Method (set)
2.1.2. Chuyển đổi mô hình xử lý
Mô hình xử lý thể hiện các hành vi trong ứng dụng web mà controller sẽ thực hiện. Model
cần cung cấp phương thức tương ứng để controller gọi khi muốn thực hiện hành vi nào đó. Phần
tử ProcessClass trong mô hình xử lý chứa thuộc tính contentClass tham chiếu đến class trong mô
hình nội dung cho biết hành vi đó ứng với model nào, mỗi hành vi ứng với một phương thức của
service trong kiến trúc MVC.
Quy trình thực hiện gồm các bước như sau:
Bước 1: Đọc mô hình, tìm gói Content;
Bước 2: Với mỗi class trong gói Content, tạo class Service tương ứng trong Java, tìm phần tử
ProcessClass có thuộc tính contentClass tham chiếu đến;
Bước 3: Với mỗi hành vi ứng với ProcessClass, tạo phương thức tương ứng trong class Service.
Gói service thuộc thành phần Model, chứa các phương thức liên quan đến dữ liệu mà ứng dụng
cần gọi đến (truy xuất cơ sở dữ liệu, chuyển đổi, kiểm tra dữ liệu hợp lệ,…). Do đó, các hành vi
trong mô hình xử lý được dùng để định nghĩa các phương thức cho các service. Chúng tôi đã phát
triển 04 luật để thực hiện việc chuyển đổi từ mô hình xử lý sang mô hình Java (bảng 2)
Bảng 2. Các luật chuyển đổi và thành phần tương ứng từ mô hình xử lý sang mô hình Java.
Tên luật Phần tử mô hình xử lý Phần tử Java tương ứng
Package2Package Package Package
Class2Class Class (Content class được Class (Service class)
ProcessClass tham chiếu)
Operation2Method Operation (của ProcessClass) Method (của Service class)
Parameter2MethodParameter Parameter (của các Operation) MethodParameter
2.2. Tạo thành phần Controller
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 72, 04 - 2021 105
- Công nghệ thông tin & Cơ sở toán học cho tin học
Mô hình điều hướng thể hiện luồng chuyển hướng giữa các trang web, mỗi phần tử
NavigationClass trong mô hình điều hướng ứng với một nút trong luồng điều hướng và từ đó
ứng với một yêu cầu từ phía client mà controller cần xử lý. Thuộc tính contentClass tham chiếu
đến class mô hình nội dung và cho biết yêu cầu tương ứng được xử lý bởi lớp Controller nào.
Quy trình thực hiện gồm các bước như sau:
Bước 1: Đọc mô hình, tìm gói Content;
Bước 2: Với mỗi class trong gói Content, tạo class Controller tương ứng trong Java, tìm phần
tử NavigationClass có thuộc tính contentClass tham chiếu đến;
Bước 3: Với mỗi NavigationClass, tạo phương thức trong class Controller với annotation
@RequestMapping ứng với yêu cầu từ client.
Trong kiến trúc MVC thành phần Controller, nhận các yêu cầu từ phía client và gọi các
phương thức cần thiết (thường do các service trong thành phần Model cung cấp) để thực hiện
yêu cầu sử dụng chú thích @RequestMapping để xác định khi nhận được một yêu cầu, phương
thức nào của controller sẽ được thực thi. Trong mô hình điều hướng, mỗi NavigationClass thể
hiện một nút trong luồng điều hướng giữa các trang web tương ứng với một yêu cầu từ phía
client nên được dùng để định nghĩa các phương thức cho controller. Danh sách các luật chuyển
đổi từ mô hình điều hướng sang mô hình Java được thể hiện tại bảng 3.
Bảng 3. Các luật chuyển đổi mô hình điều hướng sang mô hình Java.
Tên luật Phần tử mô hình điều hướng Phần tử Java tương ứng
Package2Package Package Package
Class2Class Class (Content class được Class (Controller class)
NavigationClass tham chiếu)
Class2Method NavigationClass Method (của Controller class)
2.3. Tạo thành phần View
Mô hình trình bày cung cấp một tập các phần tử giao diện dùng để mô hình hoá giao diện
người dùng được hiển thị trên ứng dụng web. Phần tử PresentationPage đại diện cho một trang
web, trong đó, có thể chứa các phần tử giao diện khác: Text, Image, Button, Anchor, TextInput,
FileUpload,…
Quy trình thực hiện gồm các bước như sau:
Bước 1: Tìm các phần tử PresentationPage, tạo phần tử Root tương ứng trong JSP;
Bước 2: Với mỗi phần tử PresentationPage, tìm các phần tử giao diện chứa trong đó và
chuyển thành phần tử giao diện tương ứng trong JSP.
Các luật chuyển mô hình trình bày thành mô hình JSP, cụ thể như sau:
Có 08 luật được xây xây dựng để chuyển đổi mô hình trình bày sang mô hình JSP được thể
hiện ở bảng 4.
Bảng 4. Các luật chuyển đổi mô hình trình bày sang JSP.
Tên luật Phần tử mô hình trình bày Thẻ JSP tương ứng
PresentationPage2JSP PresentationPage html và head
PresentationGroup2JSP PresentationGroup div
Text2JSP Text span
Image2JSP Image img
Button2JSP Button button
Anchor2JSP Anchor a
TextInput2JSP TextInput input (type=”text”)
FileUpload2JSP FileUpload input (type=”file”)
106 T. Đ. Diễn, H. Q. Thắng, N. T. Đạt, “Phát triển thuật toán … bệnh thủy sản với ATL.”
- Nghiên cứu khoa học công nghệ
2.4. Sinh code từ mô hình PSM
Để thực hiện việc sinh mã nguồn, ta cần thêm một bước chuyển đổi từ các mô hình mức PSM
thu được ở trên sang code Java và JSP. Việc này được hỗ trợ bởi các truy vấn ATL.
Truy vấn ATL là chức năng do ATL cung cấp để thực hiện các hành động xử lý, tính toán
trên các mô hình nguồn mà không sinh ra mô hình đích, trong đó, có việc sinh chuỗi kí tự và ghi
ra file. Các truy vấn ATL nhận đầu là các mô hình Java, JSP thu được ở phần trên và cho đầu ra
là các file mã nguồn .java và .jsp tương ứng.
Sinh code từ mô hình Lava
Để thực hiện sinh mã nguồn từ các mô hình java nhóm nghiên cứu đã phát triển 06 truy vấn
ATL, được thể hiện tại bảng 5.
Bảng 5. Các truy vấn sinh mã từ mô hình java.
Tên truy vấn Mục đích
Java2Code Duyệt tất cả class, gọi toString() để sinh mã và ghi ra file
toString Sinh mã cho một phần tử nào đó (package, class, field, method, parameter)
visibility Sinh mã phần access modifier (private, default, protected, public)
scope Sinh mã từ khoá static
fullName Sinh mã cho tên package, kiểu dữ liệu kèm theo đường dẫn package đầy đủ
modifierAbstract Sinh mã từ khoá abstract
Chi tiết truy vấn ATL Java2Code:
query Java2Code = JAVA!Type.allInstances()
-> select(e | e.oclIsTypeOf(JAVA!JavaClass))
-> collect(x | x.toString()
.writeTo('/UWE2JAVA/Output/java/' +
thisModule.getPackageName()
.replaceAll('.', '/') + '/' + x.name + '.java'));
Sinh code từ mô hình JSP
Để thực hiện sinh mã nguồn từ các mô hình JSP nhóm nghiên cứu đã phát triển 04 truy vấn
ATL, được thể hiện tại bảng 6.
Bảng 6. Truy vấn ATL sinh mã mô hình JSP.
Tên truy vấn Ý nghĩa
JSP2Code Duyệt tất cả các nút Root, với mỗi nút Root, gọi getChildren duyệt tất cả các
thẻ (mỗi thẻ gọi getAttributes duyệt tất cả các thuộc tính) và gọi toCode để sinh
mã, ghi vào file tương ứng
getChildren Duyệt tất cả các thẻ
getAttributes Duyệt tất cả các thuộc tính
toCode Sinh mã cho một phần tử (thẻ hoặc thuộc tính)
Chi tiết truy vấn JSP2Code:
query JSP2Code = JSP!Root.allInstances()
-> collect(n | n.getChildren()
-> iterate(n; acc: String = '' | acc + n.toCode())
.writeTo('/UWE2JAVA/Output/resources/jsp/' +
n.documentName));
3. THỬ NGHIỆM SINH CODE VỚI ỨNG DỤNG WEB BENHTHUYSAN.NET
Dựa trên các quy tắc và giải thuật sinh mã được phát triển tại phần 2, chúng tôi đã xây dựng
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 72, 04 - 2021 107
- Công nghệ thông tin & Cơ sở toán học cho tin học
công cụ CODEGER –UWE, cung cấp cho người phát triển web hướng mô hình công cụ để sinh
mã tự động tạo ứng dụng web.
Để đánh giá các luật xây dựng được, chúng tôi áp dụng công cụ CODEGER –UWE vào bài
toán xây dựng website chẩn đoán bệnh thủy sản (benhthuysan.vn). website chẩn đoán và phòng
trị bệnh động vật thủy sản giúp người nuôi có thể chẩn đoán và đưa ra phác đồ điều trị cho bệnh
thủy sản ở mọi lúc, mọi nơi, góp phần từng bước hiện đại hóa và phát triển NTTS bền vững ở
Việt Nam. Ứng dụng web có bốn chức năng: (i) Chức năng gợi ý chọn loại triệu chứng và chuẩn
đoán bệnh, lưu lại thông tin chuẩn đoán: dựa trên các thông tin người dùng lựa chọn để tinh toán
kết quả bệnh, người dùng có thể lưu lại kết quả sau khi đã thực hiện chuẩn đoán. (ii) Chức năng
tìm kiếm thông tin về phác đồ điều trị, thông tin bệnh theo tên bệnh hoặc tên loài thuỷ sản. (iii)
Chức năng người dùng đánh giá sự chính xác về thông tin bệnh (triệu chứng, phác đồ điều trị, kết
quả chuẩn đoán,...).
3.1. Tạo các thành phần Model, Controler, View
3.1.1. Thành phần model
Mô hình nội dung (hình 5) biểu diễn các lớp cơ bản trong ứng dụng bệnh thủy sản, sau khi áp
dụng các luật chuyển đổi được trình bày ở mục 2, mô hình Java được sinh ra tự động. Trong kiến
trúc MVC, gói model thuộc thành phần Model, chứa các lớp dùng để định nghĩa cấu trúc cơ sở
dữ liệu (mỗi lớp tương ứng với một bảng, mỗi trường tương ứng với một cột của bảng trong cơ
sở dữ liệu).
Hình 5. Mô hình nội dung. Hình 6. Mô hình xử lý.
Trong kiến trúc MVC, gói service cũng thuộc thành phần Model, chứa các phương thức liên
quan đến dữ liệu mà ứng dụng cần gọi đến (truy xuất cơ sở dữ liệu, chuyển đổi, kiểm tra dữ liệu
hợp lệ,…). Do đó, mô hình xử lý (hình 6) các các hành vi được dùng để định nghĩa các phương
thức cho các service, nội dung các phương thức được để trống và cần viết code để phương thức
thức hiện chức năng mong muốn.
3.1.2. Thành phần Controler
Thành phần controller nhận các yêu cầu từ phía client và gọi các phương thức cần thiết
(thường do các service trong thành phần Model cung cấp) để thực hiện yêu cầu. Spring sử dụng
chú thích @RequestMapping để xác định khi nhận được một yêu cầu, phương thức nào của
controller sẽ được thực thi. Trong mô hình điều hướng (hình 7), mỗi NavigationClass thể hiện
một nút trong luồng điều hướng giữa các trang web tương ứng với một yêu cầu từ phía client nên
được dùng để định nghĩa các phương thức cho controller. Áp dụng các luật chuyển vào mô hình
điều hướng của ứng dụng bệnh thủy sản, mô hình Java của thành phần Controler sẽ được sinh để
đáp ứng cho việc sinh code tự động.
3.1.3. Thành phần View
Áp dụng các luật chuyển đổi, mô hình trình bày (hình 8) của ứng dụng benhthuysan.vn thu
được mô hình JSP hoàn toàn tương thích với JSP Metamodel.
108 T. Đ. Diễn, H. Q. Thắng, N. T. Đạt, “Phát triển thuật toán … bệnh thủy sản với ATL.”
- Nghiên cứu khoa học công nghệ
Hình 7. Mô hình điều hướng. Hình 8. Mô hình trình bày.
3.2. Thực hiện sinh mã
Áp dụng các luật chuyển đổi và các truy vấn ATL để sinh mã tự động cho ứng dụng web. Mã
nguồn Java và JSP tương ứng với ứng dụng web có 3 gói: model, controller và service (hình 9).
Trong đó, Gói model gồm các lớp thể hiện mô hình nội dung ví dụ: tên cá, bệnh cá, triệu trứng
bệnh,…; Gói service gồm các class Service chứa các phương thức liên quan đến dữ liệu (truy
xuất, chuyển đổi, kiểm tra hợp lệ,…) được hệ thống gọi đến khi cần; Gói controller chứa các
class xử lý các luồng điều hướng trong ứng dụng bao gồm 2 lớp: DiseaseController,
DiagnosisController.
Sau khi bổ sung mã nguồn còn thiếu, ứng dụng thu được có giao diện sử dụng như hình 10.
Hình 9. Cấu trúc mã nguồn được sinh tự động. Hình 8. Giao diện web benhthuysan.vn.
Ưu điểm của nghiên cứu này là chuyển đổi mô hình và tạo mã tự động giữa các mô hình hiệu
quả hơn. Kết quả cho thấy, việc chuyển đổi tự động giữa các mô hình trong UWE tốt hơn trong
các nghiên cứu [12], bao gồm việc mô tả chi tiết các thành phần của mô hình sau chuyển đổi
được thể hiện chi tiết hơn, tiết kiệm thời gian hơn do ít phải can thiệp thủ công. Cụ thể, với mô
hình nội dung, xử lý đối với công cụ CODEGER-UWE do nhóm nghiên cứu đề xuất có số lượng
class sinh ra ít hơn nhưng trong mỗi class sinh ra có nhiều attributes và operations hơn (bảng 7).
Vì vậy, việc sinh các class này có ý nghĩa hơn thay vì các class rỗng.
Bảng 7. Bảng so sách kết quả chuyển đổi mô hình nội dung và mô hình xử lý.
CODEGER-UWE MagicUWE
Mô hình
Classes Attributes Operations Classes Attributes Operations
Nội dung 5 6 10 18 2 0
4 operations
Xử lý 7 5 10 0 0
(2 parameters)
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 72, 04 - 2021 109
- Công nghệ thông tin & Cơ sở toán học cho tin học
Bảng 8. Bảng so sánh kết quả chuyển đổi mô hình điều hướng.
CODEGER-UWE MagicUWE
Mô hình Navigation Navigation
ProcessClass Links ProcessClass Links
Classes Classes
Điều hướng 8 10 17 8 10 18
Bảng 9. Bảng so sách kết quả chuyển đổi mô hình trình bày.
CODEGER-UWE MagicUWE
Mô hình
Classes Properties Classes Properties
Trình bày 3 9 3 9
Như vậy, phương pháp tiếp cận của nhóm nghiên cứu giúp đảm bào tính thống nhất giữa các
mô hình sau khi chuyển đổi, góp phần cải thiện chất lượng chuyển đổi mô hình sang mô hình,
mô hình sang text, đảm bảo hiệu quả chuyển đổi mô hình cho phát triển ứng dụng Web hướng
mô hình.
4. KẾT LUẬN
Bài báo đã trình bày kết quả nghiên cứu phát triển các quy tắc chuyền đổi mô hình gồm hai
phần. Thứ nhất, chuyển đổi model-to-model cho phép chuyển đổi từ các mô hình mức PIM sang
các mô hình mức PSM (mô hình Java và mô hình JSP). Thứ hai, chuyển đổi model-to-code cho
phép sinh mã từ các mô hình mức PSM thu được thành các file mã nguồn .java và .jsp. Cách tiếp
cận của chúng tôi cung cấp một giải pháp hiệu quả cho vấn đề sinh mã tự động theo phương pháp
phát triển ứng dụng Web hướng mô hình UWE. Chúng tôi đã thực hiện được một nghiên cứu
như sau: Đề xuất giải pháp và xây dựng 23 quy tắc chuyển đổi sang mô hình Java (chuyển đổi từ
mức PIM sang PSM): 12 quy tắc chuyển thành, thành phần Model từ mô hình nội dung; 08 quy
tắc tạo thành phần View từ mô hình trình bày và 03 quy tắc tạo thành phần Controller từ mô hình
điều hướng. Phát triển 06 truy vấn ATL để sinh mã các mô hình Java; 04 truy vấn ATL để sinh
mã từ mô hình JSP. Từ các quy tắc, truy vấn ATL đã phát triển, nhóm nghiên cứu đã xây dựng
công cụ CODEGER-UWE để hỗ trợ sinh mã nguồn java và jsp để tạo ứng dụng web
benhthuysan.vn
Trong thời gian tới chúng tôi tiếp tục phát triển, hoàn thiện các quy tắc chuyển đổi thành mô
hình PSM và những giải thuật sinh mã nguồn tự động áp dụng vào các bài toán khác nhau hướng
tới đưa công cụ vào sử dụng rộng rãi để tạo ứng dụng web tự động.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Q. X. Kevin Lano. (2016). "Agile model-based development using UML-RSDS".
[2]. Q. X. Kevin Lano and S. Kolahdouz-Rahimi, "Agile Specification of Code Generators for Model-
Driven Engineering," in The Fifteenth International Conference on Software Engineering Advances,
Porto, Portugal, 2020.
[3]. N. Kharmoum, S. Retal, S. Ziti, and F. Omary, "A Novel Automatic Transformation Method from the
Business Value Model to the UML Use Case Diagram," presented at the Advanced Intelligent
Systems for Sustainable Development (AI2SD’2019), Marrakech, Morocco, 2019.
[4]. A. A. H. Alzahrani, "4GL Code Generation: A Systematic Review," (IJACSA) International Journal
of Advanced Computer Science and Applications, vol. Vol. 11, p. 8, 2020.
[5]. Y. Rhazali, A. E. Hachimi, I. Chana, and M. Lahmer. (2020). "Automate Model Transformation
From CIM to PIM up to PSM in Model- Driven Architecture".
[6]. A. Bajovs, O. Nikiforova, and J. Sejans, "Code Generation from UML Model: State of the Art and
Practical Implications," Applied Computer Systems, vol. 14, p. 10, 08 Jun 2013 2013.
[7]. J. Küster, "Model-Driven Software Engineering Code Generation," IBM Research – Zurich,
Switzerland2011.
[8]. K. Czarnecki and S. Helsen, "Feature-Based Survey of Model Transformation Approaches," IBM
Systems Journal, vol. 45, pp. 621 - 645, March 15, 2006 2006.
110 T. Đ. Diễn, H. Q. Thắng, N. T. Đạt, “Phát triển thuật toán … bệnh thủy sản với ATL.”
- Nghiên cứu khoa học công nghệ
[9]. K. C. a. S. Helsen, "Classification Classification of Model Transformation Approaches," presented at
the OOPSLA’03 Workshop on Generative Techniques in the Context of MDA, USA, 2005.
[10]. E. Syriani, L. Luhunu, and H. Sahraoui, "Systematic Mapping Study of Template-based Code
Generation," Computer Languages, Systems & Structures, pp. 43-62, June 19, 2018 2018.
[11]. K. Nora, "Transformation Techniques in the Model-Driven Development Process of UWE," in sixth
international conference on Web engineering California, USA, 2007, p. 10.
[12]. M. Busch and N. Koch, "MagicUWE – A CASE Tool Plugin for Modeling Web Applications," in 9th
International Conference, ICWE 2009, Spain, 2009, pp. 505-508.
[13]. I. Essebaa, C. Salima, and M. Ramdani, "MoDAr-WA: Tool Support to Automate anMDA Approach
for MVCWeb Application," Computers 2019, p. 23, 2019.
[14]. M. h. RAHMOUNI and S. MBARKI, "Model-Driven Generation of MVC2 Web Applications: From
Models to Code," International Journal of Engineering and Applied Computer Science (IJEACS),
vol. Volume: 02, 2017.
[15]. G. Paolone, M. Marinelli, R. Paesani, and P. D. Felice, "Automatic Code Generation of MVC Web
Applications," computers, vol. Vol. 9, p. 29, 2020.
[16]. M. Busch and M. Á. G. d. Dios, "ActionUWE: Transformation of UWE to ActionGUI Models,"
Institute for Informatics, Germany2012.
[17]. L. Abdellatif, M. Chhiba, A. Tabyaoui, and O. Mjihil, "Model driven architecture approach for
application security integration," Journal of Theoretical and Applied Information Technology, vol. 8,
p. 13, 30th April 2017.
[18]. A. F. Subahi, "A Business User Model-Driven Engineering Method for Developing Information
Systems," Department of Computer Science, University of Sheffie, England, UK, 2015.
[19]. T. D. Dien, H. Q. Thang, and T. Q. Khanh, "Development of The Rules for Model Transformation
with OCL Integration in UWE," in The 7th International Conference On Frontiers Of Intelligent
Computing: Theory And Application (FICTA 2018), Da Nang, Viet Nam, 2018.
[20]. Q.-T. HUYNH, D.-D. TRAN, T.-M.-A. BUI, and P.-L. NGUYEN, "Development of Rules and
Algorithms for Model-Driven Code Generator with UWE Approach," presented at the Advancing
Technology Industrialization Through Intelligent Software Methodologies, Tools and Techniques -
Proceedings of the 18th International Conference on New Trends in Intelligent Software
Methodologies, Tools and Techniques (SoMeT_19), Kuching, Malaysia, 2019.
ABSTRACT
DEVELOPMENT OF CODE GENERATOR ALGORITHMS FOR WEB APPLICATION
AQUATIC DISEASES DIAGNOSE WITH ATL
The research paper develops rules and algorithm code generation from models follow
by UWE technical (UML-based Web Engineering) to create a web application for aquatic
disease diagnosis (benhthuysan.vn). According to MVC architecture, the rules are
implemented in ATL transformation language, ensuring the efficiency of model
transformation for model-oriented Web application development. In this paper, we present
the MDE approach to creating Web applications from UWE web models. We have
improved the construction of a number of rules, an automatic code generation algorithm
to improve, improve the efficiency of the conversion from model to code from UWE models
and built the CODEGER-UWE tool to build Web application. This is a method with a
clear, handy development process.
Keywords: Automatic code generation; Model transformation; ATL; Web applications.
Nhận bài ngày 13 tháng 3 năm 2021
Hoàn thiện ngày 06 tháng 4 năm 2021
Chấp nhận đăng ngày 12 tháng 4 năm 2021
Địa chỉ: Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
*Email: trandinhdien@gmail.com.
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 72, 04 - 2021 111
nguon tai.lieu . vn
