Validation of ADOxx metamodels based on semantic technologies

Diese Diplomarbeit erforscht die Verwendung der semantischen Technologie als Mittel um die Korrektheit der Metamodelle zu prüfen. Ein gegebenes Metamodell soll mit seinem Meta-Metamodell konform gehen, genauso wie ein Modell mit seinem Metamodell konform geht. Die Anpassung der Metamodelle wird durch ihre syntaktisch und semantisch korrekte Definition erreicht. Mit anderen Worten - ein Metamodell soll immer in Übereinstimmung mit den Regeln, die durch die Syntax gesetzt werden, und mit dem Sinn, der durch die Semantik definiert wird, sein. Obwohl die heutigen Metamodellierungswerkzeuge syntaktische Checks unterstützen, werden die semantischen Checks nicht immer abgedeckt. Die Metamodellierungswerkzeuge, die semantische Checks unterstützen, können unter einer kleinen Anzahl von verschiedenen Ansätzen für die Umsetzung auswählen. Die Definition von semantischen Checks kann entweder hartkodiert sein oder mit der Verwendung einer Nebenbedingungssprache, wie zum Beispiel OCL (Object Constraint Language), erreicht werden. Unabhängig von dem Ansatz ist die Definition der semantischen Nebenbedingungen eine komplexe und zeitaufwendige Aufgabe. Das Hauptproblem liegt in der wachsenden Anzahl der Nebenbedingungen beim Meta-Metamodell, welche zu dem wachsenden Risiko führt, widersprüchliche Nebenbedingungen zu definieren. In dieser Arbeit werde ich die Möglichkeiten der Nutzung von semantischen Technologien als Mittel zur Definition von semantischen Nebenbedingungen erkunden. Genauer gesagt, werde ich die Möglichkeiten der semantischen Reasoners und der vielversprechenden Ontologiesprache OWL 2 (Web Ontology Language 2) - eine sich selbst beschreibende und ausdrucksstarke Sprache, die auf semantischen Technologien basierend ist - untersuchen und, ob sie etwas zu dem Gebiet der Validierung der Metamodelle beiträgt. Die Anwendbarkeit dieses Konzepts wird auf dem Meta-metamodell der ADOxx Metamodellierungsplattform basieren. Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, eine einfachere und deklarativere Definition von semantischen Nebenbedingungen innerhalb des Meta-Metamodells zu erreichen und damit eine effizientere, schnellere und genauere Validierung der Metamodelle zu erschaffen.The underlying work investigates the use of semantic technologies as a means to ensure the correctness of metamodels. In the same way that the model conforms to its metamodel, a metamodel must conform to its meta-metamodel. Conformance of metamodels is achieved by their syntactically and semantically correct definition. More specifically, a metamodel must always be in compliance with the rules enforced by syntax, and with the semantic constraints defined by semantics. While today’s metamodelling tools support syntactic checks, semantic checks are not always covered. Metamodelling platforms that support semantic checks can choose among a small number of various approaches for implementation. Semantic constraints definition can either be hard-coded, or defined with the use of a constraint language, like Object Constraint Language (OCL). No matter what the approach is, definition of semantic constraints is a complex and time consuming task. Main problem is the growing number of semantic constraints within the meta-metamodel leading to the growing risk of defining contradictory checks. Throughout this work, we are going to explore the possibilities of the use of semantic technologies as a means for the definition of semantic constraints on the meta-metamodel level. More specifically, we are going to explore the possibilities of the promising ontology language Web Ontology Language 2 (OWL 2) - a self-descriptive and highly expressive language based on semantic technologies - to be used for the formal specification of semantic constraints. Additionally, we are going to explore the capabilities of using semantic reasoners for executing the semantic constraints and detecting possible violations. The applicability of this approach will be based on the meta-metamodel of the ADOxx metamodelling platform. Main objectives of this work are to achieve an easier, more declarative and easy to maintain definition of semantic constraints within the meta-metamodel, and thus a more effective and more accurate validation of metamodels