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Model-driven method for the development of full-size web-based information systems
2024 & 2025
Dissertation, RWTH Aachen University, 2024
Druckausgabe: 2024. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2025
Genehmigende Fakultät
Fak01
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2024-10-07
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2024-12167
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/999537/files/999537.pdf
Einrichtungen
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
domain specific languages (frei) ; generative ai (frei) ; model-driven software development (frei) ; prototyping (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004
Kurzfassung
Die Implementierung von Informationssystemen stellt eine Vielzahl von Herausforderungen an die Entwickler und erfordert eine Vielzahl von Experten aus unterschiedlichen Anwendungsdomänen. In dieser Arbeit wird eine Methodik im Bereich der generativen modellgetriebenen Entwicklung (MDD) für webbasierte Informationssysteme vorgestellt. Die Methodik besteht aus drei grundlegenden Bausteinen: LLM4CD, CD2GUI und MontiGem. Der erste Baustein LLM4CD basiert auf generativer künstlicher Intelligenz (LLMs) und transformiert natürlichsprachige Anforderungen und Domänenbeschreibungen in Klassendiagramme in CD4A-Notation. Der zweite Baustein CD2GUI verwendet diese Modelle und leitet daraus Modelle für Benutzeroberflächen in GUI-DSL-Notation ab. Der letzte Baustein MontiGem verwendet beide Modellarten, um daraus ein datenzentrisches Informationssystem zu generieren. Ein wichtiger Bestandteil dieser Arbeit ist die Anpassbarkeit der erzeugten Artefakte. Dies betrifft vor allem die Möglichkeit für Modellierer, sowohl die durch die KI und CD2GUI erzeugten Modelle, als auch den durch MontiGem erzeugten Code zu editieren und zu erweitern. Somit ist ein iteratives Arbeiten mit der Methodik möglich, ohne dass händisch angepasste Modelle oder Code bei jeder Iteration verworfen werden. Genau diese Anpassbarkeit begünstigt den Übergang von einem unterspezifiziert modelliertem Software-Prototypen zu einem funktional vollständigen modellgetriebenen Informationssystem welches aktiv in Industrie verwendet werden kann. In dieser Arbeit werden neben den drei Bausteinen auch die domänenspezifischen Modellierungssprachen GUI-DSL und CD4A erläutert. Die Methodik wird sowohl in Teilen als auch als Gesamtes evaluiert und diskutiert. Die praktische Anwendbarkeit der Methodik wird anhand der Fallstudie MaCoCo demonstriert. MaCoCo ist ein Informationssystem, das von der RWTH Aachen eingesetzt wird und als robuster Maßstab für die Validierung der Methodik dient. Darüber hinaus werden weitere kleinere Projekte vorgestellt, die ein breites Spektrum an Anwendungen und Erkenntnissen bieten.The implementation of information systems poses a variety of challenges for developers and requires a large number of experts from different application domains. This work presents a methodology in the area of generative model-driven development (MDD) for web-based information systems. The methodology consists of three basic building blocks: LLM4CD, CD2GUI, and MontiGem. The first building block LLM4CD is based on generative artificial intelligence (LLMs) and transforms natural language requirements and domain descriptions into class diagrams in CD4A notation. The second building block CD2GUI uses these class diagrams and derives models for user interfaces in GUIDSL notation. The last building block is MontiGem. It uses both types of models to generate a data-centric information system. An important part of this work is the adaptability of the generated artifacts, this mainly concerns the possibility for modelers to adapt the models generated by the AI and CD2GUI, and to adapt and extend the code generated by MontiGem without having to edit the generated code or models directly. This adaptability facilitates the transition from an underspecified modeled software prototype to a full-size model-driven information system that can be actively used in industry. In addition to the three building blocks, this thesis also presents the domain-specific modeling languages GUI-DSL and CD4A. The methodology is evaluated and discussed both in parts and as a whole. The practical applicability of the methodology is demonstrated using the case study MaCoCo, an information system used by RWTH Aachen University, which serves as a robust benchmark for the validation of the methodology.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis/Book
Format
online, print
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT030929101
Interne Identnummern
RWTH-2024-12167
Datensatz-ID: 999537
Beteiligte Länder
Germany
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