Métamodélisation

Un métamodèle est un modèle d'un modèle, et la métamodélisation est le processus de génération de tels métamodèles. Ainsi, la métamodélisation ou métamodélisation est l'analyse, la construction et le développement des cadres, règles, contraintes, modèles et théories applicables et utiles à la modélisation d'une classe prédéfinie de problèmes. Comme son nom l'indique, ce concept applique les notions de méta- et de modélisation en génie logiciel et en ingénierie des systèmes . Les métamodèles sont de nombreux types et ont des applications diverses.

Un métamodèle/modèle de substitution est un modèle du modèle, c'est-à-dire un modèle simplifié d'un modèle réel d'un circuit, d'un système ou d'une entité de type logiciel. Le métamodèle peut être une relation mathématique ou un algorithme représentant les relations d'entrée et de sortie. Un modèle est une abstraction des phénomènes du monde réel ; un métamodèle est encore une autre abstraction, mettant en évidence les propriétés du modèle lui-même. Un modèle se conforme à son métamodèle de la même manière qu'un programme informatique se conforme à la grammaire du langage de programmation dans lequel il est écrit. Différents types de métamodèles incluent les équations polynomiales, les réseaux neuronaux, le krigeage , etc. La « métamodélisation » est la construction d'un ensemble de « concepts » (choses, termes, etc.) dans un certain domaine. La métamodélisation implique généralement l'étude des relations de sortie et d'entrée, puis l'ajustement des métamodèles appropriés pour représenter ce comportement.

Les utilisations courantes des métamodèles sont :

• En tant que schéma pour les données sémantiques qui doivent être échangées ou stockées
• En tant que langage qui prend en charge une méthode ou un processus particulier
• En tant que langage permettant d'exprimer une sémantique supplémentaire d'informations existantes
• En tant que mécanisme permettant de créer des outils fonctionnant avec une large classe de modèles au moment de l'exécution
• En tant que schéma de modélisation et d'exploration automatique des phrases d'un langage avec des applications à la synthèse de tests automatisés
• En tant qu'approximation d'un modèle de plus haute fidélité à utiliser lorsqu'une réduction du temps, des coûts ou de l'effort de calcul est nécessaire

En raison du caractère « méta » de la métamodélisation, la pratique et la théorie des métamodèles sont toutes deux pertinentes pour la métascience, la métaphilosophie , les métathéories et la systémique , ainsi que la métaconscience. Le concept peut être utile en mathématiques et a des applications pratiques en informatique et en génie informatique / génie logiciel . Ces derniers sont le principal sujet de cet article.

En génie logiciel , l'utilisation de modèles est une alternative aux techniques de développement basées sur le code plus courantes. Un modèle est toujours conforme à un métamodèle unique. L'une des branches les plus actives actuellement de l'ingénierie pilotée par les modèles est l'approche appelée architecture pilotée par les modèles proposée par l'OMG . Cette approche est incorporée dans la spécification Meta Object Facility (MOF).

Les spécifications de métamodélisation typiques proposées par l'OMG sont UML , SysML , SPEM ou CWM. L'ISO a également publié le métamodèle standard ISO/IEC 24744. [ Tous les langages présentés ci-dessous pourraient être définis comme des métamodèles MOF.

La modélisation des métadonnées est un type de métamodélisation utilisé en génie logiciel et en ingénierie des systèmes pour l'analyse et la construction de modèles applicables et utiles à une classe prédéfinie de problèmes. (voir aussi : modélisation des données ).

L'utilisation systématique de langages de transformation de modèles est une avancée importante dans l'ingénierie pilotée par les modèles . L'OMG a proposé une norme à cet effet, appelée QVT for Queries/Views/Transformations. QVT est basé sur la fonction méta-objet (MOF). Parmi les nombreux autres langages de transformation de modèles (MTL), quelques exemples d'implémentations de cette norme sont AndroMDA, VIATRA , Tefkat , MT, ManyDesigns Portofino.

Les méta-modèles sont étroitement liés aux ontologies . Tous deux sont souvent utilisés pour décrire et analyser les relations entre les concepts :

• Ontologies : expriment quelque chose de significatif dans un univers ou un domaine de discours spécifié en utilisant la grammaire pour utiliser le vocabulaire. La grammaire spécifie ce que signifie être une déclaration, une assertion, une requête, etc. bien formée (contraintes formelles) sur la façon dont les termes du vocabulaire contrôlé de l'ontologie peuvent être utilisés ensemble.
• Méta-modélisation : peut être considérée comme une description explicite (constructions et règles) de la manière dont un modèle spécifique à un domaine est construit. En particulier, cela comprend une spécification formalisée des notations spécifiques au domaine. En règle générale, les métamodèles sont – et doivent toujours suivre – un ensemble de règles strictes. « Un métamodèle valide est une ontologie, mais toutes les ontologies ne sont pas modélisées explicitement comme des métamodèles. »

Pour l'ingénierie logicielle, plusieurs types de modèles (et leurs activités de modélisation correspondantes) peuvent être distingués :

• Modélisation des métadonnées (modèle MetaData)
• Modélisation des méta-processus (modèle MetaProcess)
• Méta-modélisation exécutable (combinant les deux éléments ci-dessus et bien plus encore, comme dans l'outil à usage général Kermeta )
• Langage de transformation de modèle (voir ci-dessous)
• Métamodèles polynomiaux
• Métamodèles de réseaux neuronaux
• Métamodèles de krigeage
• Métamodèles polynomiaux par morceaux (splines)
• Krigeage amélioré par gradient (GEK)

Une bibliothèque de métamodèles similaires a été appelée un zoo de métamodèles. Il existe plusieurs types de zoos de métamodèles. Certains sont exprimés dans ECore. D'autres sont écrits dans MOF 1.4 – XMI 1.2. Les métamodèles exprimés dans UML – XMI 1.2 peuvent être téléchargés dans Poseidon for UML, un outil UML CASE .