Formulario 1. Presentación de la Propuesta

Transcripción

1 Formulario 1. Presentación de la Propuesta Nombre del Trabajo Integración de lenguajes orientados a objetos estáticos y dinámicos Director Gabriel Baum Codirector Alumnos Nro. Alumno Apellido y Nombres Dirección, teléfono y 4104/8 López, Cristian Edgardo Calle 19 Nro 11, 1- A cristianelopez@gmail.com Clasificación Investigación Investigación Desarrollo Teórica Aplicada Tecnológico Plazo de Ejecución 4 Meses 1/5

2 Objetivo Estudiar los problemas que emergen al intentar combinar lenguajes de programación orientado a objetos estáticos y dinámicos, documentando las soluciones encontradas, para formar un catálogo que permita agilizar futuras integraciones del mismo tipo. Motivación Los lenguajes dinámicos de scripting ( JavaScript, Perl, Python, Lua ), son considerados opuestos a los lenguajes estáticos, de los cuales C++,.Net y Java son los más populares. Sin embargo, estas dos clases de lenguajes pueden complementarse en un mismo sistema brindando lo mejor de ambos mundos. Es este trabajo solo se tendrán en cuenta los lenguajes orientados a objetos. Los lenguajes dinámicos de scripting fueron creados para manipular de manera ágil (sin compilación) y simple las construcciones del lenguaje. Son interpretados, generalmente proveen un sistema de tipos menos rígido, uso de introspección, gran soporte para su extensión, manejo automático de memoria, facilidad para la integración con diferentes sistemas, etc. Este tipo de lenguajes llevan a cabo en tiempo de ejecución muchas acciones que su contraparte realiza en tiempo de compilación (chequeo de tipos, resolución de invocaciones, etc.). Generalmente se obtiene un código claro, conciso y expresivo a costa de una pérdida de performance al momento de la ejecución. Este tipo de lenguajes han sido empleados por lo general, para aplicaciones con altos requerimientos de adaptabilidad y donde la performance no es una restricción, tales como: desarrollo de prototipos, contenido dinámico de aplicaciones CGI (Common Gateway Interface), aunque también han sido utilizados para implementar sistemas de mayor escala como "Ruby on Rails" ( framework MVC (1) de aplicaciones web). Los lenguajes estáticos se caracterizan por ser lenguajes que requieren una compilación previa a la ejecución, tener un sistema de tipos estricto, proveer chequeo estático de errores, posibilidad de generar código eficiente a partir del código fuente, etc. Estas cualidades permiten tener sistemas más robustos y de alta performance. Es común el uso de este tipo de lenguajes en aplicaciones como sistemas de tiempo real, sistemas operativos, aplicaciones empresariales, desarrollos de sistemas de gran magnitud, etc. En cierto tipo de aplicaciones, se han empleado estos dos tipos de lenguajes, para poder aprovechar las ventajas que ofrece cada uno. Entre los dominios o aplicaciones donde se combinan lenguajes dinámicos de scripting y lenguajes estáticos, podemos mencionar: Desarrollo de juegos: Este tipo de desarrollo requiere alta performance para el "rendering" de video y audio; usualmente se programan en lenguajes como C o C++, los cuales proveen las ventajas de los lenguajes estáticos. Pero esta característica no es la única requerida al momento de implementar este tipo de aplicaciones, también 2/5

3 es necesario poder desarrollar de manera ágil (para comprobar los ajustes hechos al juego). Cualquier cambio realizado, exige una nueva compilación. Esta modalidad enlentece el ritmo de trabajo, por ende muchos desarrollos combinan lenguajes dinámicos de scripting y estáticos para resolver el requerimiento de performance y alta adaptabilidad en el desarrollo. Juegos como World of Warcraft (juego on-line desarrollado por Blizzard Entertainment), Half-Life 2 (juego de acción en primera persona creado por VALVe Software) y Monkey Island (juego creado por LucasArts Entertainment Company.) utilizan LUA (2) como lenguaje de scripting sobre el "engine" de gráficos implementado en C++. Extensión de sistemas cerrados: El navegar web Mozila Firefox, ha sido implementado sobre una plataforma llamada "XPCOM", la cual permite la extensión del sistema sin tener que acceder al código fuente de la aplicación. La plataforma provee acceso a los diferentes componentes del sistema mediante un lenguaje de scripting ( XUL (3) + JavaScript (4) ) para poder extender su funcionalidad sin tener que modificar el "core" de la aplicación. No se necesita tener conocimientos sobre el lenguaje de programación usado en el desarrollo de Mozila Firefox, solo conocer la API de extensión y el lenguaje de scripting. Configuración compleja de sistemas: Cuando los sistemas "externalizan" gran parte de su configuración, suele resultar complejo lograr configuraciones apropiadas. En los sistemas GNU/Linux es una práctica recurrente la utilización de DSLs (Domain Specific Language) para resolver este tipo de problemas. Las configuraciones son representadas en scripts, utilizando el lenguaje de dominio definido y son interpretadas en tiempo de carga permitiendo adaptar el sistema de manera simple. Implementación de Reglas de Negocio En los sistemas basados en las reglas de negocio, es necesario poder incorporar cambios en las reglas sin la necesidad de recompilar el resto de la aplicación y más importante aún, sin tener que detener el sistema para poder aplicar los cambios. Jboss Rules es un BRMS (Business Rule Management System) que permite manipular de manera sencilla este tipo de cambios sin tener que recompilar la aplicación. Además, provee un DSL que permite escribir de forma clara e intuitiva las reglas de negocio. Si bien estas tecnologías se han aplicado en forma combinada, no existe documentación ordenada y completa acerca de los problemas surgidos a partir de la integración de lenguajes dinámicos de scripting y lenguajes estáticos. 3/5

4 Un área donde este tipo de combinación aun no se ha explorado, es en la automatización de procesos de testing de software. El área de testing involucra simular escenarios de uso de aplicaciones, por lo tanto, la versatilidad de los lenguajes de scripting es una herramienta poderosa. Por otra parte, si el software testeado esta construido con un lenguaje estático es necesario poder hacer una integración y así combinar las ventajas de ambos mundos generando una solución óptima. Sobre esta problemática se centrará el caso de estudio de esta tesis. Basándonos en las experiencias antes mencionadas en diferentes dominios y en los requerimientos de un sistema de testing con características ya citadas, la solución propuesta debe: 1. Proveer una integración ordenada y controlada entre el lenguaje base (estático) y el lenguaje de scripting 2. Hacer uso del lenguaje de scripting para desarrollar los tests sin tener la necesidad de recompilar completamente el ambiente de testing. 3. Proveer un DSL (Domain Specific Language) para poder escribir los tests usando un vocabulario propio del dominio, lo cual junto con las ventajas de los lenguajes de scripting, acelerará notablemente la programación de los mismos. 4. De los puntos 1 y 2 se desprende que será necesario proveer acceso a los componentes de bajo nivel del ambiente de testing para poder utilizarlos de manera simple desde el lenguaje de scripting. Este tipo de características agilizará el proceso de testing y aumentará la productividad en el momento de la codificación de los tests. (1) Model-View-Controller, patrón de arquitectura de software que separa los datos de una aplicación, la interfaz de usuario y lógica de control en tres componentes distintos. (2) Lenguaje de scripting diseñado para proveer alta performance y facilidades para su extensión. (3) XML-based User-interface Language, lenguaje basado en XML para la descripción de interfaz de usuario en el navegador Mozilla Firefox. (4) Lenguaje de programación interpretado, utilizado principalmente en páginas web. Desarrollos propuestos Integración de un lenguaje dinámico de scripting con un sistema construido en un lenguaje estático para poder generar tests de manera simple y ágil. Se estudiaran los problemas de integración y se documentará su resolución. Resultados esperados A partir de este trabajo se pretende comprender los beneficios de la combinación de lenguajes dinámicos de scripting con los lenguajes estáticos. También se obtendrá un listado de los problemas de integración que surgen al combinar ambos lenguajes, junto con las posibles soluciones y análisis de aplicabilidad. 4/5

5 Referencias bibliográficas [1] Lutz Prechelt. Are Scripting Languages Any Good? A Validation of Perl, Python, Rexx, and Tcl against C, C++, and Java 2003 study. [2] R. de Groot. Design and Implementation of Embedded Domain-Specific Languages. Master's thesis, Utrecht University, Utrecht, The Netherlands, September INF/SCR [3] John McGregor and David A. Sykes. A Practical Guide to Testing Object- Oriented Software. Addison Wesley Object Technology Series, ISBN [4] E. G. Sirer and B. N. Bershad. Using production grammars in software testing. Symposium on Domain Specific Languages, Austin, Texas, October 1999 [5] Anindya Basu-Mark Hayden-Greg Morrisett-Thorsten von Eicken, A Language- Based Approach to Protocol Construction. ACM SIGPLAN Workshop on Domain Specific Languages. Paris, France, January 1997 [6] Martin Peschke, Design and Validation of Computer Protocols. Prentice Hall. ISBN: [7] Arjen Markus, Combining Fortran and scripting languages, ACM SIGPLAN Fortran Forum, v.21 n.3, p.10-18, December 2002 [8] Mernik, M., Heering, J., and Sloane. When and how to develop domain-specific languages. ACM Comput. Surv. 37, 4 (Dec. 2005), [9] Gerard Meszaros, xunit Test Patterns.Addison-Wesley, ISBN [10] John K. Ousterhout, Scripting: Higher Level Programming for the 21st Century. IEEE Computer 31(3). [11] David Eng, Combining Static and Dynamic Data in Code Visualization ACM SIGPLAN-SIGSOFT workshop on Program analysis for software tools and engineering, [12] N. Franks, Adding an extension language to your software. Dr. Dobb's Journal, 16(9), (1991) [13] Roberto Ierusalimschy - Luiz Henrique de Figueiredo - Waldemar Celes, The Implementation of Lua 5.0. Journal of Universal Computer Science, 11(7): , /5