Uvod u jezike specifične za domen

1. Jezici specifični za domen

1.1. Jezici specifični za domen - JSD (Domain-Specific Languages - DSL)

• Jezici specifični za domen (JSD, eng. Domain-Specific Languages - DSL) su jezici prilagođeni i ograničeni na određeni domen problema.
• Za razliku od jezika opšte namene (JON, eng. General Purpose Language - GPL), nude povećanje ekspresivnosti kroz upotrebu koncepata i notacija prilagođenih domenu problema i domenskim ekspertima.
• Nazivaju se još i mali jezici (eng. little languages).
• Uspešan JSD je fokusiran na uzak, dobro definisan domen i pokriva ga na odgovarajući način.
• Domen često ima svoj jezik korišćen od strane domenskih eksperata iako ne postoji njegova implementacija na računaru.

2. Primeri JSD

2.1. SQL

SELECT player, stadium
    FROM game JOIN goal ON (id=matchid)

2.2. JPA mapiranje

@Entity
@Table(name="COURSES")
public class Course {

  private long courseId;
  private String courseName;

  public Course() {
  }

  public Course(String courseName) {
    this.courseName = courseName;
  }

  @Id
  @GeneratedValue
  @Column(name="COURSE_ID")
  public long getCourseId() {
    return this.courseId;
  }
}

2.3. Build jezici (Ant/Maven/Gradle)

2.4. Poslovni procesi - BPMN

2.5. Mobilne aplikacije

Kelly, S. & Tolvanen, J.-P. Domain-Specific Modeling: Enabling Full Code Generation, Wiley-IEEE Computer Society Pr, 2008

2.6. Ali i…

2.7. ili…

3. Prednosti upotrebe

3.1. Uticaj na produktivnost

• Pojedine studije pokazuju da povećanje produktivnosti ide i do 1000%¹.
• Šta je osnovni razlog za povećanje produktivnosti?

1. MetaCase, Nokia case study, tech. rep., MetaCase, 2007

3.2. Problem mentalnog mapiranja

Dmitriev, S. Language oriented programming: The next programming paradigm, JetBrains onBoard, 2004.

3.3. Rešenje upotrebom JSD

Dmitriev, S. Language oriented programming: The next programming paradigm, JetBrains onBoard, 2004.

3.4. Zašto JSD?

• JSD su koncizniji od jezika opšte namene što omogućava korisnicima da jasnije iskažu svoju nameru.
• JSD sintaksa, bilo tekstualna ili grafička, može se prilagoditi i približiti domenskim ekspertima.
• Koncepti korišćeni u JSD su koncepti problemskog (poslovnog) domena što pod određenim uslovima omogućava da domenski eksperti direktno koriste JSD bez posredovanja programera.
• Upotrebom koncepata problemskog domena izbegava se ručno mapiranje na koncepte ciljne implementacione platforme. Taj posao se obavlja automatski upotrebom JSD prevodioca (kompajlera ili generatora koda).
• Iskazivanje rešenja konceptima nezavisnim od korišćene tehnologije rezultuje dužim životnim vekom aplikacije.
• Samodokumentujući jezički iskazi.

4. Arhitekture

4.1. Arhitektura bazirana na prevodiocima

4.2. Arhitektura bazirana na interpreterima

5. Tehnologije za parsiranje

5.1. Tehnologije za parsiranje

• Arpeggio
• parglare
• textX

5.2. Arpeggio

• 100% Python kod
• MIT licenca
• Definisanje gramatike putem Python izraza ili putem PEG notacije
• Puna podrška za semantičku analizu
• Dobra podrška za debagovanje
• Vizualizacija stabla parsiranja i modela parsera upotrebom GraphViz biblioteke.
• Dobra prijava grešaka
• Mogućnost višestruke analize istog stabla parsiranja
• http://textx.github.io/Arpeggio/

5.3. Arpeggio

5.4. parglare

• 100% Python kod
• Najmlađi projekat od sva tri - Jan. 2017.
• LR(1)/GLR parser.
• Gramatika se zadaje tekstualnim DSL-om.
• Podrška za asocijativnost i prioritet.
• Podrška za upravljanje white-space i komentarima.

5.5. parglare primer

from parglare import Parser, Grammar

grammar = r"""
E: E '+' E  {left, 1}
 | E '-' E  {left, 1}
 | E '*' E  {left, 2}
 | E '/' E  {left, 2}
 | E '^' E  {right, 3}
 | '(' E ')'
 | number;

terminals
number: /\d+(\.\d+)?/;
"""
actions = {
    "E": [lambda _, n: n[0] + n[2],
          lambda _, n: n[0] - n[2],
          lambda _, n: n[0] * n[2],
          lambda _, n: n[0] / n[2],
          lambda _, n: n[0] ** n[2],
          lambda _, n: n[1],
          lambda _, n: n[0]],
    "number": lambda _, value: float(value),
}

g = Grammar.from_string(grammar)
parser = Parser(g, actions=actions)
result = parser.parse("34 + 4.6 / 2 * 4^2^2 + 78")

print("Result = ", result)

Result =  700.8

5.6. textX

• 100% Python kod
• MIT licenca
• Istovremeno definisanje gramatike i meta-modela - inspirisan Xtext
• Automatska konstrukcija modela - podrška za razrešavane referenci
• Podrška za veze tipa celina-deo
• Kontrola parsiranja (whitespaces, case, keywords…)
• Postprocesiranje objekata modela ili celog modela
• Modularizacija gramatika - import
• Vizualizacija modela i meta-modela
• Najpopularniji alat od sva tri.
• Dokumentacija i tutorijali dostupni na https://textx.github.io/textX/

5.7. textX

6. Primeri upotrebe

6.1. pyFlies - DSL za kognitivne eksperimente

• Projekat na GitHub-u

6.2. pyFlies - DSL za kognitivne eksperimente

6.3. pyFlies intro video

6.4. pyTabs - DSL za gitarske tablature

6.5. Energetska elektronika

Specifikacija komponenti i šema.

6.6. Analiza legacy koda

7. textX

Prati textX link