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Resumen de la Metodología

A lo largo de diversas publicaciones hemos ido mostrando los diferentes elementos en que se apoya la automatización y sus beneficios. Resumimos aquí, de manera ordenada, dicha metodología:

Seguiremos explicando nuestra metodología en posteriores posts. Siguemos en twitter (@Bheudek) para estar informado de estas y otras publicaciones.
 

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Diseñadores de Lenguajes

Una vez que disponemos de una herramienta para diseñar lenguajes de forma ágil, viene la tarea más difícil: diseñarlos.

El diseño de un buen lenguaje es la parte principal del proceso ya que será la herramienta de los desarrolladores y lo que va a albergar la inteligencia semántica del sistema.

Asimismo, dado que los conceptos que estructuran el lenguaje forman en sí mismo el modelo, antes de diseñarlo es necesario conocer bien el dominio que se quiere modelar.

Características de un buen lenguaje

  • Alto nivel de abstracción. Mientras mayor sea el nivel, más potente será el lenguaje y mayor carga semántica tendrán sus conceptos. Asimismo, un alto nivel de abstracción denota un alto conocimiento del dominio que se modela.
  • Simple. Debe ser fácil de utilizar y de leer. Un lenguaje simple suele ser sinónimo de un alto nivel de abstracción.
  • Diferentes niveles de complejidad. A la vez que debe ser simple, también debe permitir vías para profundizar en el detalle por parte de aquellos que lo necesiten.
  • Estética agradable.
  • Semánticamente potente. Para que un lenguaje sea productivo simplemente es necesario dotar a los conceptos de su representación gráfica y su traducción a lenguajes tradicionales, pero si queremos que realmente sea completo, debemos dotar a los conceptos de más interpretaciones semánticas: auto documentación, auto validación, reglas de inferencia, etc.
Requisitos de un buen diseñador
A partir de las características de un buen lenguaje podemos inducir los requisitos:

  • Orientación a negocio. Conocer bien el dominio para diseñar el lenguaje requiere un alto interés por conocer todos los procesos que lo rigen.
  • Capacidad de abstracción. Conocido el dominio, se requiere una capacidad analítica que permita identificar, con el mayor nivel de abstracción posible, su más pura esencia.
  • Enfoque hacia la semántica. El lenguaje ha de diseñarse con el objetivo de dotarle de una alta capacidad de representar el conocimiento.
  • Cualidades enfocadas a la simpleza y la estética.
Conclusión
Este nuevo paradigma de desarrollo requiere un perfil particular para diseñar los lenguajes, donde no solo son importantes las antiguas cualidades analíticas sino que se han de añadir cualidades de usabilidad y de representación del conocimiento.

Inicialmente puede parecer complejo pero al fin y al cabo forma parte de la evolución de la tecnología, donde los perfiles que más aportan son aquellos que tienen mayor capacidad de abstracción.
 
 

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Language Workbench

En anteriores publicaciones vimos lo que son los DSLs y por qué son necesarios y útiles en el desarrollo de software. Una vez que decidimos apoyarnos en ellos, nos encontramos ante la necesidad de una herramienta que nos permitan diseñarlos y utilizarlos. Esta herramienta se denomina técnicamente Language Workbench (LW).

Un LW está formado por dos partes fundamentales:

  • Diseño del lenguaje.
  • Uso del lenguaje. Programación.
Es posible que en el futuro la herramienta se divida en dos, de tal manera que, dentro o fuera de una organización, existirán dos roles perfectamente diferenciados: quienes diseñen el lenguaje y quienes se encarguen de utilizarlo, de programar en él.

Diseño del lenguaje
Un LW debe ser capaz de proveer las utilidades para definir las diferentes partes que forman el lenguaje:

  • Sintaxis abstracta. La estructura gramatical/conceptual que define el lenguaje. Puede ser entendido también como el meta-modelo.
  • Sintaxis concreta. La representación o representaciones visuales de dichos conceptos. Pueden ser representaciones en formato texto y/o gráfico. Para entendernos, es la definición de la interfaz visual con la que trabajará el programador.
  • Semántica estática. Define aquellas restricciones o reglas que el lenguaje debe cumplir (aparte de ser sintácticamente correcto).
  • Semántica dinámica. Sería sobre todo la traducción a lenguajes tradicionales aunque, como mencionaremos luego, aquí se encuentra el mayor potencial de esta metodología de desarrollo.
Uso del lenguaje
Una vez definidos los puntos anteriores, la herramienta es capaz de interpretarlos y proveernos de un entorno de desarrollo (IDE). Según sea más o menos sofisticado, a parte de la edición, nos podrá proveer de utilidades como: autocompletar, validaciones estáticas, resaltar elementos sintácticos, mostrar diferentes vistas e incluso debug.

A parte de las características anteriores, este entorno nos permitirá generar código e incluso podrá dotarnos de un proceso de building para obtener el aplicativo final.

Potencial futuro
Todo lo comentado hasta ahora nos permite tener un proceso de desarrollo análogo al tradicional pero con las ventajas que ofrecen los DSLs y la generación de código, lo cual es un enorme avance en el que se apoyan los defensores e investigadores de esta metodología.

Estando de acuerdo en lo anterior, para nosotros el verdadero potencial, aun por descubrir, es el hecho de que la programación deja de ser una mera declaración funcional y pasa a ser una representación del conocimiento. Una vez que definimos los conceptos y sus reglas, la semántica puede ser capaz de ofrecernos muchos más servicios que la simple generación de código.
 

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DSLs

Los lenguajes específicos de dominio (Domain-Specific Languages – DSLs) son lenguajes de programación diseñados para definir, de una manera más precisa y expresiva, áreas particulares, bien sean técnicas o de negocio.

Se denominan así en contraposición a los lenguajes de propósito general (General Purpose Languages – GPLs – Java, C#, C++, etc), ofreciendo un enfoque menos amplio pero más preciso, es decir, su objetivo es cubrir únicamente el área o dominio para el que se diseñan pero hacerlo con las estructuras gramaticales y/o abstracciones gráficas que mejor le definen.

Para entender estos lenguajes vamos a verlos desde dos puntos de vista: como una evolución a partir de la generación de código y como una evolución desde los GPLs.

DSLs desde la generación de código
Existen diferentes formas, más o menos sofisticadas, para generar código: macros, datos estructurados en tablas, generación dinámica, parseo de estructuras simples, modelados tipo CASE, etc, pero siempre que hablemos de un nivel elevado hablaremos de lenguajes (de tipo texto o gráfico), donde se define de manera formal las estructuras lingüísticas, su representación y su interpretación.

De este modo, entendemos que los DSLs son la vía más sofisticada en la generación de código.

DSLs desde los GPLs
Los GPLs son potentes porque permiten definir todos los problemas (Turing completo) pero en muchos casos son expresivamente pobres debido al salto entre la definición del problema (mundo real) y su solución (código fuente). Esto hace muy complicada la programación y el mantenimiento porque se hace difícil entender lo que se pretende solucionar.Pongamos por ejemplo la definición de una interfaz de usuario web y su representación en HTML: el salto expresivo es enorme.

En base a esta necesidad surgen los DSLs.

Características y ventajas de los DSLs

  • Mayor nivel de abstracción. Definen conceptos más complejos, más abstractos y por tanto más expresivos.
  • Tienen menos grados de libertad. Normalmente no son Turing completos. Permiten definir el dominio, nada más que el dominio y con las reglas que rigen el dominio, lo cual les dota de una enorme potencia (en ese dominio, claro).
  • Aumentan la productividad ya que permiten programar de una manera más rápida y eficiente.
  • Mejoran la calidad del software. Abstraen de la complejidad técnica, generalmente resuelta por el generador de código, evitando errores.
  • Soporte IDE (entorno de desarrollo integrado). Validaciones, comprobación de tipos, autocompletar, etc. Esto es una gran diferencia respecto a la definición del dominio mediante APIs o Frameworks.
  • Independientes de la plataforma.
  • En general todos las ventajas de la generación de código.
Los DSLs son comunes en el mundo real, a lo largo de la historia han sido creados en matemáticas, ciencia, medicina… Es el momento de usarlos en el desarrollo de software.
 

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¿Por qué generación de código?

La generación de código no es un nuevo estilo o técnica, es el camino seguido por los lenguajes de programación para hacer frente a la complejidad, desde la codificación en binario hasta la primera, segunda y demás generaciones de lenguajes. Es lo que los compiladores han estado haciendo desde el inicio.

El tema clave aquí es “hacer frente a la complejidad”. Mientras más complejo sea el problema más abstracto tiene que ser la forma de pensar para resolverlo. En otras palabras, es necesario elevar el nivel de abstracción. Y esta regla se aplica igualmente a las herramientas que se utilizan para resolver el problema: los lenguajes de programación.

Por lo tanto, podemos afirmar que “elevar el nivel de abstracción es el objetivo perseguido en la evolución de los lenguajes de programación”.

Los lenguajes comunes que se utilizan hoy en día para resolver los problemas (Java, C #, C + + , Delphi … ), se conocen como “lenguajes de propósito general” (GPL en inglés ), y aquí está el problema: “propósito general”, que significa que pueden resolver “todos” los problemas, pero desde una perspectiva global. Pueden resolver desde un nivel de abstracción lo suficientemente amplio como para llegar a la solución, pero no tan alto como lo que necesitaríamos en cada problema particular. Existe una brecha entre el nivel de abstracción que utilizamos para lidiar con el problema y el nivel de abstracción que utilizamos para resolverlo a través de GPLs.

¿Cómo podemos cubrir esa brecha?
Obviamente, con la generación de código.

Como conclusión, para abordar adecuadamente un problema tenemos que encontrar un lenguaje particular para definir la solución en el nivel de abstracción que cada problema requiere. Con el fin de hacer que la solución sea computable, tenemos que generar código, por lo general en el nivel inferior más cercano: el de GPL.

Esos lenguajes particulares se conocen como “lenguajes específicos de dominio” (DSL en inglés), pero este tema se abordará en otro post.

Como conclusión, decir que este enfoque no es solo aplicable a problemas de negocio sino también a la resolución de problemas técnicos. Por ejemplo, los nuevos retos que ofrece la programación de aplicativos web de escritorio requieren un enfoque más abstracto que integre todas las tecnologías: HTML, CSS, JavaScrpit, AJAX y otros.
 

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