モデル駆動型アーキテクチャ

モデル駆動型アーキテクチャ（MDA）は、ソフトウェアシステム開発のためのソフトウェア設計アプローチです。モデルとして表現される仕様の構造化に関する一連のガイドラインを提供します。モデル駆動型アーキテクチャはドメインエンジニアリングの一種であり、ソフトウェアシステムのモデル駆動型エンジニアリングをサポートします。 2001年にオブジェクト管理グループ（OMG）によって開始されました。^[1]

モデル駆動アーキテクチャ® (MDA®) は、「物理システム、組織システム、IT システムのライフサイクル全体をサポートするモデルとアーキテクチャから価値を引き出すアプローチを提供します」。モデルとは、システムの抽象化 (の表現) です。MDA® は、概念的な視点から最小の実装の詳細に至るまで、さまざまな抽象化レベルでモデルを作成することで価値を提供します。OMG の文献では、このような抽象化レベル、つまりアーキテクチャの観点として、計算独立モデル (CIM)、プラットフォーム独立モデル (PIM)、プラットフォーム固有モデル(PSM) の 3 つが取り上げられています。CIM はシステムを概念的に記述し、PIM はシステムの実装に使用される可能性のあるテクノロジを参照せずにシステムの計算面を記述し、PSM はシステムの実装に必要な技術的な詳細を提供します。ただし、OMG ガイドでは、これらの 3 つのアーキテクチャの観点は有用ではあるものの、考えられる多くの観点のうちの 3 つにすぎないとしています。^[2]

OMG 組織は、多くの場合、提案依頼(RFP) への回答として、実装ではなく仕様を提供します。実装は、民間企業またはオープン ソース グループから提供されます。

MDA モデルは、統一モデリング言語(UML)、メタオブジェクト機能(MOF)、XML メタデータ交換(XMI)、エンタープライズ分散オブジェクト コンピューティング(EDOC)、ソフトウェア プロセス エンジニアリング メタモデル(SPEM)、共通ウェアハウス メタモデル(CWM) など、複数の標準に関連しています。モデル駆動型アーキテクチャの「アーキテクチャ」という用語は、モデル化されているシステムのアーキテクチャを指すのではなく、MDA のテクノロジ基盤として機能するさまざまな標準とモデル形式のアーキテクチャを指すことに注意してください。^{[引用が必要]}

Executable UML は、MDA が誕生したときに使用された UML プロファイルでした。現在、OMG は代わりにfUML を推進しています。(fUML のアクション言語は ALF です。)

オブジェクトマネジメントグループは、モデル駆動型アーキテクチャという用語とその頭字語MDAの登録商標を保有しているほか、モデルベースアプリケーション開発、モデル駆動型アプリケーション開発、モデルベースアプリケーション開発、モデルベースプログラミング、モデル駆動型システムなどの用語の商標も保有しています。^[3]

OMG は、モデル駆動アーキテクチャ® をフォワードエンジニアリング、つまり抽象的で人間が作成したモデリング図 (クラス図など) からコードを生成することに重点を置いています^[要出典]。OMG の ADTF (分析および設計タスクフォース) グループがこの取り組みを主導しています。グループは、ユーモアを交えて、リバースエンジニアリングの研究に ADM (MDA の逆順) という名前を付けました。ADM は Architecture-Driven Modernization の略です。ADM の目的は、レガシーシステムのモデルベースのリバースエンジニアリングの標準を作成することです^{[4]。Knowledge} Discovery Metamodel (KDM) は、これらの取り組みの中で最も進んでおり、情報システムをさまざまな資産 (プログラム、仕様、データ、テストファイル、データベーススキーマなど) の観点から説明します。

設計の実現に使用される概念や技術と、アーキテクチャの実現に使用される概念や技術はそれぞれ独自のペースで変化しているため、それらを分離することで、システム開発者は両方のドメインで最良かつ最も適したものを選択できます。設計は機能 (ユース ケース) 要件に対応し、アーキテクチャはスケーラビリティ、信頼性、パフォーマンスなどの非機能要件を実現するためのインフラストラクチャを提供します。MDA では、機能要件を実現する概念設計を表すプラットフォーム独立モデル (PIM) が、実現技術やソフトウェア アーキテクチャの変化に耐えられると想定されています。

モデル駆動型アーキテクチャにとって特に重要なのは、モデル変換の概念です。モデル変換のための特定の標準言語は、OMGによってQVTと呼ばれて定義されています。

OMG 組織は、多くの場合、提案依頼(RFP)への回答として、実装ではなく大まかな仕様を提供します。OMG は、MDA ガイドと呼ばれるドキュメントで全体的なプロセスを文書化します。

基本的に、MDA ツールは、モデルまたはメタモデルの開発、解釈、比較、調整、測定、検証、変換などに使用されるツールです。^[5]次のセクションでは、「モデル」は、あらゆる種類のモデル (UML モデルなど) またはメタモデル (CWM メタモデルなど) を意味するものと解釈されます。どの MDA アプローチでも、基本的に 2 種類のモデルがあります。初期モデルは人間のエージェントによって手動で作成され、派生モデルはプログラムによって自動的に作成されます。たとえば、アナリストは、ある緩やかなビジネス状況の観察から UML 初期モデルを作成する場合がありますが、Java モデルは、モデル変換操作によってこの UML モデルから自動的に派生する場合があります。

MDA ツールは、モデルの完全性、矛盾、エラーおよび警告状態をチェックするために使用されるツールです。

一部のツールは、上記の機能の 1 つ以上を実行します。たとえば、一部の作成ツールには、変換機能とテスト機能も備わっている場合があります。作成のみ、グラフィカル プレゼンテーションのみ、変換のみなどの機能を備えたツールもあります。

OMG 仕様の実装は、民間企業またはオープン ソースグループによって行われます。OMG 仕様の実装の重要なソースの 1 つは、Eclipse Foundation (EF) です。OMG モデリング標準の実装の多くは、 Eclipse Modeling Framework (EMF) またはGraphical Modeling Framework (GMF)で見つかります。Eclipse Foundation は、GMT などのさまざまなプロファイルの他のツールも開発しています。Eclipse の OMG 仕様への準拠は、多くの場合厳密ではありません。これは、たとえば OMG の EMOF 標準に当てはまります。EMF は Ecore 実装でこれに近似しています。その他の例は、QVT 標準を実装する M2M プロジェクト、または MOF2Text 標準を実装する M2T プロジェクトにあります。

MDA ツールのリストとUML ツールのリストを混同しないように注意する必要があります。前者の方がはるかに広範囲です。この区別は、「可変メタモデル ツール」と「固定メタモデル ツール」を区別することで、より一般的なものにすることができます。UML CASE ツールは、特定のバージョンの UML メタモデル (例: UML 2.1) でのみ動作するようにハード ワイヤードされているため、通常は「固定メタモデル ツール」です。一方、他のツールには、任意のメタモデルまたは特定の種類のメタモデルに適応できる内部汎用機能があります。

通常、MDA ツールは基本的なアーキテクチャ仕様に重点を置いていますが、場合によっては、ツールがアーキテクチャに依存しない (またはプラットフォームに依存しない) こともあります。

アーキテクチャ仕様の簡単な例は次のとおりです。

• Java EEやMicrosoft .NETなどのサポートされているリファレンスアーキテクチャの1つを選択します。
• プレゼンテーション層テクノロジー、ビジネス ロジック層テクノロジー、永続化テクノロジー、永続化マッピング テクノロジー (オブジェクト リレーショナル マッパーなど) の選択を含む、より細かいレベルでアーキテクチャを指定します。
• メタデータ: データに関する情報。

MDA アプローチ (2001 年に開始) の基盤となるいくつかの重要な概念は、1980 年代後半にShlaer-Mellor 法によって初めて解明されました。実際、MDA アプローチの重要な技術標準 (実行可能 UMLのアクション言語構文) は、一部のベンダーによって、元の Shlaer-Mellor アクション言語 (UML 用に修正) を採用することで埋められました^{[引用が必要]}。ただし、この期間中、MDA アプローチは業界の主流には受け入れられませんでした。Gartner Group は、2006 年の「ハイプ サイクル」で MDA を依然として「上昇中」のテクノロジと位置付けており、^[6] Forrester Research は、2006 年に MDA を「DOA」と宣言しています^[7]。OMG MDA アプローチに関して提起された潜在的な懸念には、次のものがあります。

• 不完全な標準: MDAアプローチはさまざまな技術標準によって支えられていますが、その一部はまだ仕様化されておらず(例: xtUMLのアクションセマンティック言語)、標準的な方法で実装されていません(例: QVT変換エンジンや仮想実行環境を備えたPIM)。^{[8] [9]}
• ベンダー ロックイン: MDA は (技術的な) プラットフォーム独立性を実現するためのアプローチとして考案されましたが、現在の MDA ベンダーは MDA ツールセットを相互運用可能に設計することに消極的です。その結果、MDA アプローチを追求するベンダー ロックインが発生する可能性があります。^{[引用が必要]}
• 理想主義的: MDA は、アクション言語プログラミングを組み込んだモデルが、完全にまたは部分的に自動化された「生成」ステップを介して、一方向に実装成果物 (実行可能コード、データベース スキーマなど) に変換されるフォワード エンジニアリング アプローチとして考えられています。これは、MDA が UML (および関連標準) で問題ドメインの完全な複雑さをモデル化し、その後完全な (実行可能な) アプリケーションに変換できるようにするという OMG のビジョンと一致しています。 ^[10]ただし、このアプローチでは、実装成果物 (データベース スキーマのチューニングなど) の変更はサポートされません。これは、実装成果物の変換後の「適応」が必要であると見なされる状況で問題となります。完全な MDA アプローチが一部の実世界の展開には理想的すぎる可能性があるという証拠は、いわゆる「実用的な MDA」の台頭に見られます。^[11]実用的なMDAは、OMGのMDAの文字通りの標準と、実装成果物の適応をサポートするラウンドトリップエンジニアリングなどのより伝統的なモデル駆動型アプローチを融合しています（ただし、大きな欠点がないわけではありません）。
• 専門スキルセット: MDAベースのソフトウェアエンジニアリングの実践者は、他のツールセットと同様に、その分野で高度な専門知識を持っている必要があります。現在のMDAの実践者（モデラー/アーキテクトと呼ばれることが多い）は、従来の開発者に比べて不足しています。^[12]
• OMGの実績: MDAアプローチを後援し、MDA商標を所有するOMGコンソーシアムは、CORBA標準も導入し後援しましたが、それ自体は広く利用される標準としては実現しませんでした。^[13]
• 不確実な価値提案 (UVP): すでに述べたように、MDA のビジョンでは、抽象モデルとしてシステムを指定でき、特定のコンピューティング プラットフォーム (.NET など) の具体的な実装 (プログラム) として実現できます。したがって、純粋な MDA アプローチで正常に開発されたアプリケーションは、理論的には、新しいリリースの .NET プラットフォーム (または Java プラットフォーム) に決定論的に移植できますが、変換中の実際の実用性 (ユーザー インターフェイスの実装など) については重要な疑問が残ります。この機能が重要な価値提案であるかどうかは、特定の採用者にとって依然として疑問です。いずれにしても、"プログラミングの代替手段" を通じて価値を求めている MDA の採用者は、このアプローチを評価する際に非常に注意する必要があります。特定の問題領域の複雑さは常に残り、ビジネス ロジックのプログラミングは他のアプローチと同様に MDA で行う必要があります。MDA との違いは、使用されるプログラミング言語 (xtUML など) が (Java や C# などよりも) より抽象的であり、従来の UML 成果物 (クラス ダイアグラムなど) と織り交ぜられていることです。主流の3GL言語よりも抽象的な言語でプログラミングすることで、システムの品質が向上し、コストが安くなり、納品が速くなるかどうかは、まだ十分に答えが出ていない疑問です。
• MDAは、独自に開発されたさまざまな標準化されたソリューションを統合する可能性のある方法として認識されました。シミュレーションコミュニティでは、MDAは米国国防総省が義務付けた別の標準に代わるビジネスおよび業界ベースの代替手段として推奨されました。^[14]

• Kevin Lano. 「UML と Java によるモデル駆動型ソフトウェア開発」 CENGAGE Learning、ISBN 978-1-84480-952-3 
• David S. Frankel著「モデル駆動型アーキテクチャ: エンタープライズ コンピューティングへの MDA の適用」John Wiley & Sons、ISBN 0-471-31920-1 
• Meghan Kiffer MDA ジャーナル: マスターから直接学ぶモデル駆動型アーキテクチャ。ISBN 0-929652-25-8 
• Anneke Kleppe (2003)。MDAの説明、モデル駆動型アーキテクチャ: 実践と将来性。Addison -Wesley。ISBN 0-321-19442-X 
• Stephen J. Mellor (2004)。MDA Distilled、モデル駆動型アーキテクチャの原則。Addison - Wesley Professional。ISBN 0-201-78891-8 
• クリス・レイストリック。実行可能な UML によるモデル駆動アーキテクチャ。ケンブリッジ大学出版局、ISBN 0-521-53771-1 
• Marco Brambilla、Jordi Cabot、Manuel Wimmer、 「Model Driven Software Engineering in Practice 」、 Richard Soley ( OMG会長)による序文、Morgan & Claypool、米国、2012 年、Synthesis Lectures on Software Engineering #1。182 ページ。ISBN 9781608458820 (ペーパーバック)、ISBN 9781608458837 (電子書籍)。http://www.mdse-book.com  
• スタンレー・J・セウォール。MDAの執行上の正当性
• Soylu A.、De Causmaecker Patrick。モデル駆動型とオントロジー駆動型のシステム開発アプローチの融合、パーベイシブコンピューティングの観点、Proc 24th Intl Symposium on Computer and Information Sciences。2009 年、730 ～ 735 ページ。

• OMG の MDA Web サイト
• モデル駆動型ソフトウェア開発コース、B. Tekinerdogan、ビルケント大学