Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

A tárgy felvétele előtt a hallgatónak képesnek kell lennie

• (K2) elmagyarázni az imperatív programozási nyelvek működését,
• (K3) elkészíteni önállóan egy összetettebb programot magas szintű specifikáció alapján,
  
• (K3) struktúramodellekkel szoftvert modellezni.

A tantárgy a szoftver nyelvek tervezési folyamatát (software language engineering), a fejlesztőkörnyezetek és szoftverfejlesztés automatizálható funkcióit mutatja be, beleértve a környezetfüggetlen nyelvtanok tervezését, nyelvtani elemzés (parsing) folyamatát, automatizált folytonos integráció (continuous integration) megvalósítását, valamint a különböző tesztelési és teljesítménymérési technikák végrehajtását és statisztikai elemzését. A tantárgy célja, hogy a hallgatók megismerjék és kipróbálják a témában elérhető korszerű technológiákat, és tapasztalatot szerezzenek a nyelvtervezés és fejlesztés automatizálása terén.

A tantárgy tanulási eredményei

Előadás

A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgató képes lesz

• (K3) szakterület-specifikus nyelvek tervezésére,
• (K2) nyelvtani elemzés folyamatának használatára,
• (K2) tesztelési és teljesítménymérés technikák bemutatására.

Gyakorlat

A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgató képes lesz

• (K3) szöveges szintaxisok fejlesztésére,
• (K3) folytonos integrációs folyamatok konfigurációjára és használatára,
• (K3) tesztek automatikus futtatására és fedettségi metrikák mérésére,
• (K3) teljesítménytesztek futtatására és kiértékelésére.

Az előadások és gyakorlatok részletes tematikája

1. Bevezetés: Automatizálás a szoftverfejlesztésben. Milyen termékek szerepelnek a szoftverfejlesztés különböző fázisaiban, milyen lépések vannak az egyes fázisokban, hogyan támogathatóak vagy automatizálhatóak ezek?
2. Folytonos integráció és automatizálási lehetőségek. Automatikus fordítási, transzformációs lépések és tesztelés futtatása.
   Gyakorlat: build automatizálás (Gradle) és folytonos integráció (GitHub Actions) használatának gyakorlása.
3. Nyelvtervezés (language engineering), szakterületspecifikus nyelvek. Modellezés, metamodellezés, gráf alapú modellek a gyakorlatban.
   Gyakorlat: Ecore, EMF példa nyelvtan készítése.
4. Környezetfüggetlen nyelvtanok. Nyelvtanok fogalma, nyelvtervezés, nyelvtani elemzés.
   Gyakorlat: nyelvtervezés Xtext technológiával.
5. Szerkesztő funkciók (Editorok), modern fejlesztőeszközök. Milyen funkciókat nyújt egy modern fejlesztőeszköz? Hogyan lehet kiegészíteni, személyre szabni ezeket?
   Gyakorlat: Eclipse plugin, Language Server Protocol és CodeMirror
6. Kódgenerálás és modelltranszformációk. Kódgenerátorok és fordítóprogramok kapcsolata. Kódgenerálási technológiák. Gráf- és modelltranszformációk.
   Gyakorlat: Kódgenerálás példa.
7. Szimulációs és hibakeresés (debugging). Modellek interpretálása, modell szemantikák. Megfigyelhetőség és kontrollálhatóság.
   Gyakorlat: Modellek futtatása és értékek megfigyelése.
8. Programkód reprezentálása modellekkel. Vezérlési folyam (control flow) és adatfolyam (data flow) fogalmai.
   Gyakorlat: Absztrakt szintaxisfa (AST) építése és bejárása.
9. Modellek és programkód ellenőrzése statikus analízis technikákkal. Mintaalapú statikus ellenőrzési technikák alkalmazása és kiegészítése.
   Gyakorlat: Új szabály készítése statikus analízis eszközhöz (SonarLint).
10. Tesztelési technikák, fedettségi metrikák. Teszttervezési és generálási módszerek, automatizált tesztelés.
    Gyakorlat: Különböző fedettségmetrikák mérése (JaCoCo).
11. Karbantartható és hatékony egységtesztelés (unit testing). Tesztelési minták és mit érdemes elkerülni (test smell). Izoláció megvalósítása teszt dublőrök segítségével (stub, mock).
    Gyakorlat: Egységtesztek refaktorlása, izoláció megvalósítása (Mockito).
12. Teljesítménymérés és metrikák (szoftver komponensek). Teljesítménytesztek tervezése és futtatása, mérési adatok értékelése.
    Gyakorlat: teljesítmény mutatók mérése Java Microbenchmark Harness (JMH) és VisualVM technológiákkal.
13. Tesztelési és mérési eredmények statisztikai elemzés. Mérési adatok vizualizálása, adatelemzése. Minőségi mutatók elemzése.
    Gyakorlat: szoftvertesztelési és teljesítménymérési adatok elemzése Jupyter Notebook használatával.
14. Ipari esettanulmány, meghívott előadó.

Vizsgaidőszakban
A hallgatók a 15 fő alatti kurzuslétszám esetén szóbeli, egyéb esetben írásbeli vizsgát tesznek.

• Előadásfóliák és segédletek a tantárgy weboldalán.
• Martin Fowler, Rebecca Parsons, „Domain Specific Languages", Addison-Wesley, 2010.
• Anneke G. Kleppe, „Software Language Engineering", Addison-Wesley, 2008.
• Gerard Meszaros, „xUnit Test Patterns", Addison-Wesley, 2007.
• Jez Humble, David Farley, „Continuous Delivery", Addison-Wesley, 2010.

Dr. Semeráth Oszkár adjunktus, BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

IMSc pontokat csak a jelest elért hallgatók szerezhetnek.

A tárgyban összesen 25 IMSc pont szerezhető a házi feladat extra részfeladatának megoldásáért.