Xây dựng và thử nghiệm công cụ Codeger-Uwe phát triển ứng dụng Web hướng mô hình

inh 
mã tự động 
Abstract 
In this paper, we present a CODEGER-UWE tool to support model-driven web application development. The 
CODEGER-UWE tool has integrated rules for transformation model and code generation rules to create web 
applications for the JSF platform automatically. CODEGER-UWE implemented as a plugin for the 
MagicDraw tool which allows the generation of source code from UWE models that correspond to the 
components of the MVC model. This is a tool with a clear, handy development process, applying tools to 
develop web applications that will greatly reduce the time for developing Web applications. 
Keywords: CODEGER-UWE, model driven software development, web application development tools, 
automated code generation 
1. Giới thiệu1 
Công cụ hỗ trợ đầy đủ là yếu tố quan trọng 
quyết định thành công của phương pháp hoặc kỹ 
thuật phát triển phần mềm nói chung và của ứng dụng 
web nới riêng [1]. Việc sử dụng công cụ sinh mã sẽ 
cải thiện quy trình phát triển phần mềm và làm tăng 
chất lượng của mã được tạo ra [2]. Đối với phương 
pháp UWE (UML-based Web Engineering) cũng đã 
có một số công cụ như ArgoUWE, UWE4JSF [3], 
đây là công cụ tự động sinh mã ứng dụng Web với 
nền tảng JSF (JavaServer Faces) từ mô hình UWE, 
bao gồm một chuỗi các plugin được tích hợp trong 
môi trường mô hình hóa Eclipse EMF (Eclipse 
Modeling Framework), được xây dựng và đóng gói 
thành các thư viện Java (.jar), đây là minh chứng cho 
khả năng sinh mã nguồn cho ứng dụng Web hướng 
mô hình theo kỹ thuật UWE, nhưng hiện tại đã không 
còn được tiếp tục phát triển, và không thể vận hành 
với các phiên bản mới của Eclipse cũng như UWE 
profile. Công cụ MagicUWE hỗ trợ thiết kế hệ thống 
ứng dụng web với phương pháp UWE [4], giúp phát 
triển ứng dụng web các hoạt động lập mô hình bằng 
cách sử dụng cấu hình UWE và chuyển đổi giữa các 
ISSN: 2734-9381 
https://doi.org/10.51316/jst.149.etsd.2021.1.2.6 
Received: February 24, 2020; accepted: July 24, 2020 
mô hình UWE. MagicUWE được triển khai như một 
plugin cho công cụ MagicDraw. Tuy nhiên, công cụ 
này chủ yếu tập trung vào chuyển đổi mô hình, chưa 
tập trung cho việc sinh mã. Trong bài báo này, chúng 
tôi trình bày công cụ CODEGER-UWE, một plugin 
được chúng tôi xây dựng và tích hợp trong phần mềm 
MagicDraw cho phép sinh mã nguồn từ bốn mô hình 
UWE tương ứng với các thành phần trong mô hình 
Web MVC (Model–view–controller) [5]. 
Quá trình phát triển của UWE là phát triển từ 
quy trình thủ công thông qua quy trình định hướng 
mô hình bán tự động (dựa trên các loại biến đổi mô 
hình khác nhau [6]. Áp dụng những nguyên lý của 
MDA, mục tiêu tiếp cận của UWE là xây dựng các 
tập của CIM (Computation Independent Model), PIM 
(Platform-Independent Model) và PSM (Platform-
Specific Model) là kết quả của việc phân tích, thiết kế 
và cài đặt quá trình định hướng mô hình. Mục đích 
giai đoạn phân tích là tập hợp được một tập các yêu 
cầu ổn định, các yêu cầu chức năng sẽ được mô tả lại 
bởi ý nghĩa của các mô hình yêu cầu. Mô hình yêu 
cầu bao gồm các ‘use cases’ chuyên biệt và các ‘class 
model’ cho ứng dụng Web. Giai đoạn thiết kế bao 
gồm việc xây dựng một loạt các mô hình ở mức độ 
độc lập nền tảng. Sau đó các mô hình thiết kế được 
chuyển đổi để thực hiện trên các nền tảng cụ thể [7]. 
JST: Engineering and Technology for Sustainable Development 
Vol. 1, Issue 2, April 2021, 035-039 
36 
Quy trình bắt đầu bằng mức mô hình nghiệp vụ 
(CIM) định nghĩa một mô hình yêu cầu. Các mô hình 
thiết kế độc lập nền hệ thống (các PIM) được dẫn 
xuất từ mô hình yêu cầu này. Tập các mô hình thiết 
kế này biểu diễn các mối quan tâm khác nhau của các 
ứng dụng Web. Nó bao gồm nội dung (content), điều 
hướng (navigation), xử lý (process), trình bày 
(presentation). Trong các nghiên cứu [6, 8-10] các tác 
giả đã đề xuất các quy tắc chuyển đổi mô hình từ 
CIM sang PIM sang PSM và [11] bổ sung bộ quy tắc 
chuyển đổi từ mô hình yêu cầu sang mô hình xử lý và 
mô hình trình bày, nhằm cải thiện quá trình chuyển 
đổi tự động cho các ứng dụng web sử dụng UWE. 
Trong [6] đã đề xuất chuyển đổi mô hình hỗ trợ cho 
nhà thiết kế các hoạt động tạo lập mô hình bằng cách 
sử dụng cấu hình UWE và tạo mô hình bán tự động. 
Tuy nhiên, còn nhiều thành phần của mô hình vẫn 
phải xây dựng lại thủ công, việc sinh code mới chỉ 
dừng lại ở việc tạo ra các khung để lập trình viên viết 
code. Chính vì vậy, chúng tôi dựa vào các quy tắc 
chuyển đổi mô hình trong [11, 15] để đề xuất xây 
dựng một số quy tắc, giải thuật sinh code tự động 
nhằm cải tiến, nâng cao hiệu quả chuyển đổi từ mô 
hình sang code với công cụ CODEGER-UWE. 
Nội dung còn lại của bài báo được cấu trúc như 
sau: Phần 2 trình bày cấu trúc của công cụ 
CODEGER-UWE, phần 3 thử nghiệm và đánh giá 
CODEGER –UWE, phần 4 kết luận và đề xuất. 
2. Kiến trúc của công cụ CODEGER-UWE 
Hình 1. Kiến trúc CODEGER –UWE 
Trong [11] và [15] chúng tôi bổ sung 11 quy tắc 
chuyển đổi mô hình CIM sang PIM. Trong [15], 
chúng tôi cũng đề xuất 10 quy tắc cùng với 03 giải 
thuật chuyển đổi từ PIM sang PSM và từ PSM sang 
code: 
- CM2M (Content Model to Model Code 
Genenation) 
- CM2V (Presenation Model to View Code 
Generation) 
- NPROM2C (Navigation and Processing Model 
to Controller Code Generation 
- Kiến trúc của công cụ CODEGER –UWE được 
thể hiện tại Hình 1. 
Hình 2. Chuyển đổi mô hình PIM sang PSM, mã 
nguồn trong CODEGER -UWE 
Chuyển đổi mô hình được phân chia thành một 
vài mô-đun. Công việc cần làm là thiết lập từng mô-
đun cho mỗi công đoạn chuyển đổi mô hình UWE. 
Mô-đun các quy tắc chuyển đổi mô hình (CIM to 
PIM). Để chuyển đổi từ CIM sang PIM, đầu vào là 
mô hình yêu cầu (CIM), dựa trên UML Metamodel, 
UWE Metamodel và UWE Profile được ánh xạ với 
nhau với mô hình Trong đó, mô hình nội dung 
(content) chúng tôi đã tích hợp các luật chuyển đổi 
C2O, S2O; Mô hình điều hướng (navigation) các luật 
C2N, P2N, A2N; Mô hình xử lý (process) các luật 
U2C, S2C, U2U, S2S; Mô hình biểu diễn 
(presentation) gồm các luật D2G, P2E. UWE Profile 
và UWE Meta-model được ánh xạ với nhau, chúng 
gồm các phần có quan hệ tuyến tính với nhau. Ngoài 
ra, UWE Meta-model còn là sự mở rộng của UML 
Meta-model nên việc chuyển đổi gồm các luật (quy 
tắc) chuyển đổi khuôn mẫu UML (stereotype) sang 
các thành phần tương ứng của UWE Meta-model và 
các thành phần UML cơ bản được lồng ghép vào. 
Trong Hình 1, mô-đun các quy tắc và giả thuật sinh 
code, được chúng tôi tích hợp quy tắc CM2M sinh mã 
thành phần Model từ mô hình nội dung; Quy tắc 
PRES2V sinh mã thành phần View từ mô hình trình 
bày và Quy tắc NPROM2C sinh mã thành phần 
Controller từ mô hình điều hướng và xử lý. Chuyển 
đổi từ CIM sang PIM đơn thuần chỉ là ánh xạ giữa 
mô hình UML và mô hình UWE. Đối với chuyển đổi 
PIM sang PSM, trong CODEGER-UWE áp dụng 
phương pháp khuôn mẫu và metamodel, kết hợp với 
sự tương đồng về mặt định nghĩa của bốn mô hình 
trong UWE là mô hình nội dung, điều hướng, xử lý, 
trình bày với ba thành phần trong mô hình MVC, 
nhóm nghiên cứu đề xuất quy trình chuyển đổi MDA 
(Model-Driven Architecture) cho kỹ thuật UWE như 
Hình 2. 
JST: Engineering and Technology for Sustainable Development 
Vol. 1, Issue 2, April 2021, 035-039 
37 
Mô hình nội dung (mức PIM) được chuyển đổi 
sang JavaModel (mức PSM), là một thể hiện của Java 
metamodel, sau đó chuyển đổi sang mã nguồn Java, 
tương ứng thành phần Model với giải thuật chuyển 
đổi có tên là CM2M. 
Mô hình điều hướng và xử lý được chuyển đổi 
sang JavaModel, sau đó được chuyển đổi sang mã 
nguồn Java, tương ứng thành phần Controller 
(Hình 3). Giải thuật chuyển đổi có tên NPROM2C; 
Mô hình trình bày được chuyển đổi sang JSPModel, 
là một thể hiện của JSP metamodel, sau đó giải thuật 
PRES2V chuyển đổi sang mã JSP, tương ứng thành 
phần View (Hình 4, 5). 
Hình 3. Quy trình sinh mã nguồn từ mô hình nội dung 
Hình 4. Quy trình sinh mã nguồn từ mô hình điều 
hướng 
3. Thử nghiệm và đánh giá CODEGER –UWE 
Công cụ CODEGER –UWE đã được hoàn thiện. 
Toàn bộ mã nguồn được cài đặt, lưu trữ trên Github 
[16], tuân thủ các quy định phần mềm nguồn mở. 
Trong công cụ này, quá trình chuyển đổi mô hình nền 
tảng độc lập PIM sang mô hình nền tảng cụ thể PSM 
là quá trình chuyển đổi được xây dựng trên một nền 
tảng Web cụ thể và các luật chuyển đổi được xây 
dựng tương ứng với mô hình MVC, trong đó những 
mối quan tâm của một ứng dụng Web tương ứng với 
vai trò của Model (nội dung), View (trình bày) và 
Controller (điều hướng và xử lý). Mỗi thành phần có 
một nhiệm vụ riêng biệt và độc lập với các thành 
phần khác, giúp phát triển ứng dụng nhanh, đơn giản, 
dễ nâng cấp, bảo trì. 
Để thử nghiệm và đánh giá công cụ CODEGER 
–UWE chúng tôi áp dụng ví dụ Music Portal [5]. Đây 
là một ứng về cổng thông tin âm nhạc cho phép người 
dùng mua album và sau đó có thể được tải xuống 
dưới dạng tệp MP3, được sử dụng nhiều để thử 
nghiệm các thuật toán chuyển đổi mô hình 
Hình 5. Quy trình sinh mã JSP từ mô hình trình bày 
Quy trình thực hiện như sau: 
Bước 1: Xác định đầu vào của công cụ 
Các yêu cầu trong UWE được mô hình hóa bằng 
biểu đồ use case, CODEGER –UWE cho phép chuyển 
đổi từ mô hình yêu cầu (Use case) sang mô hình nội 
dung, điều hướng, xử lý và trình bày với các quy tắc 
chuyển đổi đã được chúng tôi bổ sung, phát triển, 
giúp cho quá trình chuyển đổi mô hình hiệu quả hơn. 
Bước 2: Thực hiện chuyển đổi mô hình 
Lần lượt thực hiện chuyển đổi mô hình và thu 
được các kết quả như trong Hình 7, 8, 9. Trong khuôn 
khổ bài báo không liệt kê mô hình trình bày. 
Bước 3: Thực hiện sinh mã sử dụng công cụ 
CODEGER –UWE. 
Công cụ đã chuyển đổi từ mô hình thực thi sang 
mã nguồn Java tự động tương ứng với nguyên tắc xây 
dựng các thành phần Model, View, Controller trong 
mô hình PSM. 
JST: Engineering and Technology for Sustainable Development 
Vol. 1, Issue 2, April 2021, 035-039 
38 
Hình 6. Biểu đồ use case, mô hình đầu vào của ứng dụng 
Hình 7. Mô hình nội dung 
Hình 8. Mô hình Điều hướng 
Kết quả thử nghiệm đã thu được một khung mẫu 
đơn giản của mô hình Web viết bằng mã nguồn Java 
(Hình 10). Trên cơ sở đó nhà phát triển ứng dụng có 
thể bổ sung thêm vào các file mã nguồn để xây dựng 
ứng dụng. 
Hình 9. Mô hình Xử lý 
Hình 10. File mã nguồn sinh ra từ mô hình UWE 
Một trường hợp điển hình khác là ứng dụng 
UWE Website [14] thể hiện mô hình, các thành phần 
của trang web UWE,  Mô 
hình này không có biểu đồ use case, song việc chuyển 
đổi mô hình sang mã nguồn Java vẫn có thể thực 
hiện. Sử dụng công cụ CODEGER-UWE, mã nguồn 
Java được sinh ra bằng cách chuyển đổi các mô hình 
nội dung, xử lý, điều hướng và trình bày. Kết quả thu 
được như ở Hình 11, 12, 13. 
Hình 11. Mô hình xử lý của UWE Website 
Trong đó, thư mục Controller chứa mã nguồn 
Process.java, là kết quả thu được từ việc chuyển đổi 
mô hình xử lý sang Java, Hình 12. Thư mục Entities 
chứa các thực thể, các đối tượng, lớp có trong mô 
hình nội dung, cùng với các thuộc tính và phương 
thức, như trong Hình 13. Thư mục JSP chứa mã 
JST: Engineering and Technology for Sustainable Development 
Vol. 1, Issue 2, April 2021, 035-039 
39 
nguồn giao diện, file jsp là kết quả của việc chuyển 
đổi mô hình trình bày sang mã nguồn Java. File này 
đã chèn sẵn một số mã nguồn Java kết hợp với 
HTML. 
Hình 12. Mã nguồn Process.java, sinh ra bởi chuyển 
đổi mô hình xử lý sang Java. 
Hình 13. Các định nghĩa lớp được sinh ra bởi chuyển 
đổi mô hình nội dung sang Java. 
5. Kết luận và đề xuất 
Trong bài báo, chúng tôi đã trình bày công cụ 
CODEGER –UWE chuyển đổi mô hình và sinh mã tự 
động phát triển ứng dụng web từ mô hình UWE 
tương ứng với các thành phần trong mô hình Web 
MVC. Đây là một plugin được tích hợp trong phần 
mềm MagicDraw và là một phần mềm có tính 
mô-đun cao và dễ mở rộng. Trong thời gian tới chúng 
tôi sẽ hoàn thiện các quy tắc chuyển đổi cũng như 
sinh mã nguồn áp dụng vào các bài ton khác nhau và 
bổ sung thêm giải thuật cho mô hình tích hợp điều 
kiện OCL hướng tới việc cải thiện kết quả sinh mã 
cho phát triển ứng dụng web. 
Lời cảm ơn 
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học 
Bách Khoa Hà Nội trong đề tài mã số T2018-PC-015. 
Tài liệu tham khảo 
[1]. S. Jácome, J. M. Ferreira, and A. Corral, Software 
Development Tools in Model-Driven Engineering 
presented at the 5th International Conference in 
Software Engineering Research and Innovation, 
Mexico, 2017. 
[2]. E.V. Sunitha and P. Samuel, Object Constraint 
Language for Code Generation from Activity Models, 
Information and Software Technology, vol. Volume 
103, pp. Pages 92-111, 2018. 
[3]. C. Kroiss, N. Koch, and l. Knapp, UWE4JSF: A 
Model Driven Generation Approach for Web 
Applications, presented at the In Proc. 9th Int. Conf. 
Web Engineering (ICWE’09), 2009. 
[4]. M. Busch and N. Koch, MagicUWE – A CASE Tool 
Plugin for Modeling Web Applications, in 9th 
International Conference, ICWE 2009, Spain, 2009, 
pp. 505-508. 
[5]. UWE – UML-based Web Engineering 
[6]. K. Nora, Transformation Techniques in the Model-
Driven Development Process of UWE, in sixth 
international conference on Web engineering 
California, USA, 2007, p. 10. 
[7]. K. Andreas, K. Alexander, and K. Nora, Model-
Driven Generation of Web Applications in UWE, in 
3rd International Workshop on Model-Driven Web 
Engineering, Italy, 2007, pp. 23-38. 
[8]. M. Busch and M. Á. G. d. Dios, ActionUWE: 
Transformation of UWE to ActionGUI Models, 
Institute for Informatics, Germany, 2012. 
[9]. L. Abdellatif, M. Chhiba, Abdelmoumen Tabyaoui, 
and O. Mjihil, Model driven architecture approach for 
application security integration, Journal of 
Theoretical and Applied Information Technology, 
vol. 8, p. 13, 30th April 2017. 
[10]. A. F. Subahi, A Business User Model-Driven 
Engineering Method for Developing Information 
Systems, Department of Computer Science, 
University of Sheffie, Englan 
https://github.com/zbloodz/CODEGER-UWE d, UK, 
2015. 
[11]. T. D. Dien, H. Q. Thang, and T. Q. Khanh, 
Development of The Rules for Model Transformation 
with OCL Integration in UWE, in 7th International 
Conference on Frontiers of Intelligent Computing: 
Theory and Application (FICTA 2018), Da Nang, 
Viet Nam, 2018. 
[12]. K. Andreas, Model Driven Software Engineering for 
Web Applications, PhD, Faculty of Mathematics, 
Computer Science and Statistics, University of 
Malaga, Spanien, 2007. 
[13].  
[14].  
[15]. Quyet-Thang Huynh, Dinh-Dien Tran, Thi-Mai-Anh 
Bui, Phi-Le Nguyen (2019). Development of Rules 
and Algorithms for Model-Driven Code Generator 
with UWE Approach. New Trends in Intelligent 
Software Methodologies, Tools and Techniques, 
Volume 318, 2019, pp. 531 – 544, ISBN 978-1-
64368-012-5, 
https://doi.org/10.3233/FAIA190078, WoS, SCOPUS 
Indexed. 
[16]. https://github.com/zbloodz/CODEGER-UWE