メタモデリング

4種類のメタオブジェクトとそれらの自己参照を持つ地質図情報メタモデルの例。^{[ 1 ]}

メタモデルとはモデルのモデルであり、メタモデリングとはそのようなメタモデルを生成するプロセスです。メタモデリングとは、定義済みの問題群をモデル化するために適用可能かつ有用なフレーム、ルール、制約、モデル、理論を分析、構築、開発することです。その名前が示すように、この概念はソフトウェア工学とシステム工学におけるメタモデリングの概念を適用しています。メタモデルには多くの種類があり、多様な用途があります。^[²^]

概要

メタモデル／代理モデルとは、モデルのモデル、すなわち回路、システム、またはソフトウェアのような実体の実際のモデルを簡略化したモデルです。^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}メタモデルは、入出力関係を表す数学的な関係またはアルゴリズムです。モデルは現実世界の現象を抽象化したものであり、メタモデルはモデル自体の特性を強調した、さらに別の抽象化です。モデルは、コンピュータプログラムが記述されたプログラミング言語の文法に従うのと同様に、メタモデルに従います。メタモデルには、多項式方程式、ニューラルネットワーク、クリギングなど、様々な種類があります。「メタモデリング」とは、特定のドメイン内の「概念」（モノ、用語など）の集合を構築することです。メタモデリングでは通常、出力と入力の関係を調査し、その動作を表す適切なメタモデルを適合させることが含まれます。

メタモデルの一般的な用途は次のとおりです。

交換または保存する必要があるセマンティックデータのスキーマとして
特定の方法やプロセスをサポートする言語として
既存の情報の追加的な意味を表現する言語として
実行時に幅広いクラスのモデルで動作するツールを作成するためのメカニズムとして
自動テスト合成への応用を伴う言語の文のモデル化と自動探索のためのスキーマとして
時間、コスト、計算労力を削減する必要がある場合に使用するための高忠実度モデルの近似として

メタモデリングの「メタ」な性質のため、メタモデルの実践と理論はともに、メタサイエンス、メタ哲学、メタ理論とシステム論、そしてメタ意識と関連しています。この概念は数学において有用であり、コンピュータサイエンスやコンピュータエンジニアリング／ソフトウェアエンジニアリングにも実用化されています。本稿では、後者に焦点を当てます。

トピック

意味

ソフトウェアエンジニアリングにおいて、モデルの使用は、より一般的なコードベースの開発手法の代替手段となります。モデルは常に固有のメタモデルに準拠します。モデル駆動型エンジニアリングの現在最も活発な分野の一つは、 OMGによって提唱されたモデル駆動型アーキテクチャと呼ばれるアプローチです。このアプローチは、Meta Object Facility（MOF）仕様に具体化されています。

OMGが提案する典型的なメタモデリング仕様としては、 UML、SysML、SPEM、CWMなどがある。ISOも標準メタモデルISO/IEC 24744を公開している。^{[ 6 ]}以下に示す言語はすべてMOFメタモデルとして定義できる。

メタデータモデリング

メタデータモデリングは、ソフトウェアエンジニアリングおよびシステムエンジニアリングで使用されるメタモデリングの一種で、事前定義された問題のクラスに適用可能かつ有用なモデルの分析と構築に使用されます。(データモデリングも参照)。

モデル変換

モデル駆動型エンジニアリングにおける重要な動きの一つは、モデル変換言語の体系的な活用です。OMGは、このための標準としてQVT for Queries/Views/Transformationsを提案しました。QVTはメタオブジェクト機能（MOF）に基づいています。数多くのモデル変換言語（MTL）の中でも、この標準の実装例としては、AndroMDA、VIATRA、Tefkat、MT、ManyDesigns Portofinoなどが挙げられます。

オントロジーとの関係

メタモデルはオントロジーと密接に関連しており、どちらも概念間の関係を記述および分析するためによく使用されます。^{[ 7 ]}

オントロジー：特定の領域または談話領域において、語彙の使用に関する文法を用いて意味のある表現を行う。文法は、オントロジーの統制語彙内の用語がどのように組み合わせて使用されるかについて、整形式の文、主張、質問など（形式的制約）が何を意味するかを規定する。^{[ 8 ]}
メタモデリング：ドメイン固有のモデルがどのように構築されるかを明示的に記述したもの（構成とルール）と考えることができます。特に、ドメイン固有の記法の形式化された仕様を含みます。通常、メタモデルは厳格なルールセットであり、常にそれに従うべきです。 ^{[ 9 ]}「有効なメタモデルはオントロジーですが、すべてのオントロジーが明示的にメタモデルとしてモデル化されているわけではありません。」^{[ 8 ]}

メタモデルの種類

ソフトウェアエンジニアリングでは、いくつかの種類のモデル (およびそれに対応するモデリングアクティビティ) を区別できます。

メタデータモデリング（メタデータモデル）
メタプロセスモデリング（メタプロセスモデル）
実行可能なメタモデリング（上記の両方とその他多くの機能を組み合わせた汎用ツールKermetaなど）
モデル変換言語（下記参照）
多項式メタモデル^{[ 10 ]}
ニューラルネットワークメタモデル
クリギングメタモデル
区分多項式（スプライン）メタモデル
勾配強化クリギング(GEK)

メタモデルの動物園

類似したメタモデルのライブラリは、メタモデルの動物園と呼ばれています。[ ^{11 ]メタ} モデル動物園にはいくつかの種類があります。^{[ 12 ]} ECoreで表現されるものもあれば、 MOF 1.4 - XMI 1.2で記述されるものもあります。UML - XMI 1.2で表現されたメタモデルは、 UML CASEツールであるPoseidon for UMLにアップロードできます。

参照

ビジネス参照モデル
データガバナンス
モデル駆動型エンジニアリング（MDE）
モデル駆動型アーキテクチャ（MDA）
ドメイン固有言語（DSL）
ドメイン固有モデリング（DSM）
汎用日食モデリングシステム（GEMS）
Kermeta（カーネルメタモデリング）
メタデータ
MetaCASEツール（コンピュータ支援ソフトウェアエンジニアリングツール作成ツール）
メソッドエンジニアリング
MODAFメタモデル
MOF クエリ/ビュー/変換(MOF QVT)
オブジェクトプロセス方法論
要件分析
空間マッピング
代替モデル
変換言語
VIATRA（ビアトラ）
XML 変換言語(XML TL)

参考文献

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^ Saraju Mohanty、「第12章メタモデルベースの高速AMS-SoC設計方法論」、『ナノエレクトロニック・ミックスドシグナル・システム設計』、 ISBN 978-0071825719および 0071825711、第 1 版、McGraw-Hill、2015 年。
^ Oleg Garitselov、 Saraju Mohanty、Elias Kougianos、「ナノCMOS回路の高速かつ正確なシミュレーションのためのメタモデルの比較研究」、 Wayback Machineで2015年9月23日にアーカイブ、IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing (TSM)、Vol. 25、No. 1、2012年2月、pp. 26–36。
^ Saraju Mohantyメタモデリングによるナノスケール回路の超高速設計探究Archived 23 September 2015 at the Wayback Machine、招待講演、Semiconductor Research Corporation (SRC)、Texas Analog Center for Excellence (TxACE)、2012 年 4 月 27 日。
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^ ^a ^b Pidcock, Woody (2003), What are the difference between a vocabulary, a taxonomy, a thesaurus, an ontology, and a meta-model? , archived from the original on 14 October 2009 , retrieved 10 October 2009
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^ Saraju MohantyとElias Kougianos、「多項式メタモデルに基づくナノCMOS発振器回路の高速最適化」（Wayback Machineで2014年8月10日にアーカイブ）Springer Analog Integrated Circuits and Signal Processing Journal、第79巻、第3号、2014年6月、437～453頁。
^ Jean-Marie Favre: モデル駆動工学の基礎理論に向けて. 2006年10月15日アーカイブ.
^ AtlanticZoo Archived 29 April 2006 at the Wayback Machine .

さらに読む

Saraju Mohanty (2015). 「第12章メタモデルベースの高速AMS-SoC設計手法」.ナノエレクトロニクス・ミックスシグナル・システム設計. McGraw-Hill. ISBN 978-0071825719。
Booch, G.、Rumbaugh, J.、Jacobson, I. (1999)、「The Unified Modeling Language User Guide」、カリフォルニア州レッドウッドシティ：Addison Wesley Longman Publishing Co., Inc.
JP van Gigch ,システム設計モデリングとメタモデリング, Plenum Press, ニューヨーク, 1991
Gopi Bulusu、hamara.in、2004モデル駆動型変革
PC Smolik、「Mamboメタモデリング環境」、ブルノ工科大学博士論文、2006年
Gonzalez-Perez, C. および B. Henderson-Sellers, 2008. Metamodelling for Software Engineering. Chichester (UK): Wiley. 210ページ. ISBN 978-0-470-03036-3
MA Jeusfeld、M. Jarke、J. Mylopoulos、2009年。『Metamodeling for Method Engineering』、ケンブリッジ（米国）：MIT出版。424ページ。ISBN 978-0-262-10108-0 、 https://conceptbase.sourceforge.net/2021_Metamodeling_for_Method_Engineering.pdfからオープンアクセス
G. Caplat Modeles & Métamodeles、2008 - ISBN 978-2-88074-749-7（フランス語）
Fill, H.-G.、Karagiannis, D.、2013. 「ADOxxメタモデリングプラットフォームを使用したモデリング手法の概念化について」、エンタープライズモデリングおよび情報システムアーキテクチャ、第8巻、第1号、4-25。

[1] David R. Soller 他 (2001)「国立地質図データベースの進捗状況報告書、フェーズ 3: 地図情報のオンラインデータベース」デジタルマッピング技術 '01 -- ワークショップ議事録米国地質調査所オープンファイルレポート 01-223。

[2] Saraju Mohanty、「第12章メタモデルベースの高速AMS-SoC設計方法論」、『ナノエレクトロニック・ミックスドシグナル・システム設計』、 ISBN 978-0071825719および 0071825711、第 1 版、McGraw-Hill、2015 年。

[3] Oleg Garitselov、 Saraju Mohanty、Elias Kougianos、「ナノCMOS回路の高速かつ正確なシミュレーションのためのメタモデルの比較研究」、 Wayback Machineで2015年9月23日にアーカイブ、IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing (TSM)、Vol. 25、No. 1、2012年2月、pp. 26–36。

[4] Saraju Mohantyメタモデリングによるナノスケール回路の超高速設計探究Archived 23 September 2015 at the Wayback Machine、招待講演、Semiconductor Research Corporation (SRC)、Texas Analog Center for Excellence (TxACE)、2012 年 4 月 27 日。

[5] FEA (2005) FEA記録管理プロファイル、バージョン1.0。2005年12月15日。

[6] 国際標準化機構/国際電気標準会議、2007年。ISO /IEC 24744。ソフトウェアエンジニアリング - 開発方法論のメタモデル。

[7] E. Söderström他 (2001)「プロセスモデリング言語の比較のためのフレームワークに向けて」『 Lecture Notes In Computer Science』第2348巻。第14回国際高度情報システム工学会議議事録。600～611ページ、2001年

[PidcockArticle-8] Pidcock, Woody (2003), What are the difference between a vocabulary, a taxonomy, a thesaurus, an ontology, and a meta-model? , archived from the original on 14 October 2009 , retrieved 10 October 2009

[9] Ernst, Johannes (2002), What is metamodeling, and what is it good for? , 2011年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ, 2009年10月9日閲覧

[10] Saraju MohantyとElias Kougianos、「多項式メタモデルに基づくナノCMOS発振器回路の高速最適化」（Wayback Machineで2014年8月10日にアーカイブ）Springer Analog Integrated Circuits and Signal Processing Journal、第79巻、第3号、2014年6月、437～453頁。

[11] Jean-Marie Favre: モデル駆動工学の基礎理論に向けて. 2006年10月15日アーカイブ.

[12] AtlanticZoo Archived 29 April 2006 at the Wayback Machine .

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11 ]メタ

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