238 정보과학회논문지 : 컴퓨팅의실제및레터제 20 권제 4 호 (2014.4) 이종스마트폰앱개발환경구성을위한모델변환적용방법 (A Method of Applying Model Transformation for Development Environment Configuration of Heterogeneous Smartphone App) 손현승 김우열 (Hyun Seung Son) 김영철 (R. Young Chul Kim) (Woo Yeol Kim) 요약다양한스마트폰플랫폼을가진안드로이드, 아이폰, 윈도우즈폰과같이 SW 의플랫폼은매우이질적인특성을갖기때문에개발되는회사나사람에따라, 똑같은콘텐츠의어플리케이션을재사용하지못하고다른플랫폼개발시새로운코드를작성해야만한다. 이문제해결을위해최근에는브라우저기반의하이브리드앱이주목받고있다. 하지만하이브리드는간단한앱에도브라우저를로드해야해오버헤드가크고네이티브앱의 UI 와같게만들기위해많은노력이소모된다. 이논문에서는기존연구를토대로이종스마트폰앱개발환경구성을위한모델변환의적용방법을제시한다. 특히이종스마트폰앱을개발에프 본연구는미래창조과학부및한국산업기술평가관리원의산업원천기술개발사업 [10035708, 고신뢰자율제어 SW를위한 CPS(Cyber-Physical Systems) 핵심기술개발 ] 과 2013년도정부 ( 교육부 ) 의재원으로한국연구재단의지원을받아수행된기초연구사업임 (2013R1A1A2011601) 이논문은제40회추계학술발표회에서 이종스마트폰앱을위한모델변환도구개발 의제목으로발표된논문을확장한것임 학생회원 : 홍익대학교컴퓨터정보통신공학과 SE연구실 hson@live.co.kr 비회원 : 대구교육대학교컴퓨터교육과교수 john@dnue.ac.kr 정회원 : 홍익대학교컴퓨터정보통신공학과 SE연구실교수 bob@hongik.ac.kr (Corresponding author임 ) 논문접수 : 2014년 1월 13일심사완료 : 2014년 2월 5일 CopyrightC2014 한국정보과학회 ː개인목적이나교육목적인경우, 이저작물의전체또는일부에대한복사본혹은디지털사본의제작을허가합니다. 이때, 사본은상업적수단으로사용할수없으며첫페이지에본문구와출처를반드시명시해야합니다. 이외의목적으로복제, 배포, 출판, 전송등모든유형의사용행위를하는경우에대하여는사전에허가를얻고비용을지불해야합니다. 정보과학회논문지 : 컴퓨팅의실제및레터제20권제4호 (2014.4) 로젝트, UI, 코드의 3 가지요소가필요하지만, 제안한방법은개발환경구성에필요한프로젝트파일에대해서만다룬다. 제안한방법은각플랫폼에프로젝트파일들을분석하여공통과가변요소를추출하는분석단계와이를이용하여메타모델링과변환규칙을만드는설계단계로구성되어있다. 적용사례에서는이방법이이종플랫폼의프로젝트파일을동시생성가능한지를보인다. 키워드 : 모델변환, 메타모델링, 스마트폰, 다중플랫폼, 재사용 Abstract The software platforms like Android, iphone, and Windows Phone with the various smartphone platforms have very heterogeneous characteristics in each platform, which can not reuse software dependant on the company or person, and must be rewrite new code for other software platforms without reusability even though the same content applications. In recent years to solve this problem, browser-based hybrid apps is interested. But the hybrid has many overhead on even simple software app to load the browser, and consumes a lot of effort to make UI like a native app. In this paper, we propose a method applying model transformation for development environment configuration of heterogeneous smartphone app based on our previous research. To develop heterogeneous smartphone app is required with three element as project, UI, and code. But this paper is only limited to project files required to configure the development environment in our proposed method. This method consists of 1)the analysis step to extract the common and variable elements through analyzing project files for each platform, and 2)the design step to create metamodel and transformation rules from the analyzed results. With a case study, we show how the proposed method can create project files at the same time. Keywords: model transformation, metamodeling, smartphone, multi-platform, reuse 1. 서론 전세계적으로스마트폰의관심과판매증가로각스마트폰제조및공급회사마다플랫폼을선점하기위해서플랫폼전쟁이시작되었다 [1]. 2012년기준안드로이드약 55%, 아이폰약 23% 플랫폼이점유율을보이고있고 MS의윈도우즈폰, 삼성의타이젠등새로운플랫폼들도추가되고있다 [2]. 플랫폼의종속적인특징때문에특정플랫폼기반의소프트웨어는다른플랫폼으로재사용하지못한다. 이문제의해결을위해브라우저기반의하이브리드앱개발방법이등장하였다. 하지만하이브리드방법은간단한앱에도브라우저를실행해야해오버헤드가크고플랫폼별로구현된기능들이제한적이다. 또한네이티브앱의 UI와같게만들기위해초기에많은비용이소모
이종스마트폰앱개발환경구성을위한모델변환적용방법239 되는문제등아직은부족하다 [3]. MDD(Model Driven Development)[4] 는모델을재사용과코드자동생성으로생산성을높일수있는방법이다. 우리는이러한장점때문에 MDD를임베디드에적용한 e(embedded)-mdd를제안하였다 [5,6]. e-mdd는다중의영역으로모델로분리가능해플랫폼독립모델을더많이재사용할수있고자동화로이종의플랫폼의소프트웨어를빠르게개발할수있다. 스마트폰플랫폼들은운영체제, 개발언어, UI 코드, 개발환경등서로매우다른구성을가지고있다. 예를들어안드로이드는자바, 아이폰은오브젝티브-C, 윈도우즈폰은 C# 등개발코드가다르고 UI 언어는 XML 로같지만구조는다르다. 이러한특성때문에그림 1과같이모델변환은모델에서코드생성뿐만이아니라이와관련되어있는프로젝트, UI 파일들을모두생성해야한다. 여기서 UML은코드생성을위한것이고 UI 는각플랫폼 UI 정보들의특징을추출한추상화한 UI 모델로이종의 UI 모델로변환하기위한것이다. 완전한변환을위해서는각요소마다의모델변환방법이필요하지만, 여기에서는모든내용을다루기는어려워이요소들중개발환경구성에필요한프로젝트파일 ( 그림 1 의음영부분 ) 의모델변환에대해서만다룬다. 이논문에서는 UI, 코드, 프로젝트중이종스마트폰앱개발환경구성을위해필요한프로젝트파일에대한모델변환의적용방법을제안한다. 제안한방법은각플랫폼에프로젝트파일들을분석하여공통과가변요소를추출하는분석단계와이를이용하여메타모델링과변환규칙을만드는설계단계로구성되어있다. 그리고이렇게만들어진메타모델과모델변환규칙을모델변환엔진으로모델변환을수행하면이종의프로젝트파일들을생성할수있다. 적용사례에서는이방법이이종플랫폼 ( 안드로이드, 아이폰, 윈도우즈폰 ) 의프로젝트파일을동시생성가능한지를보인다. 이논문의구성은다음과같다. 2장에서는관련연구로기존의크로스플랫폼개발도구들을비교를한다. 3장그림 1 이종스마트폰앱을위한모델변환의구조 Fig. 1 The structure of model transformation for heterogenous smartphone app 에서는제안한모델변환방법에대해서설명하고, 4장에서는적용사례를보여준다. 마지막으로 5장에서는결론및향후연구에대해서언급한다. 2. 관련연구국내외크로스플랫폼개발도구는스마트폰의발전에따라점점더다양해지고있다. 크로스플랫폼개발의대표적인개발도구에는 PhoneGap[7], m-bizmaker [8], Appspresso[9] 가있다. PhoneGap은웹을이용하여 Negative 앱으로변형시켜주는도구로써아이폰뿐만아니라다양한플랫폼을지원하는것이특징이다. m-bizmaker는비즈니스어플리케이션제작에있어효율성을낼수있도록편리한기능과사용자중심의 UI를제공하고국내기업에서제공하는것이특징이다. Appspresso는웹기술로개발한소스를각모바일플랫폼별런타임으로감싸네이티브앱으로빌드하는하이브리드방식의크로스플랫폼모바일프레임워크이다. 기존의크로스플랫폼지원을위한하이브리드방식은웹 (Web) 을앱 (App) 처럼사용할뿐, 네이티브앱과는많은차이가있다. 이러한웹기반앱들은중간에서통신담당을수행해주는미들웨어에많은의존을하게되고웹의기능의한계를가지고있으며자바스크립를통해서모든처리를해야한다. 또한하이브리드기반개발은 HTML을앱처럼보이게하기위해서 UI 작업에상당한노력이소모되고간단한앱도브라우저를실행해야하기때문에높은사양의디바이스가요구된다. 3. 개발환경의모델변환방법 3.1 모델변환적용방법모델변환은 1) 모델에서모델과 2) 모델에서텍스트의두가지방법있는데, 모델에서텍스트로의변환은출력되는값이텍스트로메타모델이필요없다. 프로젝트파일들은그구조가복잡하고간단한변환을위해서다양한파일들의메타모델을설계하기어렵기때문에, 이논문에서는모델에서텍스트변환을사용한다. 모델에서텍스트변환방법을사용하기위해서는메타모델과변형규칙의두가지요소가필요하다. 그러므로제안한모델변환적용방법은그림 2와같이각플랫폼에프로젝트파일들을분석하여공통과가변요소를추출하는분석단계와이를이용하여메타모델링과변환규칙을만드는설계단계로구성한다. 공통과가변요소를추출하는분석단계에서는각플랫폼의프로젝트파일들을비교하여같은정보와다른정보를분리하고의미있는요소들을추출해낸다. 메타모델링과변환규칙설계단계에서는전단계의분석데이터를이용하여메타모델링과변환규칙을만든다.
240 정보과학회논문지 : 컴퓨팅의실제및레터제 20 권제 4 호 (2014.4) 그림 2 프로젝트파일에모델변환적용방법 Fig. 2 The method applying model transformation to project files (a) Android 3.2 공통과가변요소를추출하는분석단계공통과가변요소를추출하기위해서우리는각플랫폼의개발도구에서생성하는초기프로젝트파일들을수작업으로비교분석하였다. 그결과그림 3과같이파일의구조를얻을수있었고변경되는데이터는볼드체로표현하였다. 각플랫폼의분석한결과 3가지의공통적인특징들을찾아낼수있었다. 첫번째로는각프로젝트의이름이파일내에다수로입력된다는것과두번째로는파일과디렉토리생성에도프로젝트이름이사용되는것, 그리고마지막으로변경되지않는파일들이있다는것이다. 각플랫폼의가변요소는플랫폼마다생성되는파일의내용과디렉토리구조가다른것이다. 공통요소로추출된것은메타모델로설계가가능하고가변요소는모델변환규칙을이용하여변환을수행하면각플랫폼의구조의데이터를생성할수있다. 3.3 메타모델과모델변환규칙설계단계메타모델은입력되는모델의스키마로데이터의구조를결정하게된다. 앞에서분석한공통요소를기반으로메타모델을설계하면그림 4와같다. 이메타모델은그림 3의파일구조를메타모델링한것이다. Project는생성될프로젝트의이름을포함하는루트노드이다. 프로젝트내부에는여러개의디렉토리를포함할수있고하부에는여러개의파일과디렉토리를포함할수있다. 서브노드의깊이는입력되는데이터에따라달라진다. ischangename은이름이변경될경우를나타내는속성값으로, 이값이참 (True) 이되면 change- NameInfo에변형될이름의형식정보를입력한다. 형식정보는문자열로입력된다. (b) iphone 그림 4 프로젝트의메타모델 Fig. 4 The project of metamodel (c) Windows Phone 그림 3 각플랫폼의파일구조 Fig. 3 The file structure of each platform 이문자열은모델변환시에엔진에의해서입력된값의 [] 사이의값은속성값으로대체되고나머지값은그대로출력된다. 예를들어 ProjectName이 project 이고 Name이 name 이라면, 아래와같이입력데이터 1이 2로변형된다.
이종스마트폰앱개발환경구성을위한모델변환적용방법241 1 [ProjectName]_[Name] 2 project_name File에 ischangecontext는데이터가변형될지의유무를설정하는값이다. ischnagecontext의값이참일때, changerulename에데이터를변형시킬규칙의이름이입력되고이이름은모델변환엔진과연동되어변형을위한기본정보를제공한다. 이렇게설계된메타모델은 EMF(Eclipse Modeling Framework)[10] 를통해서이클립스플러그인으로생성가능하다. 이플러그인을이용하면모델에데이터를입력할수있다. 그림 5는그림 3(c) 의윈도우즈폰의파일구조를메타모델기반으로데이터를입력한것이다. 모델에서텍스트변환규칙은모델-텍스트변환언어 [11] 를이용해서작성한다. 각플랫폼 ( 안드로이드, 아이폰, 윈도우즈폰 ) 의변형규칙을정리하면표 1과같다. 변형규칙은프로젝트이름입력, 코드생성, UI 생성의 3가지형태로구분된다. 코드와 UI의생성을다루지않기때문에이부분은생략한다. Android iphone Windows Phone 표 1 모델변환을위한규칙 Table 1 Rules for model Transformation Rule Name RProject RAndroidManifest RMainActivity RActivity_main RStrings RPrefix RViewController RMainWindow RAppDelegate_h RAppDelegate_m RViewController_h RViewController_m RProject_pbxproj RUser_modelv3 RUser_pbxuser RSln RAssemblyInfo RWMAppManifest RApp RApp_xaml RMainPage RMainPage_xaml RCsproj Type 이때 ischangename 의값이참이면 changenameinfo 의정보를이용하여이름을변경하고 ischangecontext 의값이참이면 changerulename의변형규칙을찾아모델변환을실행한다. 이러한방법을이용하여서로다른이종의플랫폼의파일구조를유연하게생성가능하고프로젝트환경을구성할수있다. 그림 5 윈도우즈폰파일구조의모델 Fig. 5 The model of Windows Phone s file struecture 프로젝트이름입력규칙을아이폰의 RAppDelegate_h 규칙으로예를들면그림 6과같다. 볼드로표현된 [project.name/] 은모델변환시에프로젝트이름으로교체되고나머지는그대로출력된다. 그외에다른규칙들도모두이러한방식으로기술되어있다. 모델변환이수행되는과정을종합적으로설명하면다음과같다. 앞에서정의한메타모델기반으로플랫폼별로파일구조모델을작성한다. 작성한파일구조모델을모델변환수행도구에입력하면도구는입력된모델의정보를읽어깊이우선탐색으로모든파일노드를검사한다. #import <UIKit/UIKit.h> @class [project.name/]viewcontroller; @interface [project.name/]appdelegate : NSObject <UIApplicationDelegate> { UIWindow *window; [project.name/]viewcontroller *viewcontroller; } @property (nonatomic, retain) IBOutlet UIWindow *window; @property (nonatomic, retain) IBOutlet [project.name/]viewcontroller *viewcontroller; @end 그림 6 아이폰의모델변환규칙 Fig. 6 The model transformation rule of iphone 4. 적용사례 제안한방법의실행을확인하기위해서개발한 HMMT
242 정보과학회논문지 : 컴퓨팅의실제및레터제 20 권제 4 호 (2014.4) (a) Input data 하였고우리는 MDD를접목하여스마트폰플랫폼을위한 e-mdd 방법을제안하였다. 스마트폰플랫폼분석결과대부분 UI 편집도구를기반으로소프트웨어를개발하는구조로구성되기때문에, 스마트폰앱개발은코드생성뿐만이아니라이와관련되어있는프로젝트, UI 파일들을모두생성해야한다. 이논문에서는이를실현하기위한첫단계로 UI, 코드, 프로젝트중이종스마트폰앱개발환경구성을위해필요한프로젝트파일에대한모델변환의적용방법을제시하였다. 제시한방법을통해서각플랫폼에프로젝트파일들을분석하여공통과가변요소를추출하였고메타모델링과변환규칙생성으로모델변환을실행할수있었다. 또한적용사례를통해이방법이이종플랫폼 ( 안드로이드, 아이폰, 윈도우즈폰 ) 의프로젝트파일을동시생성가능한지를보였다. 제안한방법을통해서이종의소프트웨어를동시에개발하고재사용할수있어타회사기기간의콘텐츠의활용도가높아질것으로기대한다. 향후에는 UI 생성과코드생성에대해서다루고자하고기개발된기술로 HMMT 도구를확장하여실제산업현장에서적용될수있도록기술을보완완성하고자한다. References (b) Android (c) iphone (d) Windows Phone 그림 7 모델변환과정으로생성된파일의각플랫폼별실행결과 Fig. 7 The each platform s execution result of created file though model transformation process (Heterogenous Mobile Model Transformation) 도구를이용하여그림 7과같이모델변환을수행하였다. 각플랫폼별로생성하면 UI 모델에서생성한모델이각플랫폼별로실행되고모양이같은것을확인할수있고파일구조도앞에서분석한데로생성됨을확인하였다. 안드로이드는 20개의디렉토리와 18개의파일, 아이폰은 3 개의디렉토리와 12개의파일, 윈도우즈폰은 3개의디렉토리와 13개의파일이각각생성되었다. 5. 결론및향후연구개발도구, 프로그래밍언어, API의특성이다르기때문에이종의플랫폼을동시개발하는것은매우어려운작업이다. 그럼에도불구하고이종플랫폼개발을위한재사용연구는끊임없이이어져왔었다. 이러한상호운영의문제를해결하고자웹브라우저를이용한하이브리드방식이개발됐지만브라우저와폰을연결하는미들웨어에종속되는특성, 기존플랫폼을최대한활용하지못하는점과제약점들때문에새로운대안이필요 [1] Brad Cho, Platform wars, BOOK21, 2013. [2] Yu-Mi Bae, Sung-Jae Jung, Wooyoung Soh, "Trend analysis of Mobile Operating Systems," Journal of Security Engineering, vol.9, no.4, pp.343-356, Aug. 2012. [3] Junho Jin, Jong-Hong Jeon, Seung-Yun Lee, "Mobile App Development based on HyWAI Framework," Journal of KIISE : Computer Systems and Theory, vol.39, no.3, pp.188-195, Jun. 2012. [4] B. Selic, "The pragmatics of model-driven development," Software, IEEE, vol.20, Issue 5, pp.19-25, 2003. [5] Woo Yeol Kim, Hyun Seung Son, Jae Seung Kim, R. Young Chul Kim, "Development of Windows Mobile Applications using Model Transformation Techniques," Journal of KIISE : Computing Practices and Letters, vol.16, no.11, pp.1091-1095, Nov. 2010. [6] Woo Yeol Kim, Hyun Seung Son, R. Young Chul Kim, "Rule Extraction Method for Model Transformations in Heterogeneous Smartphone Applications," Information Journal, vol.16, no.1(b), pp.615-626, Jan. 2013. [7] PhoneGap, http://www.phonegap.com [8] m-bizmaker, http://www.mbizmaker.com [ 9 ] Appspresso, http://www.appspresso.com [10] EMF, http://www.eclipse.org/modeling/emf [11] OMG, "MOF Model to Text Transformation Language," vol.1.0, 2008.