Entwurf und Implementierung einer Domain Specific Language zur effektiven Modellierung von Formulardaten im Bereich der medizinischen Dokumentation

Abstract

Die vorliegende Arbeit besch ̈ftigt sich mit der Modellierung von Abhängigkeiten in einem medizinischen Studiensystem.<br />Die Formularfelder eines Web-Formulars, sowie die dahinter liegenden Daten, sollen durch Formeln und Bedingungen miteinander in Beziehung gesetzt werden. Durch Eingabe von Werten in einzelne Felder werden Berechnungen ausgelöst, die wiederum den Wert anderer Felder bestimmen.<br />Der Ansatz, mit dem diesem Problem begegnet wird, ist der Entwurf und die Entwicklung der Ausdruckssprache Form Expression Language (FXL).<br />Diese ist eine Domain Specific Language (DSL) in der Domäne "Modellierung von Formulardaten". Ahnlich zu bekannten Ausdruckssprachen, wie etwa den Formel-Ausdrücken aus Tabellenkalkulationssoftware, ist die FXL in der Lage, Statements mit Variablen (zum Referenzieren anderer Formularfelder) und Funktionen (zur Erweiterung der Funktionalität) zu evaluieren. Der erste Teil er ̈rtert die zum Verständnis der Arbeit notwendigen technischen und theoretischen Grundlagen. Es werden die Begriffe definiert und eine Ubersicht uber das wissenschaftliche Umfeld der Modellierung von Webformularen geboten. Der zweite Teil widmet sich dem Entwicklungsprozess der Sprache. Zuerst wird der Aufwand der Entwicklung einer neuen Sprache begründet, indem die Vor- und Nachteile der Alternativen abgewogen werden. Danach werden die Entwicklungsphasen Analyse, Entwurf, Implementierung und Test beschrieben. Im Zuge dieser Phasen werden aus den Anforderungen die Sprache und deren Schnittstellen entwickelt. Der dritte Teil behandelt die Integration der in dieser Arbeit entwickelten DSL in das medizinische Studiensystem. Nach einer Beschreibung des Zielsystems werden diverse Themen wie Zyklenfreiheit, Ausführungsreihenfolge, Ausführungszeit und -ort behandelt, die bei der Integration beachtet werden müssen.

The topic of this thesis is the modelling of relations in form-based data. The fields of a web-form as well as its underlying data shall be put in relation to each other using formulas and constraints. Through entering data into a field, computations that set the values of dependent fields will be triggered.<br />The approach used in this master thesis is the design and development of a new expression language called Form Expression Language (FXL). FXL is a domain-specific language (DSL) in the domain "Relations in form-based data". Similar to other expression languages like formulas in spreadsheed software, FXL-statements use variables to reference other fields and functi- ons in order to extend the functionality of the language.<br />The first part of the thesis discusses the technical and theoretical fundamen- tals relevant for a wider understanding of this thesis. An analysis of terms and definitions is followed by an overview of the scientific field of relations in webforms. The second part is dedicated to the design process of the lan- guage. First, the motivation for the development of a new language and its advantages over existing solutions is explained. After that the phases of the software development process, analysis, design, implementation and test, are further elaborated. During this process the language and its interfaces emer- ge from the requirements. The third part concentrates on the integration of the FXL in an existing system for medical studies. It analyses the system and its workflow in depth to illustrate the use of the FXL in the system.<br />Diverse topics are considered: execution time and location, execution order and detection of cyclic dependencies.<br />