基于MDA的设计模式建模与模型转换

MDA(model driven architecture)的一个重要意图是将模型作为软件开发的基本单元,以进一步提高软件开发的抽象层次.为此,MDA划分了3种抽象级的模型,并通过建立高抽象级的模型和向低抽象级模型及代码的转换来构造可运行的应用程序.在MDA的框架下,将设计模式作为一种独立的建模和转换单元能够在较高的抽象层次上充分支持复用并提高建模粒度,从而进一步发挥设计模式的优点,提高软件开发效率、降低生产成本.然而,要在MDA的框架下将设计模式作为完整的开发单元来使用,必须解决以模式为单元的建模及转换两个具体问题.针对单元化模式建模的问题,通过扩展MOF(meta object facility)的方式定义了模式单元元模型,并提供了基于此元模型的单元化建模支撑机制,以分离业务模型与模式模型的方式解决了该问题.针对单元化模式模型转换问题,在模式单元元模型的基础上定义了向EJB平台的转换规则.该转换规则使用QVT标准描述,支持单元化的模式模型转换,并具有良好的复用性.     

一种面向图形化建模语言表示法的元模型

对于图形化的建模语言,为定义其表示法一般需要解决3个问题:如何定义每个建模元素的图形符号,如何定义图形符号之间的位置关系以及如何将表示法映射到抽象语法.为了方便进行模型转换和代码生成,还需要使用模型化的方式描述建模语言的表示法.通过对UML及其语言家族中的表示法进行总结、分析和归纳,提出了一种表示法定义元模型(notation definition metamodel,简称NDM).针对定义表示法所面临的3个问题,NDM被分成基本图元及其布局、基本位置关系和抽象语法桥三部分.使用NDM定义好的表示法模型还可以通过代码生成技术生成可使用的源代码.将NDM与其他几种定义表示法的方法进行了比较,结果表明,NDM与其他方法相比具有优势.NDM已经在元建模工具PKU MetaModeler中实现.介绍了NDM在实际应用中的几个案例.     

UML Statechart图的操作语义

面向对象标准建模语言UML(unified modeling language)缺乏精确的动态语义.根据UML1.1语义文档,提出描述对象状态机的UML Statechart图的形式化操作语义.该语义覆盖了UML Statechart图的绝大部分特征,为UML Statechart图的代码产生、模拟和测试用例生成奠定了基础.根据上述语义,基于Rose98完成了UML Statechart图的测试用例生成和测试过程的模拟.     

UML Statecharts的模型检验方法

统一建模语言UML已广泛应用于软件开发中,验证UML模型是否满足某些关键性质成为一个重要问题.提出了对UML Statecharts进行模型检验的方法.首先用扩展层次自动机结构化地表示UML Statecharts,然后给出其操作语义,通过寻找最大无冲突迁移集可以保证语义的正确性.对于具有无穷运行的系统,该操作语义可以映射到一个Büchi自动机.使用基于自动机理论的模型检验方法来验证UML Statecharts的线性时态逻辑性质,并给出方法验证由Statecharts和协同图建模的复杂多对象系统.     

一种模型转换的编织框架

模型转换是MDA(model driven architecture)的核心技术之一,也是目前MDA研究的热点.目前,MDA范畴内存在多种模型转换方法和工具,它们之间的异构性造成了模型转换代码重用的困难,并使学习和使用模型转换方法的成本增加.受到模型编织技术的启发,提出了一种基于QVT(model query/view/transformation)规范的模型转换编织框架QMTW(QVT-based model transformation weaving framework)来解决以上缺点.展示了模型转换编织的概念、语义、元模型和语法,以及到目标语言的转换定义,并以一个具体实例说明了本框架的使用方法和优点.QMTW提高了模型转换的抽象层次,统一了多种模型转换语言,并支持OMG最新的模型转换规范,在一定程度上消除了模型转换技术的异构性,同时具有简单、规范、扩展性强3个优点.     

从UML到元建模研究理解

随着UML的流行,掀起了人们对于元建模研究的热潮,UML是一种标准的图形化建模语言,但是人为的为不同的软件开发不同的建模语言费时费力,而元建模的诞生解决了这个问题。本文以UML功用和特点,元建模各个模块之间的关系做了浅显的分析和理解。     

模型转换中特性保持的描述与验证

模型转换主要用于模型的演化、求精以及重构.模型转换需要遵循一定的约束规则以保持模型的某些特性.模型演化通常要求保持已有的接口;模型重构则必须保证重构前后的软件具有相同的外部行为特性.为了严格证明某个模型转换规则是否满足这些约束,特性保持约束必须形式化地加以描述.为了实现证明过程的自动化,需要总结通用的证明过程并给出实现算法.提出了一种基于图转换的特性保持约束描述机制,将模型演化与重构中的转换规则以及特性保持约束都描述为图转换规则.借助图转换的冲突检测机制,给出了严格证明转换规则是否满足特性保持约束的算法.     

基于UML的数据服务系统的建模

为了提高遥感数据分发网站的交互性和稳定性,完善其用户体验,建立了基于UML的可视化模型,该模型包括静态建模和动态建模。通过建模,为遥感数据分发网站的设计提供了可视化的面向对象技术的框架。在此基础上,设计了满足用户需求的分发网站。通过设计与实现,表明了该模型有效地解决了以往网站开发过程中的难拓展、难集成、用户体验不足等问题。     

基于模型的嵌入式系统软件工程语言AADL与UML的比较

随着嵌入式系统规模、复杂度和性能需求的提升,嵌入式系统开发的重点从代码级提前到模型级,模型驱动体系结构成为嵌入式系统开发的主流。统一建模语言（uML）和结构分析和设计语言（AADL）是模型驱动系统工程的标准,从方法、扩展机制和应用领域三个方面对两者进行研究和比较,讨论模型分析、模型转换等相关技术。最后,探讨了UML和AADL的发展与研究方向     

扩展Java元模型以实现诠释的可视化建模

诠释（annotation）是JavaSE5引入的一种新的编程语言成分,目前得到广泛关注。但从可视化建模来看,已有的Java元模型和UML2元模型并不支持诠释规范,这导致诠释的语义特征在高层抽象中难以体现,也不能实现诠释的可视化、规范化建模。本文扩展已有的Java元模型,以支持诠释的可视化建模。文章提出了诠释的4个重要特征,添加了3个元类以扩展Java元模型,使其能反映诠释特征,并给出2个图符以支持诠释的可视化建模。新的Java元模型符合MOF规范,设计简单,方便实现以支持MDA及相关工具的开发。     

一种基于MDA的容错软件开发工具框架设计

针对软件的高容错性、可靠性等要求,该文给出一种基于模型驱动体系结构开发技术的软件开发工具的框架结构,阐述了如何在工具中扩展对容错软件开发的支持。使用该工具可减少软件容错性描述的困难,提高软件开发的效率。     

基于MDA的汽车嵌入式软件系统架构设计

为了高效管理愈来愈复杂的车辆电子、软件系统,并且在确保产品及服务质量的同时,提高成本效率,以统一建模语言(UML)和系统建模语言(SysML)为基础,参照汽车开放系统架构(AUTOSAR),提出一种基于模型驱动架构的汽车嵌入式软件开发方法,并以汽车引擎点火和敲打控制系统为例进行描述.性能分析表明,该方法缩短了汽车嵌入式软件开发周期,降低了开发成本.     

MDA建模的AOP扩展策略及其比较

对于MDA横切于核心业务逻辑的关注点对封装的破坏的问题,本文给出把AOP引入到MDA的扩展策略和主要方法,并对不同的扩展策略进行了比较。     

基于SPEM的CMM软件过程元模型

软件企业在实施CMM(capability maturity modelfor software)的过程中面临最主要的障碍是如何将CMM 软件过程模型转换成可实施的、体现组织过程特征的CMM实施过程模型.可以利用模型驱动架构MDA来支持CMM模型转换,其首要问题是建立CMM软件过程元模型.通过分析CMM软件过程,给出了面向CMM的软件过程工程元模型SPEM的扩展策略,提出了一个基于SPEM的CMM软件过程元模型一-SPM-CMM.该元模型既支持CMM软件过程的抽象语法和规则语义,也支持利用UML CASE工具操作CMM软件过程模型.     

软件体系结构的描述方法研究

目前关于软件体系结构的描述已有许多工具支持,但各种工具不仅是领域相关的,而且描述方法也不尽统一,这使设计人员很难选择一种合适的工具,将体系结构的共同特征提取出来,秦为体系结构描述的核心模型,为各种工具提供了共同的基础－若要用某一种工具描述,只需增加与之相关的约束,另一方面将软件体系结构与当前主流的面向对象方法相结合,利用统一建模语言ＵＭＬ的扩充机制,从多个视图描述了软件体系结构,最后结合研究工作给     

MDA概念和技术在仿真系统开发中的应用研究

模型驱动架构(MDA)集成了统一建模语言(UML)、元对象机制(MOF)、可扩展标记语言(XML)和基于XML的元数据交换(XMI)等一系列标准,强调模型在软件开发中的重要作用.简要分析了建模与仿真和软件工程领域的若干典型模型开发与运行过程,将仿真系统的开发过程划分为需求工程、分析、设计、实现和试验五个主要阶段;探讨了模型驱动架构(MDA)的概念和技术(包括模型、建模技术、模型变换技术、代码自动生成技术等)在仿真系统开发各个阶段的应用;以交通仿真为例,给出了部分建模与仿真结果,展示了仿真系统开发过程与MDA相结合的可行性,表明了在MDA工具的支持下,MDA概念和技术的应用可以提高仿真系统的开发效率.     

扩展UML活动图在工作流建模中的应用*

针对UML对数据和信息流描述缺乏充分表达业务工作流程的问题,借助新创建的活动图,提出了基于扩展UML活动图的工作流过程建模方法。应用实例表明,扩展的UML活动图对工作流程的语义表达更丰富,更准确地描述工作流建模所需表达的内容,以满足工作流过程建模的要求。     

UML建模机制在面向对象分析中的应用

介绍了UML的建模机制,采用面向对象分析与设计技术对在线学分查询系统的开发过程进行分析、建模及代码实现.