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.     

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.     

元建模技术研究进展

随着UML(unified modeling language)与MDA(model driven architecture)的兴起和流行,模型已经成为软件开发的核心制品,而模型重要性的提升使得建模语言以及定义建模语言的元模型逐渐成为软件开发中的一个核心要素.软件开发往往涉及多个领域,而不同的领域往往需要不同的建模语言及其建模工具.但是,手工地为不同的建模语言开发建模工具代价高昂.元建模技术是解决这个问题的方法之一,通过元建模,可以根据领域需要定制合适的元模型以定义领域建模语言,进而自动生成支持该建模语言的建模工具.大量的工程实践表明,与领域建模以及MDA相结合,元建模可以大幅度地提高软件开发效率,基于元建模的MDA比基于通用建模语言的MDA更具潜力.在最近的几年中,元建模及其相关技术发展迅猛,不但在技术上取得了长足的进步,而且在产业界也开始出现大规模的商业应用.总结了元建模的现有研究成果,分析和比较了现有元建模工具,探讨了元建模的可能发展方向.对元建模中存在的问题进行分析,并指出了可能的解决途径.     

处理动态行为描述的MDA模型转换技术

模型驱动体系结构MDA(Model Driven Architecture)是OMG组织为解决不同中间件平台间的集成问题而提出的一种开放的、供应商中立的软件开发方法。在MDA框架中,开发者首先构建平台无关模型PIM(Platform Independent Model),然后根据到特定平台或实现语言的映射规则/方法,从平台无关模型转换生成平台相关模型PSM(Platform Specific Model),最终生成应用程序代码。采用了UML类图在平台无关层来描述模型的静态结构,并使用动作语言对模型的动态行为进行描述;选择Java EE作为目标平台,制定出相应的转换规则,实现了从动态行为描述到目标代码的转换。使用这样的方法得到的PSM只需要很少的后期处理就可以在平台上直接运行。研究工作较好地解决了当前大部分MDA模型转换工具不能处理动态行为模型转换的问题。     

模型驱动开发中模型演化语法和语义特性研究

模型演化由一系列复杂的变化活动组成,要遵循一定的约束以保持模型的某些特性。以一个实例描述模型演化的过程,并以集值映射为基础,定义模型成分与语义域的映射,通过定义模型演化的语义函数,研究模型演化的语法和语义性质,包括特性保持、一致性、等价性和吸收性等。     

MDA模型转换工具的研究

模型驱动架构MDA(Model Driven Architecture)是由OMG提出的,用于解决企业间应用集成问题的软件开发方法.自提出以来,MDA方法得到很多软件供应商和研究人员的强力支持,在工业界和学术界出现了很多支持MDA开发方法的模型转换工具.这些工具使用了不同技术和实现方法,各有千秋.这些工具的出现有力地促进了MDA开发方法的发展.从模型描述方法、模型转换方法和模型转换工具在软件生命周期中的位置等三个方面分析比较了当前流行的MDA模型转换工具.根据这些分析结果,进一步讨论了MDA模型转换工具的发展前景,并指出了进一步改进MDA模型转换工具的研究方向.     

MDA中的模型转换技术综述

模型转换是模型驱动软件开发的关键技术。本文首先对MDA中的模型转换技术进行了分类,然后介绍了模型转换技术的研究现状,并对当前支持模型转换的MDA工具作了总结和比较,最后展望了模型转换技术的发展前景。     

基于MDA的UML模型转换:从功能模型到实现模型

MDA（Model Drive Architecture）是OMG（Object Management Group）提出的解决系统集成问题的新途径,它以UML、MOF、CWM为核心,定义软件开发过程中的模型组织管理框架。本文探讨了MDA框架下在元模型层定义模型转换的方法。引入模型转换规则描述语言,给出模型转换规则应遵循的部分原则。以CORBA平台为例说明在元模型层用既定语言定义模型转换规则,从功能模型到实现模型的模型转换方法。基于以上方法构建相应的工具原型。     

基于时间抽象状态机的AADL模型验证

提出了一种基于时间抽象状态机(timed abstract state machine,简称TASM)的AADL(architecture analysis and design language)模型验证方法.分别给出了AADL子集和TASM的抽象语法,并基于语义函数和类ML的元语言形式定义转换规则.在此基础上,基于AADL开源建模环境OSATE(open source AADL tool environment)设计并实现了AADL模型验证与分析工具AADL2TASM,并基于航天器导航、制导与控制系统(guidance,navigation and control)进行了实例性验证.     

基于规则和语义匹配的模型合成研究*

设计一种基于规则和词汇语义匹配的模型合成框架,采用形式化方法描述模型及合成过程,提出语义匹配算法和合成规则,自动识别匹配元素并确定合成规则,根据规则自动生成合成模型。该框架较好地处理了模型合成中模型种类的多样性及模型命名的灵活性问题。     

基于DDS的模型驱动研究

目前模型已经可以部分参与生产环节,但还无法在大规模软件开发中直接使用模型,对象分析和设计模型还是主要用作软件系统的文档。软件分析师和设计师构建的模型仅仅作为程序员编写参考材料的辅助工具,而不能跟软件直接挂钩。为了解决这些软件生产过程中的非自动化和非标准化问题,OMG组织发布了模型驱动架构。通过对MDA标准的实现,软件模型可以直接被MDA工具翻译和执行,从而实现软件生产从人工到工业化的飞跃。决策支持系统是辅助决策者通过数据、模型和知识,以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。它是管理信息系统向更高一级发展而产生的先进信息管理系统。它为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境,调用各种信息资源和分析工具,帮助决策者提高决策水平和质量。     

基于MDA的HLA仿真系统的VV & A过程模型

介绍了高层系统结构(HLA)系统的标准开发过程模型FEDEP和两种基于FEDEP的校核、验证和确认(VV&;A)过程模型，分析了二者的优缺点。在简单分析模型驱动架构(MDA)架构之后，论述了基于模型驱动架构的高层系统结构仿真系统的校核、验证和确认过程。     

基于MDA的TRISO-Model模型管理方法及应用

TRISO-Model(tridimensional integrated software development model)是为处理软件开发的复杂性和动态性而提出的三维集成软件开发方法学,其中,多维模型之间的语义一致性维护以及对模型应用中公共操作部分的重用,提出了基于一致语义进行模型管理的需求.给出了基于MDA(model driven architecture)进行模型管理的方法MDA-MMMethod(MDA based model management method),应用MDA的4层模型管理结构,基于MDA核心标准MOF(meta object facility)所提供的公共语义基础管理模型和元模型,MDA-MMMethod支持各种MDA模型操作标准实现在TRSIO-model应用中的重用.开发了相应的支持系统MDA-MMSystem(MDA based model management system),应用于SoftPM的项目实践中.与传统方法相比,模型应用的开发效率得到了显著提高,同时降低了开发成本.最后,给出了模型融合的应用实例介绍.     

一种模型驱动的笔式表单界面软件开发方法

由于用传统的开发方法开发笔式表单界面软件,开发周期长、成本高且难以适应需求变更,难以提供用户概念模型和系统实现模型相一致的软件,针对此问题,提出了一种模型驱动的笔式表单界面软件开发方法,首先提出笔式表单用户界面模型——PFUIM.然后,基于PFUIM提出模型驱动的笔式界面软件的开发框架.该框架描述了笔式用户界面软件的开发模型,详细论述了各个模型的结构以及模型之间的关系;最后,在开发框架的基础上,提出了开发笔式表单界面软件的建模方法和系统自动生成方法,并通过一个实例说明该框架指导笔式表单界面软件开发的指导作用.     

扩展QVT Relations实现业务流程模型的转换

QVT(Query/View/Transformation)Relations无法描述包含嵌套模式,因此在描述流程模型的转换规则时存在一些困难.针对此问题,对QVT Relations 进行了扩展,引入了模式因子、嵌套关系表达式和关联端约束这3个概念,并讨论了扩充之后匹配模型和创建模型的语义变化.并用一个例子展示,扩展...     

模型驱动体系综述

模型驱动体系是OMG提出的一种IT系统描述方法,是互操作性标准进一步的发展。文章介绍了模型驱动体系的基本概念、核心基础构造及其模型体系,并介绍了当前的应用现状。     

基于编织的模型合成研究*

模型合成是MDA的一个新课题。将模型合成分成三个实施阶段,并设计了一种模型合成的编织框架WMCF（weaving-based model composition framework）,在模型合成中引入编织技术,输入模型的合成语义定义在编织模型中,通过WMCF框架自动实现模型合成。WMCF框架支持QVT(query/view/transformations)规范,这也是将模型合成与模型转换相结合的有益尝试。