构件式体系结构模型映射的形式化语义

语义一致性是模型驱动开发中模型转换正确性的一个重要标准,但目前模型转换中语义特性保持的定义、描述和验证仍是一个尚未解决的难题.基于软件体系结构,利用范畴理论和代数规范形式化描述体系结构模型及其间的映射关系,使之具有精确的语义.体系结构模型的形式化语义用类型范畴图表来表示,态射合成被用来追踪构件模型之间的关联和映射,不同层次模型间的映射关系用态射和函子来形式化描述.以此为基础,进一步分析了模型转换应保持的语义特性.范畴理论支持图形化建模,可以使模型中的构件关系以及结构特征可视化,有利于对模型转换的理解和追踪.应用研究表明,该描述框架很好地把握了模型驱动开发的实质、过程和要求,为模型转换和模型驱动开发提供了新的认知、设计和语义计算的指导架构.     

支持模型驱动开发的软构件形式化描述方法

针对模型驱动的软件开发(MDSD)中语义特性保持的描述和验证等问题,基于类型范畴理论的形式化框架和进程代数理论,提出了一种软件结构模型的形式化描述方法。在此基础上对模型转换前后构件规范之间应满足的语义约束进行了深入的分析和探讨,从图表结构、端口与配置约束、外部行为以及可替换性等四个方面对特性约束保持的问题进行了描述,并建立了相应的判定标准。该方法能为模型之间转换规则的定义提供指导,并为模型转换的效果分析和正确性验证提供依据。应用研究表明,该方法使得构件模型的语义描述能力显著增强,可作为已有软件建模方法的一个有效补充。     

以体系结构为中心的模型转换的语义描述框架

在对类型范畴理论进行扩展的基础上,将其与进程代数相结合,为软件体系结构模型及其间的转换关系提供了一种统一的语义描述框架.模型的结构语义由类型范畴图表来指代,其行为语义则由范畴附带的进程行为迹来表示,模型间的映射关系用范畴理论中的态射和函子来形式化描述.该描述框架可用于模型转换中特性保持问题的描述、分析和判定,从而为模型驱动的软件开发提供有力的支持.     

基于ASM的元模型形式化语义的研究*

提出一种在模型驱动开发过程中的形式化语义描述方法。该方法利用元建模技术,形式化地描述了元模型及其语义间的映射关系,以提供精确的语义描述,从而为模型驱动开发提供有力的支持。将描述框架用于模型转换规则的定义以及元模型的分析与验证,并以简单Petri网为例,说明该方法可以有效地支持模型转换和代码生成。     

支持MDA的J2EE PSM模型描述及代码生成方法

为解决模型驱动体系结构(MDA)中PSM模型描述存在的问题，以软件体系结构为基础，综合当前J2EE平台下广泛使用的多种应用框架，提取其共同特征并加以抽象分析，建立了一种包括领域构件模型、行为构件模型和界面展示构件模型3部分的J2EE平台模型描述方法。用该方法描述的模型不仅具有J2EE平台的特性信息，还便于向多种目标框架下的代码进行转换。以此为基础，引入抽象平台有关模型和具体平台有关模型的概念，进一步扩展了MDA开发框架。介绍了相应代码生成器的框架设计和实现过程。     

支持Web服务组合与验证的形式化模型

针对Web服务的组合与验证问题,在范畴理论描述框架的基础上,引入进程代数描述服务组件的外部行为,为Web服务系统的架构描述建立了一种形式化的语义模型。Web服务作为范畴理论中的对象节点,服务间的交互和组合关系作为态射,从而以范畴图表的形式来描述服务网络。在形式化定义服务接口、Web服务、服务组合等概念的基础上,进一步分析讨论了服务组合和交互过程中的语义特性,给出了Web服务可替代性和服务请求可满足性的形式化定义。实例研究表明,该框架增强了Web服务架构的语义描述能力。     

MDA模型转换的OCL扩展

模型驱动架构(MDA)是继CORBA,UML之后由OMG推出的重要的软件开发方法学.MDA的核心是模型转换,模型转换语言又是实施模型转换的关键.本文从MOF元模型的角度首先对OCL进行动态特性的扩展,使其具备表达动态行为语义的能力;然后通过扩展相关关键字,定义了一个完整的模型转换程序框架;并提出创建中间转换对象实现了模型转换的可追溯性以及源模型和目标模型转换的同步性.     

基于MDA的MARTE模型形式化方法

针对嵌入式系统对可靠性和可预测性的要求,提出基于MDA对嵌入式系统的建模语言MARTE进行形式化描述的方法。建立Object-Z的元模型,定义了MARTE元模型与Object-Z元模型之间的模型转换关系,给出了MARTE模型到Object-Z模型的语义映射和语法转换的具体过程。该方法支持将MARTE模型形式化转换为Object-Z模型,有利于软件开发早期的检验和验证。     

模型驱动的服务构件开发工具

研究并开发一种模型驱动的服务构件开发工具,提出相应的服务构件开发流程。该工具基于服务构件架构定义构件模型,验证模型的正确性,采用模型驱动开发技术自动生成代码框架,支持构件开发的3个关键步骤,即构件制作、构件组装和构件管理。应用结果证明,该工具能提高软件开发效率。     

UML模型到N层Web模型的模型驱动转换

模型驱动架构(MDA)是由对象管理组织(OMG)提出的应用模型技术进行软件开发的方法和标准体系,其核心理念是平台无关模型建模和平台特定模型转换。通过编程实现基于元对象机制2.0(MOF2.0)查询/视图/转换(QVT)标准定义开发的框架,该框架可以将元模型转换为特定N层应用程序类,实现主要程序功能,从而大大提高开发效率。验证了通过编程实现模型驱动转换的灵活性和功能实现的多样性,包括XML文件对模型规范的描述以及生成代码的完整性。     

基于本体语义的模型映射研究

模型转换是模型驱动开发的一项关键技术,模型间的映射关系是模型转换的基础和依据.通过对模型描述语言的语法结构和语义表达特性进行抽象分析,基于本体语义映射,对不同层次的模型映射进行了分类并加以形式化定义,进一步探讨了不同抽象层次模型之间映射关系的建立过程以及所应遵循的基本原则.以UML类模型到C语言模型的映射为例进行了阐述.这不仅可为模型转换的具体实现提供理论指导,还为验证模型之间映射规则的可行性和正确性提供依据.     

An algebraic semantics for MOF

In model-driven development, software artifacts are represented as models in order to improve productivity, quality, and cost effectiveness. In this area, the meta-object facility (MOF) standard plays a crucial role as a generic framework within which a wide range of modeling languages can be defined. The MOF standard aims at offering a good basis for model-driven development, providing some of the building concepts that are needed: what is a model, what is a metamodel, what is reflection in the MOF framework, and so on. However, most of these concepts are not yet fully formally defined in the current MOF standard. In this paper we define a reflective, algebraic, executable framework for precise metamodeling based on membership equational logic (mel) that supports the MOF standard. Our framework provides a formal semantics of the following notions: metamodel, model, and conformance of a model to its metamodel. Furthermore, by using the Maude language, which directly supports mel specifications, this formal semantics is executable. This executable semantics has been integrated within the Eclipse modeling framework as a plugin tool called MOMENT2. In this way, formal analyses, such as semantic consistency checks, model checking of invariants and LTL model checking, become available within Eclipse to provide formal support for model-driven development processes.     

基于扩展Petri网模型的BPMN形式化

BPMN(Business Process Modeling Notation)作为一个在系统开发早期阶段获取业务过程模型的标准,指导系统的设计和开发,其模型的正确性是影响软件开发质量的关键。鉴于BPMN模型的形式化可以验证模型的正确性,提出了一种利用扩展Petri网模型,应用模型驱动技术实现BPMN模型形式化自动执行的方法。该方法通过细化Petri网模型中的Transition和Place元素以及增加Organization Identifier和Group Identifier容器,使其不但能够描述BPMN模型中的动态行为,而且还能描述BPMN模型中的动态行为协作和静态组织结构。从元模型结构、语法和图标记方面详细分析了扩展的Petri网模型元素,利用模型驱动开发技术设计BPMN模型元素至扩展的Petri网模型元素的转换规则,并在Eclipse平台上使用ATL模型转换语言执行映射,实现形式化的自动执行。最后在此基础上应用Travel Agency系统演示了模型形式化插件BPMN2ExtendPetrinets的执行结果。     

Runtime software architecture based on reflective middleware

Copyright by Science in China Press 2004 Since its first literate identification and discussion[1], software architecture (SA) has become an important subfield of software engineering, receiving increasing attention from both academic and industrial communities. SA describes the gross structure of a software system with a collection of components, connectors and constraints[2]. In gen-eral, SA acts as a bridge between requirements and implementation and provides a blue-print for system cons…     

基于Agents的软件合成框架ABFSC

通过软件合成来开发分布计算环境下的开放性集成化应用系统正在成为软件工程研究的新热点,软件体系结构的透明描述是支持软件合成的主要手段,但现行体系结构形式描述抽象程度太低,无法清晰说明软构件间的协作和语义互操作。     

rCOS: a formal model-driven engineering method for component-based software

Model-driven architecture (MDA) has become a main stream technology for software-intensive system design. The main engineering principle behind it is that the inherent complexity of software development can only be mastered by building, analyzing and manipulating system models. MDA also deals with system complexity by providing component-based design techniques, allowing independent component design, implementation and deployment, and then system integration and reconfiguration based on component interfaces. The model of a system in any stage is an integration of models of different viewpoints. Therefore, for a model-driven method to be applied effectively, it must provide a body of techniques and an integrated suite of tools for model construction, validation, and transformation. This requires a number of modeling notations for the specification of different concerns and viewpoints of the system. These notations should have formally defined syntaxes and a unified theory of semantics. The underlying theory of the method is needed to underpin the development of tools and correct use of tools in software development, as well as to formally verify and reason about properties of systems in mission-critical applications. The modeling notations, techniques, and tools must be designed so that they can be used seamlessly in supporting development activities and documentation of artifacts in software design processes. This article presents such a method, called the rCOS, focusing on the models of a system at different stages in a software development process, their semantic integration, and how they are constructed, analyzed, transformed, validated, and verified.