基于MDA的模型转换技术研究与应用

论文摘要

软件对现代企业的正常运作起着越来越关键的作用,从机器语言、汇编语言发展到现在的高级语言,软件开发的抽象层次越来越高。这意味着,开发人员越来越多地关注问题本身而不是一些技术上的实现细节。针对这一系列的发展趋势,OMG(Object Management Group)组织于2001年提出了模型驱动架构(Model Driven Architecture. MDA)草案。MDA是一种基于UML以及其他工业标准的框架,支持软件设计和模型的可视化、存储和交换。它以模型作为系统开发活动的主要制品,将一个应用或集成系统分离为表示商业和应用逻辑的平台无关的模型(PIMs)和表示平台技术的平台相关的模型(PSMs),通过模型转换实现PIMs到PSMs并最终到代码的(半)自动化生成,从而为解决各种互不兼容平台和中间件技术在系统集成和互操作方面存在的不足提供了新思路。模型不再只是扮演软件开发的配角,而是作为核心贯穿整个软件开发的始终。本文从对模型驱动体系结构的产生背景、开发方法及相关规范的介绍入手,剖析了MDA软件开发方法的实质和核心技术。深入研究了模型转换理论和方法,特别是从PIM到PSM的转换。对模型转换技术的研究现状及当前支持模型转换的MDA工具作了总结和比较。指出了元建模在模型驱动架构中的重要作用,提出了一个基于元模型的模型转换框架,给出了一组基于OCL的模型转换语言所描述的转换规则。将模式引入到PIM到PSM的模型转换中,并用模式在元模型层对模型转换进行定义,提出了基于模式的PIM到PSM的模型转换方法,并在一个MDA应用系统开发实例中进行了验证。最后展望了模型转换技术的发展前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 传统软件开发面临的问题
• 1.1.2 中间件技术存在的问题
• 1.1.3 对象管理组织OMG
• 1.2 模型驱动架构MDA
• 1.2.1 MDA开发方法
• 1.2.2 使用MDA的好处
• 1.3 问题的提出和研究意义
• 1.4 文章组织结构
• 第二章 MDA基础理论
• 2.1 MDA的核心技术
• 2.1.1 统一建模语言UML
• 2.1.2 元对象设施 MOF
• 2.1.3 XML元数据交换XMI
• 2.1.4 通用数据仓库元模型CWM
• 2.2 MDA的模型
• 2.2.1 平台无关模型（PIM）
• 2.2.2 平台相关棋型（PSM）
• 2.3 源模型和目标模型之间的关系
• 2.4 MDA开发方法的实质
• 2.5 本章小结
• 第三章 模型转换方法定义和分类
• 3.1 模型转换的定义
• 3.2 转换规则的种类
• 3.3 转换规则的相关性质
• 3.4 转换流程控制器
• 3.5 模型转换方法的分类
• 3.5.1 模型到代码的转换方法
• 3.5.2 模型到模型的转换方法
• 3.6 本章小结
• 第四章 模型转换及支持工具的研究现状
• 4.1 模型转换技术的研究现状
• 4.1.1 基于XMI 的模型转换技术
• 4.1.2 基于元模型间映射的模型转换
• 4.1.3 基于模式的模型转换
• 4.1.4 形式化的UML类图转换语言
• 4.1.5 基于MDA规范的模型转换技术
• 利用可执行UML和UML ASL （action semantics language） 的模型转换
• 利用 MOF、OCL 和 CWM 进行模型转换
• 4.2 现有的MDA支持工具
• 4.3 本章小结
• 第五章 模型转换语言和转换方法
• 5.1 元模型
• 5.1.1 元模型在MDA中的作用
• 5.1.2 OMG的四层元模型构架
• 5.1.3 元模型在模型转换中的作用
• 5.2 模型转换框架设计
• 5.3 对象约束语言OCL
• 5.3.1 OCL及其特性
• 5.3.2 OCL表达式
• 5.3.3 不变量
• 5.3.4 前置条件和后置条件
• 5.3.5 let表达式和定义约束
• 5.3.6 标准OCL类型
• 5.4 模型转换语言的期望特性
• 5.5 基于OCL的模型转换语言
• 5.5.1 模型变换规则的定义
• 5.5.2 基于OCL的模型变换规则
• 5.6 基于模式的PIM到PSM模型转换方法
• 5.7 本章小结
• 第六章 MDA应用实例
• 6.1 工具简介
• 6.2 软件项目简介
• 6.3 业务建模
• 6.4 从PIM到PSM的转换
• 6.4.1 UML到关系模型的变换
• 6.4.2 UML到EJB模型的转换
• 6.4.3 PIM到WebPSM的变换
• 6.5 从PSM到代码的变换
• 6.6 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果