基于特征建模和领域架构的开发方法研究及其应用

论文摘要

城市交通控制系统(UTCS)面临着两大问题:需要努力提高开发的生产效率和质量,需要建立问题空间到解空间的映射。通过对相关研究的总结,本文提出,面向复用的领域特征工程是解决上述问题的有效途径。针对软件复用的要求,本文的研究采用了基于特征建模和领域架构的开发过程。整个开发流程包含两个工程过程:领域工程和应用工程,领域工程过程包括领域中系统分析活动和创建参考架构和基于分析结果的可复用组件。应用工程过程由使用领域工程工件的开发应用程序活动组成。本文介绍了本次开发过程设计,并与目前流行的几种开发过程进行了比较。本文的研究针对领域分析建模、体系结构设计和应用工程等关键环节,采用广泛使用的特征建模方法,以特征模型作为领域分析以及体系结构和构件设计的基础,从而将领域工程各个开发阶段有机地联系起来,使相关开发活动能够平滑地完成过渡。首先,本文采用FODM方法,在考察服务、用例、功能、行为特点等不同类型的特征及其相互关系的基础上,实现了UTCS领域的特征建模,解决了共性变化性表达的问题,满足了产品线需求分析组织的要求。在此基础上,本文还就特征模型与传统需求规约模型进行了比较。其次,本文总结了领域体系结构设计的设计原则。针对领域体系结构设计,本文在领域特征模型的基础上提出了一种概念体系结构设计方法。该方法综合考虑了特征模型中的共性、可变性、以及结构关系对领域体系结构设计的影响,基于特征的概念体系结构设计以构件的特征作为特征模型到体系结构模型的过渡手段,领域构件的确定和开发可基于此进行。本文介绍了该方法的设计实现步骤,给出了具体的架构实施实例,并对方法的评估进行了探讨。最后,本文通过UTCS的开发实例来说明基于特征的应用工程,主要描述面向应用需求的特征模型定制,通过针对应用特征构件的聚合得到完整的应用体系结构。在此方法的指导下,UTCS应用系统的开发取得了令人满意的成果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 目前的几种流行的 UTCS 及存在的问题
• 1.3 UTCS 方法论研究
• 1.4 本论文的结构
• 第二章 相关研究综述
• 2.1 特征工程和特征驱动的开发
• 2.2 领域建模技术
• 2.3 特征驱动体系结构和构件设计
• 2.4 构件及基于构件的开发技术
• 第三章 基于特征建模和领域架构的软件过程研究
• 3.1 软件过程概述
• 3.2 基于领域特征工程的软件过程的特性
• 3.3 本次开发过程设计
• 3.4 与目前流行开发过程的比较和分析
• 3.5 软件复用能力评估研究
• 3.5.1 基于复用过程的评估方法
• 3.5.2 基于复用程度的评估方法
• 第四章 基于特征的领域建模实现
• 4.1 特征建模概述
• 4.2 特征和特征建模
• 4.2.1 特征和特征模型
• 4.2.2 特征建模
• 4.3 面向特征的领域建模方法（FODM）
• 4.4 FODM 在 UTCS 可重用构件开发中的应用
• 4.4.1.U TCS 领域工程可行性分析
• 4.4.2 基于 FODM 方法的 UTCS 领域分析和特征建模
• 4.4.3 特征模型与传统需求规约模型的比较
• 4.5 小结
• 第五章 基于特征模型的领域体系结构设计
• 5.1 DSSA 研究概述
• 5.2 基于特征模型的 DSSA 设计原则
• 5.3 设计方法及步骤
• 5.4 架构设计实施
• 5.4.1 背景框架设计
• 5.4.1.1 子系统模型视图
• 5.4.1.2 进程模型视图
• 5.4.1.3 模块模型视图
• 5.4.2 初始体系结构生成
• 5.4.3 特征构件聚合
• 5.4.4 Service 特征及业务对象处理
• 5.4.5 构件及连接器实现设计
• 5.4.6 领域概念体系结构实例
• 5.5 方法评估
• 第六章 基于特征的 UTCS 应用工程实施
• 6.1 概述
• 6.2 特征模型定制
• 6.3 特征驱动的体系结构定制
• 6.4 体系结构一致性检查
• 6.5 实例研究
• 6.6 应用系统的具体实现
• 6.6.1 实现技术层的意义
• 6.6.2 实现技术的选择
• 6.6.3 对遗留系统实现技术的处理
• 6.6.4 系统概貌
• 第七章 总结与展望
• 7.1 主要内容回顾
• 7.2 本文主要贡献
• 7.3 下一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文