用例模型到设计模型的平稳过渡研究

论文摘要

软件建模方法的发展经历了结构化建模方法、OO建模方法和软件体系结构建模方法三个阶段。结构化建模方法不利于软件的重用、维护等,已很难适应当今大型软件的开发。早期的OO建模方法纷繁复杂,用户很难找到一种完全满足其要求的建模方法;传统的基于UML的OO建模方法从用例模型过渡到设计模型时存在困难。体系结构描述语言是软件体系结构建模方法的常用语言,但其描述语法不同且互不兼容;而基于UML的软件体系结构建模方法又侧重于对软件体系结构的描述,缺乏对软件建模过程的指导。为此,本文采用UML作为软件体系结构描述语言,并通过在用例模型和设计模型之间引入软件体系结构模型,设计了一个UML建模过程框架,对原方法进行了改进,解决了模型间的平稳过渡问题,也有利于对软件建模过程的指导。首先,为了避免UML为系统的不同层次建模时产生混淆,通过UML的轻量型方式建立了一个从软件体系结构元素到UML元素的映射规则表;而在UML对软件体系结构描述时,又通过UML的构造型和对象约束语言对软件体系结构主要元素及其整体进行了约束描述,并在此基础上提出了一个可扩展的基于UML的软件体系结构元模型;于是利用软件体系结构元模型定义软件体系结构模型,并将其引入到建模过程中,设计了一个以软件体系结构模型为核心的UML建模过程框架。其次,分别从用例建模、软件体系结构建模和设计建模三个阶段,阐明了UML建模过程框架如何一步一步实现用例模型到设计模型的平稳过渡;同时与传统的基于UML的OO建模方法和基于UML的软件体系结构建模方法进行比较分析,识别出了改进后方法的优越性;并采用函数理论对UML建模过程框架进行定义,给出了UML建模过程框架的形式化描述。最后,通过一个库存管理系统的建模实例在Rose 2003中的实现,验证了改进后方法的可用性和有效性,并给出比较分析结果。

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摘要

Abstract

插图索引

第1章绪论

1.1 引言

1.2 软件建模方法的发展

1.2.1 结构化建模方法

1.2.2 OO建模方法

1.2.3 软件体系结构建模方法

1.3 本文构想

1.4 论文的组织

第2章 UML和软件体系结构

2.1 统一建模语言（UML）

2.1.1 UML的历史及特点

2.1.2 UML的内容

2.2 传统的基于UML的OO建模方法

2.2.1 四种UML模型的多视图描述

2.2.2 四种UML模型的不足

2.3 软件体系结构

2.3.1 软件体系结构的概念

2.3.2 软件体系结构的发展阶段

2.3.3 软件体系结构的作用

2.4 UML与软件体系结构的关系

2.5 小结

第3章 UML建模过程框架设计

3.1 软件体系结构元素到UML元素的映射

3.1.1 软件体系结构的基本元素

3.1.2 元素间的映射规则表

3.2 对象约束语言对软件体系结构的描述

3.2.1 对象约束语言（OCL）

3.2.2 OCL对软件体系结构组件的描述

3.2.3 OCL对软件体系结构连接器的描述

3.2.4 OCL对软件体系结构接口的描述

3.2.5 OCL对软件体系结构配置的描述

3.2.6 OCL对软件体系结构整体的描述

3.3 基于UML的软件体系结构元模型

3.4 UML建模过程框架

3.5 小结

第4章模型间的平稳过渡分析

4.1 用例建模阶段

4.1.1 用例模型

4.1.2 同行评审

4.1.3 比较分析

4.2 软件体系结构建模阶段

4.2.1 选择软件体系结构风格

4.2.2 组件、连接器和接口

4.2.3 配置

4.2.4 软件体系结构模型

4.2.5 同行评审

4.2.6 比较分析

4.3 设计建模阶段

4.3.1 静态结构模型

4.3.2 动态行为模型

4.3.3 物理结构模型

4.3.4 同行评审

4.3.5 比较分析

4.4 评审和增量迭代计划

4.5 UML建模过程框架的形式化描述

4.6 小结

第5章库存管理系统在Rose 2003中的实现

5.1 用例模型

5.1.1 领域分析

5.1.2 需求确定

5.1.3 用例模型

5.2 软件体系结构模型

5.2.1 确定软件体系结构风格

5.2.2 组件、连接器和接口

5.2.3 配置

5.2.4 软件体系结构模型

5.3 设计模型

5.3.1 静态结构模型

5.3.2 动态行为建模

5.3.3 物理结构模型

5.4 库存管理系统的原型实现

5.5 UML建模过程框架性能分析

5.6 结果比较分析

5.7 小结

结束语

参考文献

致谢

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