基于构件技术的构件模型及平台的研究与设计

论文摘要

自1968年Fritz Bauer第一次提出软件危机的概念以来,软件工业一直被生产效率低下、产品质量不高、开发成本巨大、开发周期过长等问题困扰,这已经成为限制软件企业发展的重要原因。随着软件产业的发展,工业界和学术界越来越多地关注软件复用,希望通过复用高质量的软件部件来构建系统,解决软件危机。从20世纪60年代的子程序到70年代的模块、80年代的对象、90年代的构件,软件复用水平一直稳步提高。特别是最近10年来,基于构件的软件开发在理论研究方面取得到很大的发展,进一步促进了软件复用。但是在实际运用方面,还存在很多问题,如没有一个通用的平台来管理构件、没有一个很好的构件组装方法。针对以上问题,本文对其关键技术进行了深入的研究。首先本文在已有领域分析方法的基础上,提出以领域本体作为分析领域模型的思想,提高了领域知识表达的规范化和形式化的水平。在领域本体创建过程中,本文提出了建立本体的原则和层次模型,并在CEM(高校教育管理)领域中进行运用和验证。完成领域分析后,本文对领域构件的设计方法进行研究,建立了层次化的领域构件模型。对领域构件粒度大小和功能划分进行了详细研究,建立了不同粒度的构件模型。其次,本文分析构件的外部接口模型和内部存储模型。在外部接口模型中,本文用形式化的语言描述的构件的外部结构;然后研究了基于刻面的构件表示模型。在内部存储结构中,本文提出了基于多层结构的共享资源库的构件存储模型,并用形式化的语言表述了该模型。在构件接口模型基础上,提出了构件管理模型和两种构件组装模型:手动组装和基于模板的组装。最后给出了一种基于匹配树的构件搜索模型。然后,在以上的模型基础上,本文开发出了一个构件管理和组装平台。该平台是一种插件式结构,可以方便的扩展平台所需要的功能。然后讨论了该平台所用的设计模式以及一些运行结构。然后研究了基于XML的构件管理和多层构件组装的实现。最后本文讨论了在CPAP平台上的应用工程和系统实践。给出了在CPAP平台上的系统开发流程,并在此基础上开发了一个高校资源管理系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 当前构件技术研究的主要特征和面临的问题
• 1.3.1 构件的抽取，设计和实现
• 1.3.2 构件的分类、检索、组装及其平台
• 1.3.3 网络环境下构件的研究
• 1.3.4 构件技术的主要面临的问题
• 1.4 主要研究的内容及论文的组织结构
• 第二章 基于本体的领域构件分析与建模
• 2.1 本体简介
• 2.2 本体的建模方法
• 2.2.1 TOVE 企业建模法
• 2.2.2 Skeletal Methodology 骨架法
• 2.2.3 IDEF5 法
• 2.2.4 Cyclic Acquisition Process 循环获取法
• 2.3 基于本体的领域分析
• 2.3.1 领域本体建立的原则
• 2.3.2 领域本体的层次模型
• 2.4 基于本体的高校教育管理领域的分析与建模
• 2.4.1 高校教育管理（College Education Management--CEM）领域范围
• 2.4.2 创建CEM 词典
• 2.4.3 CEM 本体的基本关系及特征
• 2.4.4 CEM 顶层本体
• 2.4.5 CEM 子领域本体
• 2.5 领域构件的设计
• 2.5.1 领域构件颗粒度划分
• 2.5.2 从领域本体到面向对象的映射
• 2.5.3 从对象模型中提取构件
• 2.6 本章小结
• 第三章 构件生成与组装平台（CPAP）的模型分析
• 3.1 构件的外部接口模型
• 3.2 基于刻面的CEM 构件表示
• 3.3 构件的内部存储模型
• 3.3.1 基于多层结构的构件逻辑模型
• 3.3.2 基于树型结构的构件管理
• 3.4 系统组装模型
• 3.4.1 手动组装模型
• 3.4.2 基于程序模板的组装模型
• 3.4.3 可视化组装模型
• 3.5 基于标签树的构件检索
• 3.5.1 标签树
• 3.5.2 构件刻面的描述
• 3.5.3 构件匹配模型
• 3.6 本章小结
• 第四章 构件生成与组装平台（CPAP）的设计与实现
• 4.1 COMPONENT PRODUCE AND ASSEMBLY PLATFORM（CPAP）简介
• 4.2 CPAP 设计思想
• 4.2.1 CPAP 的设计理念
• 4.2.2 CPAP 的体系结构
• 4.2.3 设计模式
• 4.3 CPAP 的运行过程
• 4.4 基于XML 的多层CPAP 实现
• 4.4.1 构件管理的物理存储结构
• 4.4.2 多层构件的逻辑结构实现
• 4.5 系统组装实现
• 4.5.1 手动组装的实现
• 4.5.2 基于程序模板组装的实现
• 4.5.3 可视化组装的实现
• 4.6 构件搜索实现
• 4.7 本章小结
• 第五章 基于CPAP平台的应用工程及系统实践
• 5.1 软件产品线的应用工程
• 5.2 高校资源管理系统实例开发
• 5.2.1 系统功能需求
• 5.2.2 功能实现
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在学期间公开发表论文情况