新型抽象建模的研究与实现

论文摘要

本课题针对“需求快速变化”这一企业级管理软件开发中呈现的特点,提出一个“以用户为中心”的软件过程模型,即软件组织和业务用户共同参与软件开发活动,并由业务用户完成最终应用软件的构造,而软件组织的根本任务则是打造可以让业务用户使用的开发环境。通过深入研究OMG的模型驱动框架(Model Driven Architecture)理论,本文提出了一种新的软件开发过程,通过采用模型捕捉用户的核心需求,去除与实现技术相关的不重要的细节,提高用户需求的抽象层次,有效的解决了复杂性的问题。由于采用模型建模系统,不涉及具体的实现技术,与具体实现技术相关的工作都由模型转换工具来完成,所以可以根据具体需求的变化,随时更新系统的模型生成新的系统,从而屏蔽了由实现技术带来的多样性的问题和随着时间变化带来的易变性的问题。本文通过讨论模型的构造过程和模型转换过程,并结合自主开发的企业构建平台(New Generation Platform for Enterprise Application Integration)说明软件开发过程。由于目前的模型语言(如UML、MOF)的语义定义还不够精确,所以其相关应用(如模型转换)无法得以精确的描述。因此,本文提出了一种新型的抽象模型,可执行模型。通过规范的概念识别、文法定义、语法分析和语义分析的过程,构造可执行模型,由此彻底解决语义不精确、二义性等问题。可执行模型的可执行性表现为能够在实现具体应用前对系统进行验证、测试。模型的可执行能力也是进一步模型转换应用及其它相关应用的基础。由于可执行模型与具体的技术细节和实现平台无关,就需要进行从平台无关模型(Platform Independent Model)到平台相关模型(Platform Specific Model)的转换。本文通过对平台无关模型和平台相关模型的结构和语义表达特点进行分析,提出了基于语义一致性的模型转换方法,为模型转换提供语义层面的指导。转换后的平台相关模型可以利用企业构建平台中的运行平台验证、解析平台相关模型,理解其中包含的信息,最终实现整个系统应用。当需求发生变更时,开发人员只需要更改模型,导出新的平台相关模型并加载到运行平台中,就能够完成系统的一次迭代。这种方法可以极好的应对企业业务的变化,实现开发中的快速迭代。综上所述,本文的研究成果丰富了可执行模型的理论,推动了可执行模型的应用研究,具有一定的理论意义和实用价值,为模型可执行的研究和可执行模型集成开发环境的研制提供了有意义的方法和手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究的内容和意义
• 1.3 课题来源和作者的主要工作
• 1.4 本文的章节安排
• 第二章 基于模型驱动架构的综述
• 2.1 企业信息系统现状
• 2.2 当前应用系统中主要面临的问题
• 2.2.1 企业现实与系统抽象之间的差距
• 2.2.2 系统建模不够准确且前后脱节
• 2.3 模型驱动架构介绍
• 2.3.1 模型驱动思想的由来
• 2.3.2 模型驱动架构的基本原理
• 2.3.2.1 MDA 架构
• 2.3.2.2 可重用的模型转换
• 2.3.3 国内外研究现状
• 2.4 模型驱动方式与传统设计方式的比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 可执行模型的研究
• 3.1 模型与元模型
• 3.2 MDA 规范描述及其问题
• 3.2.1 UML 元模型概述
• 3.2.2 UML 元模型的问题
• 3.2.3 MOF 模型概述
• 3.2.3.1 元对象设施（MOF）
• 3.2.3.2 元数据体系
• 3.2.3.3 MOF 模型存在的问题
• 3.3 可执行模型的提出
• 3.4 可执行模型的构建
• 3.4.1 概念识别
• 3.4.2 文法定义
• 3.4.3 语法分析
• 3.4.3.1 抽象语法
• 3.4.3.2 表面语法
• 3.4.3.3 语法分析
• 3.4.4 语义分析
• 3.4.4.1 行为语义
• 3.4.4.2 语义分析
• 3.5 可执行模型的构建平台
• 3.6 可执行模型和其他模型的比较
• 3.7 本章小结
• 第四章 可执行模型域的研究
• 4.1 分离的可执行模型
• 4.2 应用域的研究
• 4.2.1 应用域中的概念识别
• 4.2.2 应用域中的文法定义
• 4.2.3 应用域中的语法分析
• 4.2.4 应用域中的语义分析
• 4.3 服务域的研究
• 4.3.1 可视化的用户界面
• 4.3.2 用户界面的属性定义
• 4.3.3 服务域中的概念识别
• 4.3.4 服务域中的文法定义
• 4.3.5 服务域中的语法分析
• 4.3.6 服务域中的语义分析
• 4.4 数据域的研究
• 4.4.1 数据建模
• 4.4.2 数据模型的概念识别
• 4.4.3 数据模型的文法定义
• 4.4.4 数据模型的语法分析
• 4.4.5 数据模型的语义分析
• 4.4.6 可执行模型的构建平台
• 4.5 本章小结
• 第五章 可执行模型转换的研究与应用
• 5.1 模型转换概述
• 5.2 现存模型转换方法及局限性
• 5.2.1 手动转换方法
• 5.2.2 基于关系代数的模型转换
• 5.2.3 结构驱动的转换方法
• 5.3 基于语义一致性的模型转换方法
• 5.4 模型转换的语义一致性
• 5.4.1 模型相似度
• 5.4.2 模型语义
• 5.4.3 基于语义一致性模型转换的概念
• 5.5 基于语义一致性的模型转换方法研究
• 5.5.1 源模型到目标模型转换关系的建立
• 5.5.2 数据域的转换
• 5.5.3 应用域的转换
• 5.5.4 服务域的转换
• 5.6 现存模型转换方法和基于语义一致性的模型转换方法的比较
• 5.7 本章小结
• 第六章 课题总结
• 6.1 个人工作总结
• 6.2 系统实用性
• 6.3 未来的工作
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文