软件POAD开发方法及支持环境的研究

论文摘要

设计模式有助于将复用度提升到设计阶段,因为它们提供了一套公共设计词汇,提供了理解设计的方式,并且是经证实的构造快,通过这些构造快,可以构造出更加复杂的系统。为了获得利用这些经证实解决方案的好处,需要定义运用模式构造应用设计的系统化开发方法。 本文探讨了一种全新的基于UML语义和语法的面向模式分析和设计方法POAD。这种方法在设计层次上将模式利用成构造块(组件),引入具有接口的作为设计组件的构造型设计模式,在高层设计上运用一种结构化组合方法对模式进行胶合,从而促进了基于模式的软件开发。 运用模式进行应用系统开发是一项繁琐的任务,在实践上,POAD方法的应用需要一种有效工具的支持。POAD工具应该明确支持模式视图和模式接口等概念,在体系结构层次上对模式进行集成,提供一种在各种不同的抽象层次之间追踪模式的机制,产生一套捕捉了模式之间交互的层次化可追踪设计模型。但在当前,可以获得的可视化建模工具并无法对POAD方法提供明确的支持。 在探讨POAD方法以及Yacoub和Ammar等人提出的POAD工具应该具备的若干需求基础上,本文分析了POAD方法的不足,进行试验工作和相关研究,对POAD方法的运用以及POAD支撑工具环境所涉及到的若干关键技术进行研究,提出了一个用于面向模式分析和设计的设计模式可视化组合工具环境,并给出了原型实现。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文方法学背景
• 1.2.1 软件复用的意义
• 1.2.2 软件复用的研究现状
• 1.3 软件复用的途径
• 1.3.1 框架
• 1.3.2 软件体系结构
• 1.3.3 设计模式
• 1.4 面向模式分析和设计POAD
• 1.5 论文主要工作
• 1.6 论文组织
• 第二章 软件模式
• 2.1 引言
• 2.2 软件模式及相关概念
• 2.2.1 模式来源和模式团体
• 2.2.2 什么是模式
• 2.2.3 模式分类
• 2.2.4 模式的描述格式
• 2.2.5 为什么研究模式
• 2.3 模式目录、模式系统和模式语言
• 2.3.1 模式目录
• 2.3.2 模式系统
• 2.3.3 模式语言
• 2.4 当前模式研究实践和现状
• 2.4.1 模式挖掘
• 2.4.2 模式描述格式
• 2.4.3 工具支持
• 2.4.4 模式形式化
• 2.4.5 模式组合方法
• 2.5 需要解决和未解决的问题
• 2.5.1 方法和工具
• 2.5.2 设计模式的形式化规格说明
• 2.5.3 开发方法
• 2.5.4 评价现有的模式
• 2.5.5 设计模式与框架的结合
• 2.5.6 模式语言的形成
• 2.5.7 与流行软件开发方法和软件过程模型相结合
• 2.6 本章小结
• 第三章 面向模式分析和设计方法
• 3.1 引言
• 3.2 POAD软件开发方法的内容和特点
• 3.2.1 POAD软件开发方法的内容
• 3.2.2 POAD软件开发方法的特点
• 3.3 POAD软件开发方法的目标和解决方案
• 3.4 POAD软件开发方法的技术基础
• 3.4.1 面向对象分析和设计
• 3.4.2 面向对象建模
• 3.4.2.1 为什么建模
• 3.4.2.2 UML模型
• 3.4.2.3 为什么采用UML
• 3.4.3 模式组合技术
• 3.4.3.1 行为组合
• 3.4.3.2 结构组合
• 3.5 POAD方法的设计组件与可视化设计模型
• 3.5.1 设计组件
• 3.5.1.1 设计组件的定义
• 3.5.1.2 构造型设计模式
• 3.5.1.3 模式接口
• 3.5.1.4 将模式说明成一个组件
• 3.5.2 可视化设计模型
• 3.5.2.1 模式层图
• 3.5.2.2 具有接口模式层图
• 3.5.2.3 详细模式层图
• 3.6 面向模式分析和设计过程
• 3.7 本章小结
• 第四章 面向模式分析和设计方法支撑环境构成
• 4.1 引言
• 4.2 支持模式开发的工具和POAD
• 4.3 POAD工具应该具备的需求
• 4.4 POAD工具的不足
• 4.5 POAD支撑工具环境的构成
• 4.6 利用POAD进行系统开发的过程
• 4.7 本章小结
• 第五章 POAD环境的关键技术和原型实现
• 5.1 引言
• 5.2 一种基于扩展DisCo的设计模式形式化描述技术
• 5.2.1 DisCo语言
• 5.2.2 DisCo语言的扩展
• 5.2.2.1 扩展的必要性
• 5.2.2.2 结构方面扩展
• 5.2.3 用扩展DisCO语言描述设计模式的方法
• 5.2.4 扩展的DisCO语言来描述Observer模式
• 5.3 设计模式的自动选取方法
• 5.3.1 模式库检索方法
• 5.4 设计模式的建模和XML描述文档
• 5.4.1 XML语言
• 5.4.2 基于XML的设计模式描述方法
• 5.4.2.1 设计模式建模
• 5.4.2.2 设计XML文档
• 5.5 模式库的组织方案和存储机制
• 5.5.1 模式库的组织方案
• 5.5.1.1 基本思想
• 5.5.1.2 具体实现
• 5.5.2 模式库操作
• 5.5.3 基于设计模式XML文档的三层结构
• 5.6 POAD支撑工具原型实现
• 5.7 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文的主要工作
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间作者发表的论文
• 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
• 图3-1 面向模式分析和设计方法POAD的使用流程示意图
• 图4-1 POAD工具框架图
• 图5-1 observer模式的结构图
• 图5-2 observer模式的协作图
• 图5-3 模式成员与关系谓词之间的双向关联
• 图5-4 层次结构图中各节点的含义
• 图5-5 设计模式的树型结构
• 图5-6 XML Spy编辑器中为设计模式建立的XML Schemas
• 图5-7 设计模式的特化关系的树型组织
• 图5-8 设计模式库中的部分数据表结构