基于语义的软件构件匹配方法及在水利领域中应用的研究

论文摘要

随着我国水利信息化建设的不断深入，水利领域各级部门开发了大量的应用系统，并在实际工作中发挥了巨大的作用。如何有效地集成现有的信息资源，提高信息资源的利用率，从而提高应用开发的效率和质量，降低开发成本，已成为当前水利信息化建设急需解决的关键问题。 软件构件技术是解决水利信息资源集成和复用的核心技术，软件构件技术研究的主要内容包括：软件构件获取、软件构件模型、软件构件描述、软件构件分类及检索、软件构件组装和标准化等，其中，软件构件检索和匹配是其他研究内容的基础，也是研究的关键问题之一。 本文针对水利领域信息资产集成和共享的需求，在总结和归纳现有软件构件检索匹配方法的基础上，借鉴最新信息技术研究成果，特别是新的Web技术，研究开放式、分布式环境下高效的软件构件检索匹配技术，并取得以下成果： (1) 在软件构件规约中引入领域问题空间，用于解决软件构件规约不容易被软件构件使用者理解和使用的问题，领域问题空间用名字空间的形式对软件构件使用领域所涉及功能和变量的语义信息进行规范化的定义，以帮助用户准确地理解和使用软件构件规约的其它部分。 (2) 对现有行为规约中的前后置条件，提出了一组约定，并利用逻辑变换，简化前后置条件的表示，用比较规范和简单的条件表达式代替原来复杂的逻辑表达式，为提高软件构建匹配的效率提供基础。 (3) 提出了一种基于语义的软件构件检索匹配方法，该方法有三个主要的步骤组成，依次是查询条件定义、语法匹配和语义匹配，在对每一个步骤基本思路深入讨论的基础上，给出了每一个步骤的算法描述，通过与软件构件规约匹配方法的比较，说明了本文所提出的软件构件检索匹配方法在查全率、查准率和执行效率三个主要的方面都要优于软件构件规约匹配方法。 (4) 设计了水利领域服务平台总体框架，并分析了其功能组成，重点分析设计了软件构件检索匹配方法在服务平台中的应用，并实现了服务平台中与软件构件检索匹配相关的功能类。通过实例表明，本文所提出的软件构件检索匹配方法是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 软件构件
• 1.1.1 软件构件定义
• 1.1.2 软件构件模型
• 1.2 软件构件规约
• 1.2.1 接口规约
• 1.2.2 行为规约
• 1.2.3 非功能性规约
• 1.2.4 典型软件构件规约
• 1.2.5 构件规约的形式化描述语言
• 1.3 软件构件检索匹配方法
• 1.3.1 基于文本的软件构件检索匹配方法
• 1.3.2 基于语法规约的软件构件检索匹配方法
• 1.3.3 基于语义规约的软件构件检索匹配方法
• 1.4 本文选题及研究意义
• 1.4.1 存在的主要问题
• 1.4.2 研究意义
• 1.5 主要研究内容
• 1.6 论文组织
• 第二章 软件构件规约
• 2.1 软件构件规约组成
• 2.2 领域问题空间
• 2.2.1 领域一般信息
• 2.2.2 功能类型空间
• 2.2.3 变量类型空间
• 2.2.4 功能空间
• 2.2.5 变量空间
• 2.3 接口规约
• 2.3.1 构件一般信息
• 2.3.2 功能描述
• 2.4 行为规约
• 2.4.1 行为规约的一般形式
• 2.4.2 构件行为规约的约定
• 2.4.3 构件行为规约的简化表示
• 2.5 对比分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 软件构件检索匹配方法
• 3.1 基本步骤
• 3.2 查询条件定义
• 3.2.1 定义查询条件流程
• 3.2.2 查询条件的形式化描述
• 3.3 语法匹配
• 3.3.1 基本思想
• 3.3.2 语法匹配算法
• 3.3.3 性能分析
• 3.3.4 讨论
• 3.4 语义匹配
• 3.4.1 基本思路
• 3.4.2 语义匹配算法
• 3.4.3 精确匹配
• 3.4.4 松散匹配
• 3.4.5 讨论
• 3.5 语义匹配算法分析
• 3.5.1 查询条件与构件行为规约关系的划分
• 3.5.2 查全率和查准率分析
• 3.5.3 执行效率分析
• 3.5.4 存在的不足
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于服务的水利应用服务平台
• 4.1 SOA简介
• 4.2 服务平台总体框架
• 4.2.1 总体框架
• 4.2.2 平台功能
• 4.2.3 平台内其它组成部分
• 4.3 服务平台中构件检索匹配相关功能的设计与实现
• 4.3.1 水资源管理和调度系统分析
• 4.3.2 领域问题空间定义功能
• 4.3.3 构件描述功能
• 4.3.4 查询条件定义
• 4.3.5 构件检索匹配功能
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 进一步的研究
• 参考文献
• 致谢
• 发表的主要论著及参与的主要科研项目