基于MDA的PIM到PSM模型转换方法的研究与应用

摘要

2001年，OMG(国际对象管理组织)提出了MDA(模型驱动构架)。MDA的目标是把业务和应用逻辑与底层的平台技术分离。基于MDA及相关标准的平台独立应用能够在一些开放或者专有平台上实现。充分细化的PIM(平台独立模型)能够智能化地转换为实现，而不必关注与具体实现技术相关的编码，也更好地实现系统的互操作性和适应业务的演化。 MDA的关键之处就是软件开发过程是由对软件系统的建模行为驱动的。MDA将抽象层次提高到模型的高度，在MDA环境中开发者把重心转移到业务逻辑的建模上，而不管最终的目标平台。MDA将软件系统的模型分为平台无关模型(PIM)和平台相关模型(PSM)，PIM具有高抽象层次且不包括任何与实现技术相关的信息，PSM是跟特定平台相关的模型。在MDA框架中，首先使用平台无关的建模语言来搭建PIM，然后根据特定平台和实现语言的转换规则，将PIM转换成一个或多个PSM，最终生成应用程序代码和测试框架。 虽然构建平台模型方面业内己经建立了相关标准，但模型间的相互转换技术尚处在探索阶段。MDA的核心问题是模型转换，模型转换技术上的一点突破，都会对代码的自动化生成、异构平台的集成与互操作以及软件面对不断涌现出的新技术和新平台的兼容性等方面都有着巨大的影响。目前的研究大都局限于某一具体领域或平台，虽然提出了很多转换方法和提案，却没有形成统一的标准，商业化更是遥远的梦想。 本文首先分析了传统软件开发模式所面对的困难，引入了新的软件开发模式-MDA。然后全面的介绍了MDA的相关理论及技术，并深入的阐述了OMG定义的MDA的四个核心标准：UML,MOF,CWM,XMI。在讨论了目前的PIM到PSM的模型转换方法的基础上，本文提出了基于UML的图形模型转换方法，包括了UML的图转换定义和策略，并利用OCL较为全面地实现了一个模型转换规则的定义，以及给出了模型转换框架的设计，本文最后一章用一个实例验证了基于UML的图形模型转换方法实现PIM到PSM的转换可行性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：术语缩略表

声明

第1章绪论

1.1传统软件开发存在的问题

1.1.1生产力和维护性问题

1.1.2轻便性问题

1.1.3互操作性问题

1.1.4文档问题

1.2 MDA的优势

1.2.1生产效率

1.2.2可移植性

1.2.3互操作性

1.2.4维护与文档

1.3国内外研究现状

1.3.1国内研究现状

1.3.2国外研究现状

1.4主要研究工作

第2章MDA相关理论及技术

2.1 MDA概述

2.2模型与建模

2.2.1建模与系统开发

2.2.2模型与元模型

2.2.3模型的分类

2.3 MDA的主要模型

2.3.1计算无关模型(CIM)

2.3.2平台无关模型(PIM)

2.3.3平台相关模型(PSM)

2.3.4实现相关模型(ISM)

2.4 MDA的核心支撑标准

2.4.1统一建模语言(UML)

2.4.2公共仓库元模型(CWM)

2.4.3元对象设施(MOF)

2.4.4 XML元数据交换(XMI)

2.4.5对象约束语言(OCL)

2.5 MDA的开发过程

2.6 MDA的开发步骤

2.7 MDA的角色

第3章MDA的模型转换

3.1模型转换的概念

3.2模型转换的类型

3.2.1模型到代码的转换

3.2.2模型到模型的转换

3.3主要的PIM到PSM模型转换方法

3.3.1手动转换方法

3.3.2基于元模型的转换方法

3.3.3以结构为驱动的模型转换方法

3.3.4基于XSLT的模型转换方法

3.3.5基于模式的模型转换方法

3.3.6混合的模型转换方法

第4章基于UML的图形模型转换方法的设计

4.1问题的提出

4.2模型映射

4.2.1模型映射的非形式化定义

4.2.2模型映射的形式化定义

4.2.3 PIM和PSM之间的映射关系

4.3基于UML的图形模型转换方法的原理

4.3.1基于UML的图形转换定义

4.3.2添加标记指导模型转换

4.3.3转换的策略

4.4转换规则

4.4.1转换规则的定义

4.4.2基于UML的图形模型转换规则

4.4.3元模型表示的转换规则

4.4.4转换规则的形式化定义

4.5模型转换框架设计

第5章PIM到PSM模型转换实例

5.1项目背景

5.2项目分析

5.2.1装卸管理模块

5.2.2仓储管理模块

5.2.3系统管理模块

5.3系统体系结构

5.4系统用例模型

5.5建立PIM模型

5.6 PIM到PSM的转换

5.6.1 PIM到关系PSM的转换

5.6.2 PIM到EJB PSM的转换

5.6.3 PIM到WEB PSM的转换

第6章总结和展望

6.1全文总结

6.2未来工作的展望

参考文献

致谢

附录