基于构件技术的构件模型及平台的研究与设计

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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

2.2.1TOVE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

4.1Component 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

附录一

致 谢

在学期间公开发表论文情况