一种需求特征建模到体系结构建模的平滑过渡方法

摘要

本发明提供了一种需求特征建模到体系结构建模的平滑过渡方法，所述方法包括：提出了一种面向数据处理领域的特征建模方法，建立了一种面向数据处理领域的特征建模工具，并在此基础上通过向体系结构描述语言(Data Process Oriented Software Product Line Architecture Description Language，简称DPOSPLADL)的转换实现了需求特征建模到体系结构建模的平滑过渡。

说明书

技术领域

本发明涉及软件工程领域，特别是涉及一种需求特征建模到体系结构建 模的平滑过渡方法。

背景技术

软件产品线是实现大规模软件复用的系统化方法。软件产品线工程包括 领域工程和应用工程。领域工程过程中的领域分析与应用工程过程中的需求 分析相对应，通过研究一个领域的共性和可变性，得到反映整个领域需求的 领域模型。特征建模方法是一种有效的领域分析方法，通过特征来管理共性 和可变性，以实现核心资产的复用。

数据处理是计算机应用中的一个广泛而重要的领域，其流程明确，功能 相似程度高等特点非常适合应用软件产品线的思想。然而，目前在数据处理 领域还没有通用的领域模型，也欠缺系统化的软件资产复用。现有的特征建 模方法普遍欠缺抽象化的特征提取，模型到可复用资产的转化，以及产品新 需求的反馈，难以应用于数据处理领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种面向数据处理领域的特征建模到 体系结构建模平滑过渡的方法，以解决现有的特征建模方法难以应用于数据 处理领域的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种特征建模到体系结构建模的平滑 过渡方法，包括：

提出了一种面向数据处理领域的特征建模方法；所述的面向数据处理领 域的特征建模方法包括领域分析、领域建模、产品定制、产品转化四个过程；

在领域分析阶段，通过对遗留软件系统的研究，得到了数据处理领域的 通用领域模型，将其分为数据抽取、数据转换、数据分析和数据展示四个模 块；在领域建模阶段，规定了数据处理领域特征模型的结构，形式化的描述 了领域模型以及产品需求；在产品定制方面，提出了领域模型定制为产品 模型的方法，并添加了新增需求的反馈机制；在产品转化方面，建立了特征 模型与体系结构描述语言的转换机制，使得特征模型最终被面向数据处理的 开发环境识别，实现构件级别的软件资产复用；

所述面向数据处理领域的特征建模方法主要负责软件产品线的领域分 析和需求分析阶段的工作，以特征为基本元素，将领域信息和需求转为形式 化的描述，并对其进行共性和可变性的管理，然后通过体系结构建模语言 (Architecture Description Language，简称ADL)，与可复用软件资产进行映 射，从而指导整个软件产品线的开发。

在所述特征建模方法的基础上建立了一种面向数据处理领域的特征建 模工具；所述面向数据处理领域的特征建模工具本身也可以通过特征模型来 描述：

特征属性编辑：此模块用于编辑特征的属性；在此工具中，特征是一个 属性的集合，特征的所有信息都是通过属性来表达的；所有的属性和默认值 都已经设定好，属性和值的编辑是必选功能，而工具也可以领域设计师自定 义的属性，此功能可能会带来比较复杂的模型和可能存在的歧义，因此被设 定为可选特征；

特征约束编辑：包括横向约束和纵向约束，纵向约束在树形结构中体现， 包括任选、必选、选一和至少选一四种；横向约束通过横向约束规则来编辑， 分为互斥和依赖两种；

特征辅助编辑：特征的辅助编辑功能，能为领域设计师从已有的模板和 可复用资源中查找可用资源，并且给出提示功能；此功能包括两个部分，首 先是特征搜索，可以从核心资产库和特征模板库中搜索现有资源，添加到目 前的特征模型中；另外，还有特征关联提示，在编辑特征模型的过程中，工 具会给出与当前特征相关联的其他特征；辅助编辑特征是特征建模工具的一 个可选特征；

特征模型验证：包括合法性验证和死特征的验证，验证特征模型的定制 是否合法，以及特征模型中是否存在死特征；

特征模型剪裁：以勾选的方式提供特征模型的定制功能；

ADL转换：将特征模型自动转换为ADL；

输入输出：工具主要支持四类格式：第一种是fmp、北大FODM为代表 的其他特征建模工具，尽管特征模型不完全相同，但是大部分信息都可以互 相转化；第二种是以MindManager为代表的画图工具，这类工具不是为了特 征模型而开发的，然而它们能提供最便捷的画图功能，可以大幅度提高建立 特征模型的效率，弥补特征建模工具本身的不足；第三种是ADL，这是面 向数据处理的软件生产线的体系结构描述方式；第四种是网页、文本等传统 需求描述方式，可以减少人工工作量；

所述的面向数据处理领域的特征建模工具，主要应用于领域工程中的产 品线体系结构建模，以及产品工程中的体系结构绑定；利用该工具获得数据 处理软件体系结构模型的过程可分为三个步骤：

第一步是领域特征识别，一个特征对应产品线中的一个功能点，因此特 征识别也即是把产品线中的功能做一个归纳总结；特征是带层次结构的，也 带属性，需要进一步指定；

第二步是设置特征属性，特征包含三类属性，第一类是特征之间的约束 关系，即可变性，它们表述一个特征本身是否强制或可选，也可以表示特征 之间的依赖关系和互斥关系；第二类属性表示特征对应软件实体，即构件信 息，特征跟构件的关系是多对多的关系，但一个设计良好的构件库应该尽量 让特征与构件保持一对一的关系；第三类属性是成本信息，如特征的开发价 格、数量等，成本信息用来帮助产品经理和产品客户评估预算，但对后续的 建模影响不大；

第三步是特征模型转换为体系结构模型，经过前两步后，领域工程师将 建立起产品线的特征模型；得到软件的产品线特征模型之后，架构师可根据 用户的需求信息，对软件产品线可变部分进行绑定，所谓绑定就是对可变点 的选择、定制或配置，形成特征绑定模型，然后将特征绑定模型转换成软件 体系结构模型；另外，体系结构的绑定也可以脱离特征模型绑定而独立进行； 考虑到若特征模型到体系结构模型的对应关系不是直接的，那么会造成两者 的变化点也不能对应，生产计划中不包含体系结构变化点绑定信息，这时候 就需要架构师根据特征绑定模型，进行体系结构模型绑定；

面向数据处理领域软件产品线体系结构描述语言(Data Process Oriented  Software Product Line Architecture Description Language，简称DPOSPL  ADL)是用来描述以上所述软件体系结构模型的；这种ADL能描述产品线 体系结构，能在产品工程中衍生软件家族的产品，同时这种ADL描述处理 的体系结构模型还能被DPOSPL所识别和使用，能配合DPOSPL生产过程； 若使用其他的通用建模语言如UML等，会导致特征模型转化的不平滑，也 不利于后续的代码生成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在建立面向数据处理领域的特征建模工具的基础上，通过向体系 架构描述语言DPOSPL ADL的转换实现了需求特征建模到体系结构建模的 平滑过渡。

附图说明

图1是本发明实施例中的特征建模的过程；

图2是本发明实施例中的特征建模工具的特征模型。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图 和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

首先，将面向数据处理领域的特征建模分为领域分析、领域建模、产品 定制、产品转化四个过程，参照图1。

在领域分析阶段，通过对遗留软件系统的研究，得到了数据处理领域的 通用领域模型，将其分为数据抽取、数据转换、数据分析和数据展示四个模 块；在领域建模阶段，规定了数据处理领域特征模型的结构，形式化的描述 了领域模型以及产品需求；在产品方面阶段，提出了领域模型定制为产品模 型的方法，并添加了新增需求的反馈机制；在产品方面阶段，建立了特征模 型与体系结构描述语言的转换机制，使得特征模型最终被面向数据处理的开 发环境识别，实现构件级别的软件资产复用。

然后，建立一种面向数据处理领域的特征建模工具。参照图2，所述特 征建模工具本身也可以通过特征模型来描述：

特征属性编辑：此模块用于编辑特征的属性。在此工具中，特征是一个 属性的集合，特征的所有信息都是通过属性来表达的。所有的属性和默认值 都已经设定好，属性和值的编辑是必选功能，而工具也可以领域设计师自定 义的属性，此功能可能会带来比较复杂的模型和可能存在的歧义，因此被设 定为可选特征。

特征约束编辑：包括横向约束和纵向约束，纵向约束在树形结构中体现， 包括任选、必选、选一和至少选一四种；横向约束通过横向约束规则来编辑， 分为互斥和依赖两种。

特征辅助编辑：特征的辅助编辑功能，能为领域设计师从已有的模板和 可复用资源中查找可用资源，并且给出提示功能。此功能包括两个部分，首 先是特征搜索，可以从核心资产库和特征模板库中搜索现有资源，添加到目 前的特征模型中；另外，还有特征关联提示，在编辑特征模型的过程中，工 具会给出与当前特征相关联的其他特征。辅助编辑特征是特征建模工具的一 个可选特征。

特征模型验证：包括合法性验证和死特征的验证，验证特征模型的定制 是否合法，以及特征模型中是否存在死特征。

特征模型剪裁：以勾选的方式提供特征模型的定制功能。

ADL转换：将特征模型自动转换为ADL。

输入输出：工具主要支持四类格式：第一种是fmp、北大FODM为代表 的其他特征建模工具，尽管特征模型不完全相同，但是大部分信息都可以互 相转化；第二种是以MindManager为代表的画图工具，这类工具不是为了特 征模型而开发的，然而它们能提供最便捷的画图功能，可以大幅度提高建立 特征模型的效率，弥补特征建模工具本身的不足；第三种是ADL，这是面 向数据处理的软件生产线的体系结构描述方式；第四种是网页、文本等传统 需求描述方式，可以减少人工工作量。

利用所述的特征建模工具建立数据处理领域的特征模型，然后将其转换 成用DPOSPLADL描述的软件体系结构模型。具体过程分为以下三个步骤：

第一步是领域特征识别，一个特征对应产品线中的一个功能点，因此特 征识别也即是把产品线中的功能做一个归纳总结。特征是带层次结构的，也 带属性，需要进一步指定。

第二步是设置特征属性，特征包含三类属性，第一类是特征之间的约束 关系，即可变性，它们表述一个特征本身是否强制或可选，也可以表示特征 之间的依赖关系和互斥关系。第二类属性表示特征对应软件实体，即构件信 息，特征跟构件的关系是多对多的关系，但一个设计良好的构件库应该尽量 让特征与构件保持一对一的关系。第三类属性是成本信息，如特征的开发价 格、数量等，成本信息用来帮助产品经理和产品客户评估预算，但对后续的 建模影响不大。

第三步是特征模型转换为体系结构模型，经过前两步后，领域工程师将 建立起产品线的特征模型，但特征模型本质上是软件功能的抽象，要进行软 件的设计开发，还需要把它转换成软件体系结构。特征建模工具提供了从特 征模型到DPOSPL ADL的转换，但由于特征模型与体系结构模型之间的转 换并不是平滑的，故转换后仍需要架构师设计。

领域建模后，通过转换能从特征模型得到产品线体系结构模型的初步结 构，这个模型是用DPOSPL ADL表述的，由于转换而来的初步模型中可能 会缺少的是构件间的流程信息，架构师需要根据构件组装的经验把它们完 成，这些组装的方式一般抽象自多个逻辑相似的软件产品的体系结构。但也 有不需要架构师修改的情况，当特征与构件之间关系为一对一并且特征之间 的依赖关系已经在特征模型中完全表述出来，那么由特征模型转换而来的体 系结构模型就是完整的。

由DPOSPL ADL表述的软件体系结构模型能被DPOSPL IDE(面向数据 处理软件生产线的集成开发平)所识别和编辑，能配合DPOSPL生产过程。 若使用其他的通用建模语言如UML等，会导致特征模型转化的不平滑，也 不利于后续的代码生成。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明 的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见 即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比 较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种需求特征建模到体系结构建模的平滑过渡 方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式 进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思 想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方 式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本 发明的限制。