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针对科研型SaaS的模型驱动开发方法设计

作　者: 张伟清
导　师: 徐晓飞；王忠杰；David Chen；Arne J（?）rgen Berre
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 软件工程
关键词: 科研型软件模型驱动架构 SaaS 科研型集成开发环境设计
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

当今社会,信息技术在科学研究领域大量运用并提供了很大便利。但是,在科研型软件的开发过程中存在的大量的问题阻碍了科学研究的发展并减缓了信息技术在科学研究的应用。这些问题主要出现在系统建模,数学建模,服务建模和软件执行平台等方面。如何以更好的生产力和更高的效率提供更好质量的科研型软件成为了我们面前一个亟待解决的问题。一方面,在过去的几年中,模型驱动架构大量应用。模型驱动架构的核心思想是开发组织只要建模并构建系统一次目标系统,就可以在日后根据各类技术标准和基本架构的改变,升级他们的系统。另一方面,SaaS为用户提供了随需应变的信息技术。模型驱动架构和SaaS这些技术不仅可以应用在企业软件开发方面,同样也可以在科研型软件的开发领域发挥作用。本篇论文提供了一种被称为“科研型SaaS的模型驱动开发方法设计”的方法。我们收集并列出了来自特定科研型软件开发领域的技术挑战,分析这些需求,指引架构师如何运用模型驱动架构和SaaS技术去设计和实现具有更好灵活性,适应性和变化性的科研型软件架构。在本篇论文提供的方法中,我们用模型驱动架构技术开发软件,用SaaS技术发布软件。我们同时讨论了这些技术的总体架构和相关标准,以及他们如何在模型设计,开发工具支持,代码自动生成,软件发布等领域改进软件质量,节省工程开支。在本篇论文中,我们在模型驱动架构技术中使用了面向服务架构建模语言(SoaML)和系统建模语言(SysML)等系统建模语言,以及MATLAB和Modelica等数学建模语言。论文中还讨论提供了针对科研型软件的集成开发平台。我们使用了挪威科技工业研究院内部的“科研型软件及服务项目”(SiSaS)作为案例,运用了我们在论文中提出的方法和集成开发环境。我们希望这种设计和实现经验能为后来者构建类似的科研型软件架构提供良好的借鉴。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
Chapter 1 Introduction  12-21
  1.1 Background and Motivation  12-13
  1.2 Thesis Objective  13-14
  1.3 Related Works  14-21
    1.3.1 MDA  14-15
    1.3.2 UML 2.0  15-16
    1.3.3 SysML  16
    1.3.4 SoaML  16-17
    1.3.5 MATLAB  17-18
    1.3.6 Modelica  18
    1.3.7 Software as a Service  18-19
    1.3.8 Cloud Computing related to SaaS  19
    1.3.9 Related Projects  19-21
Chapter 2 Problem Definition and Analysis  21-33
  2.1 Problem definition  21-23
  2.2 Requirements to Solutions  23-29
    2.2.1 General view of scientific software requirement  24-25
    2.2.2 Technical view of scientific software requirement  25-29
  2.3 Evaluations of Solution  29-33
    2.3.1 Main Hypothesis and Goal  29-30
    2.3.2 Evaluation Criteria  30-33
Chapter 3 MOSiSaS Methodology  33-51
  3.1 Vision, Concepts and Principles  33-34
    3.1.1 Vision and Concepts  33
    3.1.2 Principles of MOSiSaS Methodology  33-34
  3.2 Overview of MOSiSaS Methodology  34-37
  3.3 SoaML, SysML Design in CIM Layer  37-41
    3.3.1 Requirement Diagram and Use Case Diagram  37-39
    3.3.2 Community Services Architecture  39
    3.3.3 Behavior diagram  39-40
    3.3.4 Participant services architecture  40-41
  3.4 SoaML, SysML, MATLAB/ Modelica Design in PIM Layer  41-43
    3.4.1 Structure diagram  41-42
    3.4.2 Service specification  42
    3.4.3 Modelica Mathematic Model  42-43
  3.5 Model Transformation in PSM Layer  43-44
  3.6 Provide MATLAB as a Service  44-45
  3.7 Provide Modelica as a Service  45-48
    3.7.1 Provide Modelica run time models  46-47
    3.7.2 Provide Modelica designing time models  47-48
    3.7.3 Comparison of Modelica and MATLAB  48
  3.8 Choose Web Service Framework and SaaS  48-51
    3.8.1 Choose of different web service framework  48-50
    3.8.2 Chosen of Web Service Server  50-51
Chapter 4 MOSiSaS Case Study  51-75
  4.1 Project Background  51-56
    4.1.1 Project Introduction  51-53
    4.1.2 Project Objective  53-55
    4.1.3 My Contributions in SiSaS Project  55-56
  4.2 Integrated Development Environment  56-57
  4.3 Model Target System with SoaML, SysML in CIM Layer  57-65
  4.4 Model Target System with SoaML, SysML in PIM Layer  65-67
  4.5 The Integration of Modelica  67-69
  4.6 Model Transformation to Web Service in PSM Layer  69-72
    4.6.1 Generate Web Service with ModelPro  70
    4.6.2 Generate Web Service with MOFScript  70-72
  4.7 Deliver Software as a Service  72-75
    4.7.1 The chosen of CXF and related Example  72-73
    4.7.2 Web Server and SaaS  73-75
Chapter 5 MOSiSaS Validation  75-82
Conclusion  82-84
References  84-89
详细摘要  89-95
Acknowledgement  95-96
Resume  96

针对科研型SaaS的模型驱动开发方法设计

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