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模型驱动的构件化企业应用软件开发方法

作 者: 孟凡超
导 师: 战德臣
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 模型驱动的体系结构 基于构件的软件开发 业务对象 构件识别 构件组合 构件组装
分类号: TP311.52
类 型: 博士论文
年 份: 2008年
下 载: 371次
引 用: 2次
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内容摘要


随着信息技术在现代企业的广泛应用,企业应用软件(Enterprise Software and Application, ESA)的规模和复杂度日益增加,这给软件的开发效率和质量提出了更高的要求,由此产生如下问题:如何有效地获取用户的需求、如何将用户需求有效地转换为软件系统的实现、如何高效率、低成本地构造应用系统。本文采用模型驱动的体系结构(Model Driven Architecture, MDA)和基于构件的软件开发(Component Based Software Development, CBSD)相结合的方法,在平台独立模型(Platform Independent Model, PIM)、平台相关模型(Platform Specific Model, PSM)和代码(Code)三个层次上分别对PIM建模、构件识别、构件获取与构件组装等方面进行了创新研究和实践。(1)在PIM建模方面,研究了面向ESA的PIM模型。针对ESA是以单据/报表等信息文档的流程化处理为中心的特点,给出了业务对象的概念,分析了业务对象建模中所包含的概念以及概念之间的关系,研究了业务对象模型的组织结构,借鉴MDA的建模框架,研究基于扩展UML业务对象建模框架和模型描述方法,并对模型的表达能力进行了分析。(2)在构件识别方面,为了提高构件的复用度、降低软件系统的开发成本,研究了如何从同一领域的多个PIM模型中识别较高复用度的功能构件的方法。从概念之间的语义包含关系和相似度出发,给出了操作之间功能规约关系和相似关系的定义,研究了计算多个活动之间相似度的方法,基于活动之间的相似度,采用聚类分析技术对领域模型的活动进行划分,具有较高相似度的一组活动被标识为一个功能构件,基于构件的识别结果,研究了支持可变特性的构件设计方法。(3)在构件获取方面,针对单个候选构件不能完全满足用户需求的情况,研究了基于构件组合的软件复用方法。首先研究了面向ESA的构件行为模型,给出了构件组合操作的定义,介绍了构造复合构件的方法,基于用户需求与复合构件之间的扩展行为匹配关系,研究了构件组合存在性判定方法和从复合构件中提取用户需求行为的方法。(4)在构件组装方面,为了提高基于构件组装的应用系统的服务质量,研究了基于服务质量优化的构件组装方案选择问题。首先分析了企业应用软件框架的特点,研究了面向应用系统配置的构件组装模型,介绍了度量构件组装方案服务质量的方法,并将构件组装方案选择问题转化为一个多目标优化问题,针对该问题,采用遗传算法进行最优非劣组装方案的搜索,基于组装方案的搜索结果,给出了构件组装方案选择方法。(5)以ERP系统中的质量管理领域为应用案例,来验证所提出的业务对象建模、构件识别和组装的理论内容,并开发了相应的支持工具。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-13
第1章 绪论  13-33
  1.1 课题研究背景和意义  13-15
  1.2 相关问题研究现状  15-29
    1.2.1 企业应用软件建模研究现状  15-18
    1.2.2 模型驱动的体系结构研究现状  18-21
    1.2.3 基于构件的软件开发研究现状  21-24
    1.2.4 构件识别研究现状  24-25
    1.2.5 构件获取研究现状  25-27
    1.2.6 构件组装研究现状  27-28
    1.2.7 有待深入研究问题  28-29
  1.3 主要研究内容  29-32
  1.4 论文章节安排  32-33
第2章 基于扩展UML的业务对象模型  33-59
  2.1 引言  33-34
  2.2 ICE-PIM提出的背景  34-37
  2.3 业务对象建模中的概念及其关系  37-42
    2.3.1 业务对象  37-40
    2.3.2 业务对象关系  40-42
  2.4 基于扩展UML的业务对象元模型  42-54
    2.4.1 BO联系图  42-46
    2.4.2 BO类图  46-49
    2.4.3 BO状态图  49-50
    2.4.4 BO数据模型图  50-52
    2.4.5 BO用例图  52-54
  2.5 模型实例  54-57
  2.6 模型表达能力分析  57-58
    2.6.1 完备性  57-58
    2.6.2 可扩展性  58
  2.7 本章小结  58-59
第3章 基于领域业务对象模型的构件识别  59-74
  3.1 引言  59-60
  3.2 面向构件化分析的领域模型  60-61
  3.3 概念构件模型  61-62
  3.4 基于活动相似度分析构件识别  62-69
    3.4.1 概念语义包含关系和相似度  62-64
    3.4.2 功能规约关系  64-65
    3.4.3 操作相似关系  65-66
    3.4.4 活动相似度  66-67
    3.4.5 构件识别算法  67-69
  3.5 概念构件模型的构造  69-70
  3.6 实验分析  70-73
  3.7 本章小结  73-74
第4章 基于行为的构件组合及存在性判定  74-92
  4.1 引言  74-75
  4.2 构件接口自动机  75-77
  4.3 基于行为的构件组合  77-80
    4.3.1 组合操作  78-80
    4.3.2 行为不变性  80
  4.4 基于构件组合的软件复用方法  80-81
  4.5 构件组合存在性判定  81-88
    4.5.1 扩展行为匹配  81-82
    4.5.2 行为映射图  82-84
    4.5.3 组合存在性判定算法  84-88
  4.6 用户需求行为提取  88-89
  4.7 实验分析  89-91
  4.8 本章小结  91-92
第5章 基于服务质量优化的构件组装方案选择  92-113
  5.1 引言  92-94
  5.2 面向应用系统配置的构件组装模型  94-96
  5.3 构件组装方案服务质量  96-98
  5.4 构件组装方案选择问题描述  98-99
  5.5 基于向量编码的构件组装方案搜索算法  99-106
    5.5.1 向量编码  99-101
    5.5.2 初始化操作  101
    5.5.3 进化操作  101-104
    5.5.4 选择操作  104-105
    5.5.5 精英策略  105
    5.5.6 VGA-CS算法  105-106
  5.6 构件组装方案选择  106-108
  5.7 实验分析  108-111
    5.7.1 有效性实验  108-110
    5.7.2 可行性实验  110-111
  5.8 本章小结  111-113
第6章 应用案例  113-121
  6.1 支持ERP快速开发的工具  113-114
  6.2 质量管理业务对象模型  114-117
    6.2.1 全局BO模型  115-116
    6.2.2 单个BO模型  116-117
  6.3 质量管理系统构件  117-118
  6.4 服务质量驱动的构件组装  118-120
  6.5 应用效果分析  120
  6.6 本章小结  120-121
结论  121-123
参考文献  123-137
攻读博士学位期间发表的论文  137-138
攻读博士学位期间的主要科研成果  138-140
致谢  140-141
个人简历  141

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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