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基于本体与面向对象的并行程序设计可视化关键技术研究

作　者: 费晰
导　师: 石峰
学　校: 北京理工大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 本体面向对象并行可视化程序框架
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 31次
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内容摘要

伴随着科学技术的迅猛发展,传统的串行程序已经不可能满足大规模科学与工程计算问题的要求,并行程序是实现高性能计算、解决挑战性技术问题的途径。然而,并行程序设计涉及到任务的划分、处理机的分配、线程间的通信与同步等问题,与串行程序设计相比要复杂得多。目前,并行程序设计过程中的主要问题有:(1)由于开发者缺乏目标领域背景知识,需求分析越来越困难,进行需求分析的效率和质量有待提高。(2)缺乏比较有效的并行程序设计方法和工具,现有的并行程序设计方法不够直观,不能明确地表示出程序的并行过程。为了使程序设计人员更高效地对并行问题领域进行分析,本课题将本体论的方法引入到面向问题域的需求分析过程中。本体是为了提供对问题领域知识的共同理解而产生的,它为不同个体间的交流提供了一种明确的共识。这种分析方法针对问题领域的典型需求,结合需求的变化、技术发展以及客观条件等因素,明确领域范围,在对问题领域的不变因素和变化因素进行综合考虑的基础上,抽象出可复用的领域需求,构建领域模型。在构建的本体模型基础上,可以对生成的owl代码进行解析,抽象出面向对象并行程序设计中所需要的类和对象,然后应用可视化程序设计技术根据所研究的并行计算问题将并行对象的标识、对象间消息传递的方法、处理消息的方法、消息的类型、进程间的同步等反映程序并行具体过程的信息展现在对象交互图和状态图中。根据这些图形中所反映的信息利用代码生成技术生成相应的程序框架,使设计人员可以不用编写或只需编写很少的程序代码,就能完成应用程序的设计,极大地提高设计人员的工作效率。使用这种并行程序可视化设计方法,应用系统开发者可以以直观的图形的方式完成面向对象并行程序设计过程,这将有效地解决并行程序设计过程中的难题。因此,将本体建模与面向对象的方法相结合,通过统一建模语言中的对象交互图和状态图使用户通过图形化的方式完成并行程序的设计,并最终将这种图形化的表示转化为相应的程序框架,可以将本体相关的理论应用在面向对象程序设计中,使用户通过直观的可视化的图形的方式完成并行程序的设计,也就是本课题研究的基于本体与面向对象的并行程序设计可视化技术,是面向对象并行程序设计的一种比较有效的方法和过程,具有一定的理论和实践意义。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究背景及意义  10-12
  1.2 国内外研究现状及发展动态分析  12-14
    1.2.1 本体论研究现状  12-13
    1.2.2 面向对象技术在并行计算领域应用现状  13-14
  1.3 论文研究内容和研究成果  14-15
    1.3.1 研究内容  14
    1.3.2 研究成果  14-15
  1.4 论文组织结构  15-16
第2章问题领域的本体表示  16-32
  2.1 用本体表示问题领域的必要性  16-17
  2.2 本体概述  17-21
    2.2.1 本体的定义  17-18
    2.2.2 本体与面向对象方法的结合  18
    2.2.3 本体的创建过程  18-19
    2.2.4 本体的表示方法  19-20
    2.2.5 本体的建模元语  20-21
  2.3 本体的构建  21-23
    2.3.1 本体构建过程  21-22
    2.3.2 本体构建工具  22-23
  2.4 本体对问题领域的表示  23-30
    2.4.1 应用实例描述  23
    2.4.2 本体模型构建  23-30
  2.5 本体模型解析  30-32
第3章并行程序可视化设计过程研究  32-49
  3.1 可视化技术介绍  32
  3.2 类和对象的可视化表达  32-33
  3.3 可视化并行程序设计过程  33-35
  3.4 可视化并行程序设计环境和开发工具  35-40
    3.4.1 Eclipse 开发环境  35-36
    3.4.2 SWT/JFace  36-38
    3.4.3 GEF(Graphical Editing Framework)  38-39
    3.4.4 JGraph  39-40
  3.5 本体模型映射生成面向对象 UML 图  40-49
    3.5.1 类图的映射过程  40-44
    3.5.2 顺序图描述  44-47
    3.5.3 状态图描述  47-49
第4章代码框架生成过程  49-66
  4.1 代码生成介绍  49-50
  4.2 代码生成技术实现  50-53
    4.2.1 Eclipse 插件开发  50-51
    4.2.2 文档对象模型(Document Object Model)  51-52
    4.2.3 Velocity 模板引擎  52-53
  4.3 基于 SSH 框架设计代码生成工具  53-56
    4.3.1 SSH 框架概述  53-54
    4.3.2 代码生成模块设计目标  54
    4.3.3 代码生成模块功能划分  54-55
    4.3.4 代码生成模块总体工作流程  55-56
  4.4 代码生成模块的功能实现  56-60
    4.4.1 基本信息录入  56-57
    4.4.2 目标系统抽象模板  57
    4.4.3 XML 配置文件生成  57-58
    4.4.4 代码自动生成过程  58-60
  4.5 银行业务模拟问题代码框架生成  60-66
第5章总结与展望  66-68
  5.1 本文总结  66-67
  5.2 下一步工作展望  67-68
参考文献  68-71
致谢  71

基于本体与面向对象的并行程序设计可视化关键技术研究

内容摘要

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